太陽能熱泵技術在暖通空調中應用與發展探討

文/程亞斌 華藍設計（集團）有限公司 廣西南寧 530011

隨著社會經濟的不斷發展，對于自然不可再生資源的消耗量也日益增加，地球面臨著資源短缺問題，長此以往自然生態環境會遭到嚴重破壞，不利于人類的長期發展。現階段，暖通空調在人們生活當中得到了普及，在使用過程中會消耗大量的能力，在一定程度上增加了資源的供應壓力。太陽能熱泵技術具有較強的環保性與節能性，將其應用于暖通空調當中，能夠實現對建筑物提供冷氣或者暖氣，由于太陽能屬于環保、可再生資源，能夠大大降低對地球不可再生資源的消耗，從而實現暖通空調的環保性、節能性。

1、太陽能熱泵技術

現階段，如果按照熱源類型的區分，熱泵可分為污水熱泵、太陽能熱泵、空氣源熱泵以及地源熱泵等。熱泵裝置具有節能、降耗的特點，利用逆卡諾循環與卡諾循環的原理，能夠以最低的能量消耗，滿足熱能從低溫熱源到高溫熱源的轉變，屬于一種將能源作用最大化的一種新型裝置，能夠有效的降低我國能源的消耗量。

1.1 太陽能熱泵技術的工作原理

太陽能熱泵技術能夠實現低溫熱源利用的高效性，能夠利用有限的資源獲得較大的熱量，從而將資源的價值最大化。太陽能熱泵技術其實就是太陽能技術與熱泵技術的深度融合。我國傳統的取暖方式一般是以電能取暖或者燒煤取暖，與傳統的取暖方式相比，太陽能熱泵技術更具安全性、節能性、環保性，運行過程中對于能源的消耗量較低，避免造成能源的浪費，從而降低供暖成本。太陽能熱泵不僅使用壽命長、維護簡捷、安全性高、運行穩定，而且還不會對環境造成污染，因此，應加大對太陽能熱泵技術的推廣，不斷完善太陽能熱泵技術的相關規范與標準。

1.2 太陽能熱泵發展情況

太陽能是自然可再生資源，取之不竭，用之不盡，具有較強的高度清潔特點。目前，我國正大力研究與開發太陽能的應用技術與空間，希望能夠進一步緩解我國不可再生資源的消耗壓力，促進地球自然環境的健康發展。太陽能在熱泵技術中的應用是我國一項技術創新，不僅能夠有效的解決我國能源危機，而且還能夠促進熱泵技術的發展。太陽能熱泵技術與傳統的熱泵技術相比，雖然具有較大的資源優勢，但是在實際應用過程中還存在諸多的問題與弊端，以至于太陽能熱泵技術無法在我國普及，例如，建設成本較高、地域差異性較大、缺乏統一的生產標準等，因此，我國應加大對太陽能熱泵技術的研究與推廣，根據實際應用中存在的問題，進行全面的分析與研究，采取有針對性的解決措施，從而擴大太陽能熱泵技術在我國的應用范圍。

2、太陽能技術在暖通空調中的應用與發展

2.1 太陽能熱水系統

現階段，我國太陽能熱水系統主要包括供應系統與熱源系統兩種類型。熱源系統主要是實現熱量的轉變，將太陽能輻射轉變為熱量，再結合輔助熱源組合使用，從而實現對水的加熱處理。供應系統主要是由供熱水管道、控制系統、供水設備以及回水管道等組合而成的，其作用是將熱水輸送給各家各戶時所用的管理系統。熱源系統又被稱之為集熱系統，其主要是由太陽能集熱器、控制系統、水泵、管道、熱交換器等設備和附件組合而成的。在選擇太陽能熱水系統時，應根據當地歷史的熱水用量、地勢、環境等因素，進行全面的分析與考慮，嚴格遵循因地制宜的原則，結合系統本身的設置條件與優勢，以環保、節能、降耗為目標，選擇安全性、穩定性較高的熱水供應系統。

2.2 太陽能空調制冷系統

太陽能空調制冷系統與常規的空調系統相比更具優勢，主要包括環保、無污染，不會破壞生態環境；適應性強，能夠適應各個季節的需求。太陽能空調制冷系統是建立在太陽能熱泵原理基礎之上的，其工作原理是利用制冷劑蒸發吸收熱量，與熱泵供暖系統相比，空調制冷系統中又增加了制冷終端設備、儲冷水箱設備以及熱交換器等，有效的降低了儲冷器的水溫度，再借助熱交換器降低水或者空氣等介質的溫度，然后利用管路輸送給制冷終端，通過冷風或者冷水盤管輻射的形式實現對室內溫度的降低。按照工作原理進行區分，太陽能空調制冷系統可分為以電能作為驅動能源與以熱能作為驅動能源兩種。其中熱能驅動能源的制冷系統包括噴射式制冷、吸附式制冷以及吸收式制冷。

2.3 太陽能熱水供暖系統

太陽能熱水供暖系統與空氣供暖系統兩者之間有著一定的差異，主要體現在采暖的熱媒方面，包括常規供暖系統與熱泵供暖系統兩種，其中熱泵供暖系統是太陽能利用方式中相對比較理想的。熱泵供暖系統能夠實現對室內的實時供熱，有效的規避了常規供暖系統中的不足，其工作原理是將熱泵系統、熱設備、太陽能三者之間的有機結合。熱泵技術利用電能作為消耗能源，屬于一種新型的節能供熱技術，其是從能夠將從低溫熱源中吸取的熱能傳送給高溫熱源，從而實現泵熱的目的。如果按照工作原理進行區分，熱泵可以分為蒸汽噴射式熱泵與吸收吸附式熱泵等；如果按照熱源類型進行區分，熱泵可以分為地原熱泵、氣源熱泵以及水源熱泵等。太陽能是熱泵供暖系統最為主要的熱源，具有較強的安全性與穩定性，有效的解決了太陽能間歇性與擴散性的問題，能夠消耗極少的電能獲取比電能多幾倍的熱量，不僅有利于減少集熱面積，而且還能夠提高低溫熱能的有效利用。

2.4 太陽能空氣供暖系統

太陽能空氣供暖系統的導熱介質不同，其采取的方式也不相同，主要包括熱風采暖方式與熱水集熱方式兩種。熱風采暖方式與熱水集熱方式相比，運用的范圍更加廣泛，其主要是利用系統中的風機設備對空氣進行驅動，從而完成儲熱器與集熱器兩者之間的無限循環，可以直接為室內提供取暖，也可以將集熱器吸收到的太陽能熱量，通過空氣輸送到儲熱器，并且存儲下來；熱水集熱方式主要是利用熱水提高室內空氣的溫度，借助熱水集熱器進行集熱實現對室內的供暖。

總結：

由此可見，太陽能熱泵技術在暖通空調中的應用能夠大大降低能源的消耗量，不僅不會對自然生態環境造成影響，而且還能夠提高能源的利用率，從而實現人與自然的和諧發展。但是，太陽能熱泵技術在實際應用中還存在諸多問題，相關專業人員還應加大對太陽能熱泵技術的研究，不斷改進與完善，最早實現太陽能熱泵技術在暖通空調中的普及。