太陽能熱泵技術在暖通空調中應用與發展研究

段威 胡金玲

2. 中國建筑技術集團有限公司 北京 100013

前言

人類不可回避的一個問題就是能源會隨著消耗逐漸變少，過度的損耗能源會剝奪子孫后代對能源的使用權，這就要去人們在發展的過程中開發一些節能的技術，這樣就能夠最大化的減少能源的損耗，這也是可持續發展戰略的要求。在暖通空調中應用太陽能熱泵技術，不但可以滿足當前社會發展對節能環保的要求，還能夠進一步的優化暖通空調的性能，進而使得暖通空調的技術水平得到顯著提高。

1 太陽能技術在暖通空調中的應用及發展

太陽能指的是太陽在輻射的過程中產生的能量，也就是人們常說的太陽光線。太陽能資源非常豐富，是一種綠色無污染的能源，在人類社會的發展中被廣泛地用于發電和熱水器中。太陽能在暖通空調中的應用主要包含三個方面的內容，分別是太陽能取暖、太陽能空調和太陽能熱水。

1.1 太陽能空調

太陽能可以進行光熱轉化，正是因為這一原理才使得太陽能空調在暖通空調中得到了廣泛的使用。太陽能空調在暖通空調中的使用有兩個方面的效果，一方面是保證暖通空調的制冷效果，制冷機在運行的過程中需要熱媒水，通過太陽能集水器可以為其提供熱媒水，進而使得制冷機能夠穩定運行。通常情況下，制冷機的性能和熱媒水的溫度是成正比的，也就是說熱媒水溫度在上升的過程中，制冷機的性能也會隨之變高，這樣暖通空調系統的制冷效果會得到明顯的提升；另外一方面就是保證暖通空調的制熱效果，這種需要的太陽能集熱器是必須是超導集熱器，通過其對太陽輻射能量的吸收，然后將其運送到能量轉換器中，在這個過程中中央控溫系統就可以對其進行自動的調控，這樣就可以實現暖通空調的自動循環供暖，而且在這個供暖的過程利用的是天然的太陽能，不會造成能源的耗損，而且供暖的過程中不會對周圍的空氣造成任何的污染，是一種環保的供暖方式。

1.2 太陽能采暖

太陽能采暖的原理非常的簡單，太陽能比較的分散，要在暖通空調中利用其進行采暖，需要借助太陽能集熱器把分散的太陽能轉化為熱水，然后需要將熱水運送到發熱的尾端，這樣就能夠使得房間形成一個采暖的系統，我們通常將之稱為太陽能采暖系統。也就是說太陽能采暖就是利用相關的采暖設備，把分散的太陽能集中起來進行轉化，這樣就可以得到暖通空調需要的熱能。通常情況下，太陽能采暖分為兩種形式，一種是主動式，另外一種是被動式。主動性采暖必須借助于電能，這樣就能夠促使管道中的熱水循環流動，從而為房間供應熱量，最終達到取暖的目的。在這個循環采暖系統中要使用很多的采暖設備，主要包括集熱器、水泵、散熱器和風機等。被動式采暖系統可以單獨的完成采暖，不用借助于任何一種能源，它主要依靠的是對建筑結構的合理布置達到采暖的目的。被動式采暖系統實際上就是要讓太陽光穿透玻璃，然后集中到墻面的吸熱表面上，這時墻體的表面溫度會隨之升高，也就是要讓墻體完成蓄熱。在房間需要供熱的時候，將太陽光通過和墻面的對流引導到房間，房間內的冷空氣也會在夾層中被加熱，這樣就可以讓室內形成一個自然供熱的循環系統。墻體儲存了大量的熱量，在沒有太陽的時候，墻體就可以利用這些積聚的熱量，實現對是被空氣的加熱，這樣的供暖和制冷方式極大地減少了能源的損耗，符合可持續發展的要求。

1.3 太陽能熱水器

太陽能熱水器是一種為了利用太陽光而設計的裝置設備，通過這種設備可以讓太陽光自動的對水溫進行加熱。一般情況下，太陽能熱水器分為兩種類型，一種是真空管式，另外一種是平板式。在現實的生活中真空管熱水器被應用的十分廣泛，在熱水器中安裝了真空集熱管，利用這個就能夠將太陽能轉化為熱能，進而完成對水溫的加熱。通過太陽能熱水器加熱水不但可以減少電能的損耗，還可以起到環保的作用[1]。

2 熱泵技術在暖通空調中的應用及發展

2.1 地源熱泵

熱泵有很多的種類，地源熱泵是其中的一種，它是借助于地表水、土壤等地熱資源來為暖通空調提供能源，地源熱泵的一個顯著的特點是制熱和制冷功能兼具，不但可以節約能源，還可以防止污染空氣，是一種非常重要的空調設備。在寒冷的冬天，地源熱泵可以把將淺層地熱能量傳輸到房間中，這樣就可以達到供暖的目的，在炎熱的夏天地源熱泵可以把房間內的熱量傳輸到地表中去，這樣就可以達到制冷的目的。地源熱泵不管是制冷效果還是制熱效果都十分的好，而且不需要任何的能源來輔助完成，是一個真正節能環保的過程。

2.2 水源熱泵

水源熱泵也具有兩種功能，分別是制熱和制冷。水源熱泵的工作原理和地源熱泵十分的相似，不同之處在于水源熱泵是以水體作為能源的，也就是利用水來為熱泵提供暖通空調制冷和制熱的能源。通常在炎熱的夏天，需要利用水源熱泵將室內的熱量取出來，然后將熱量排放到水源中去，水體的溫度相對比較低，可以讓這樣熱量釋放在其中，這樣就能夠實現暖通空調制冷的目的。同樣，在氣溫較低的冬天，可以把室內的冷起取出來，通過水源熱泵釋放到水源中，這樣就可以達到暖通空調制熱的目的。

3 結束語

總而言之，太陽能熱泵技術在暖通空調中的應用和發展，不但使得暖通空調的制熱和制冷效果得到了明顯的提高，而且降低了暖通空調對能源的需求和損耗，保證了暖通空調運行的低碳、綠色和環保功能，可以降低人類社會在發展過程中對能源的需求，進而推動社會的可持續發展。另外，太陽能熱泵技術在暖通空調中的應用，可以促進暖通空調技術的發展。