太阳能热泵技术在暖通空调中应用与发展研究

段威 胡金玲

2. 中国建筑技术集团有限公司 北京 100013

前言

人类不可回避的一个问题就是能源会随着消耗逐渐变少，过度的损耗能源会剥夺子孙后代对能源的使用权，这就要去人们在发展的过程中开发一些节能的技术，这样就能够最大化的减少能源的损耗，这也是可持续发展战略的要求。在暖通空调中应用太阳能热泵技术，不但可以满足当前社会发展对节能环保的要求，还能够进一步的优化暖通空调的性能，进而使得暖通空调的技术水平得到显著提高。

1 太阳能技术在暖通空调中的应用及发展

太阳能指的是太阳在辐射的过程中产生的能量，也就是人们常说的太阳光线。太阳能资源非常丰富，是一种绿色无污染的能源，在人类社会的发展中被广泛地用于发电和热水器中。太阳能在暖通空调中的应用主要包含三个方面的内容，分别是太阳能取暖、太阳能空调和太阳能热水。

1.1 太阳能空调

太阳能可以进行光热转化，正是因为这一原理才使得太阳能空调在暖通空调中得到了广泛的使用。太阳能空调在暖通空调中的使用有两个方面的效果，一方面是保证暖通空调的制冷效果，制冷机在运行的过程中需要热媒水，通过太阳能集水器可以为其提供热媒水，进而使得制冷机能够稳定运行。通常情况下，制冷机的性能和热媒水的温度是成正比的，也就是说热媒水温度在上升的过程中，制冷机的性能也会随之变高，这样暖通空调系统的制冷效果会得到明显的提升；另外一方面就是保证暖通空调的制热效果，这种需要的太阳能集热器是必须是超导集热器，通过其对太阳辐射能量的吸收，然后将其运送到能量转换器中，在这个过程中中央控温系统就可以对其进行自动的调控，这样就可以实现暖通空调的自动循环供暖，而且在这个供暖的过程利用的是天然的太阳能，不会造成能源的耗损，而且供暖的过程中不会对周围的空气造成任何的污染，是一种环保的供暖方式。

1.2 太阳能采暖

太阳能采暖的原理非常的简单，太阳能比较的分散，要在暖通空调中利用其进行采暖，需要借助太阳能集热器把分散的太阳能转化为热水，然后需要将热水运送到发热的尾端，这样就能够使得房间形成一个采暖的系统，我们通常将之称为太阳能采暖系统。也就是说太阳能采暖就是利用相关的采暖设备，把分散的太阳能集中起来进行转化，这样就可以得到暖通空调需要的热能。通常情况下，太阳能采暖分为两种形式，一种是主动式，另外一种是被动式。主动性采暖必须借助于电能，这样就能够促使管道中的热水循环流动，从而为房间供应热量，最终达到取暖的目的。在这个循环采暖系统中要使用很多的采暖设备，主要包括集热器、水泵、散热器和风机等。被动式采暖系统可以单独的完成采暖，不用借助于任何一种能源，它主要依靠的是对建筑结构的合理布置达到采暖的目的。被动式采暖系统实际上就是要让太阳光穿透玻璃，然后集中到墙面的吸热表面上，这时墙体的表面温度会随之升高，也就是要让墙体完成蓄热。在房间需要供热的时候，将太阳光通过和墙面的对流引导到房间，房间内的冷空气也会在夹层中被加热，这样就可以让室内形成一个自然供热的循环系统。墙体储存了大量的热量，在没有太阳的时候，墙体就可以利用这些积聚的热量，实现对是被空气的加热，这样的供暖和制冷方式极大地减少了能源的损耗，符合可持续发展的要求。

1.3 太阳能热水器

太阳能热水器是一种为了利用太阳光而设计的装置设备，通过这种设备可以让太阳光自动的对水温进行加热。一般情况下，太阳能热水器分为两种类型，一种是真空管式，另外一种是平板式。在现实的生活中真空管热水器被应用的十分广泛，在热水器中安装了真空集热管，利用这个就能够将太阳能转化为热能，进而完成对水温的加热。通过太阳能热水器加热水不但可以减少电能的损耗，还可以起到环保的作用[1]。

2 热泵技术在暖通空调中的应用及发展

2.1 地源热泵

热泵有很多的种类，地源热泵是其中的一种，它是借助于地表水、土壤等地热资源来为暖通空调提供能源，地源热泵的一个显著的特点是制热和制冷功能兼具，不但可以节约能源，还可以防止污染空气，是一种非常重要的空调设备。在寒冷的冬天，地源热泵可以把将浅层地热能量传输到房间中，这样就可以达到供暖的目的，在炎热的夏天地源热泵可以把房间内的热量传输到地表中去，这样就可以达到制冷的目的。地源热泵不管是制冷效果还是制热效果都十分的好，而且不需要任何的能源来辅助完成，是一个真正节能环保的过程。

2.2 水源热泵

水源热泵也具有两种功能，分别是制热和制冷。水源热泵的工作原理和地源热泵十分的相似，不同之处在于水源热泵是以水体作为能源的，也就是利用水来为热泵提供暖通空调制冷和制热的能源。通常在炎热的夏天，需要利用水源热泵将室内的热量取出来，然后将热量排放到水源中去，水体的温度相对比较低，可以让这样热量释放在其中，这样就能够实现暖通空调制冷的目的。同样，在气温较低的冬天，可以把室内的冷起取出来，通过水源热泵释放到水源中，这样就可以达到暖通空调制热的目的。

3 结束语

总而言之，太阳能热泵技术在暖通空调中的应用和发展，不但使得暖通空调的制热和制冷效果得到了明显的提高，而且降低了暖通空调对能源的需求和损耗，保证了暖通空调运行的低碳、绿色和环保功能，可以降低人类社会在发展过程中对能源的需求，进而推动社会的可持续发展。另外，太阳能热泵技术在暖通空调中的应用，可以促进暖通空调技术的发展。