暖通空调中太阳能热泵技术的应用分析

暖通空调中太阳能热泵技术的应用分析

马海江

绍兴一坤建设有限公司

摘要：随着建筑工程的不断发展，暖通空调技术也在不断进行改革创新，暖通空调系统是建筑工程的重要组成部分，其发展关系着建筑工程的质量与实用功能水平的高低。随着节能技术的不断发展，暖通空调在设计上逐渐与节能环保相结合，天阳能技术和热泵技术得到了广泛应用。太阳能技术和热泵技术的联合应用，能够达到优势互补，使暖通空调技术得到了进一步发展。本文主要对太阳能热泵技术在暖通空调中应用及发展进行分析研究。

关键词：太阳能技术；热泵技术；暖通空调；应用与发展

前言：建筑行业是耗能较大的行业，为了适应社会发展，环境发展的需要，需要不断改进技术，注意节能环保，才能够可持续发展。其中暖通空调的环保节能，对整个建筑的发展具有重要影响。太阳能技术和热泵技术在暖通空调中的应用，极大的降低了能耗，提高了能源资源利用率，而且太阳能技术与热泵技术相互配合，优势互补，很好的改善了建筑的冷热结构，提高了暖通空调的技术水平。

一、太阳能和热泵简述

1、太阳能

太阳能，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，有利于改善环境污染。

2、热泵

热泵，又叫做冷机，是可以将能量由低温热库传送到高温热库的装置。它提供给温度高的地方的能量和要大于它运行所需要的能量。利用低沸点液体经过节流阀减压后蒸发时，从低温物体吸收热量，然后将蒸汽压缩，使温度升高，经过冷凝器时放出吸收的热量而液化，通过循环工作，能不断把热量从温度较低的物体转移给温度较高的物体，一般用于加热、干燥等设备中。根据热源的来源不同，又分为水源热泵，地源热泵，空气源热泵，双源热泵等种类。随着经济的快速发展与人们生活品位的提高，热泵技术的应用范围越来越广。

二、太阳能热泵技术在暖通空调中应用及发展分析

（一）太阳能技术的应用与发展

1、太阳能采暖

太阳能采暖，主要是把将分散的太阳能，通过集热器转换成方便使用的热水，再把热水输送到发热末端，进而形成建筑工程房间的采暖的系统，也叫做太阳能采暖系统。[1]通过应用相关太阳能采暖设备，把太阳光能给转化成为暖通空调系统所需的热能。从而满足人们的生活需要。一般，太阳能采暖分为主动式采暖和被动式采暖两种形式。首先，主动式太阳能采暖主要是通过使用一定的电能，使加热的水在管道中循环流动，完成房间供热的过程。此采暖系统中涉及到的采暖设备主要有：风机、水泵、散热器、储热器和集热器等。随着设备的不断发展，特特别是太阳能集热器的发展，主动式太阳能采暖系统逐渐得到应用。其次，被动式太阳能采暖系统。这种采暖方式不需要任何辅助性的能源，只需建筑方位的合理布置和建筑构件的恰当处理。节能效果非常明显，也是常用的一种采暖方式。主要是使太阳光通过玻璃的透射，照射到墙体的黑色吸热表面，墙表温度得到升高，墙体进行蓄热。当建筑需要供热时，墙体与玻璃之间的热空气就会以自然对流的形式进入房间，而通过墙下通风口进入玻璃和墙体之间的室内冷空气，就会被夹层加热，从而形成自然的供热循环。即使是没有太阳光的时候，墙体所储存的热量也能够对室内空气进行加热。这种采暖方式很大程度上降低了能源消耗。

2、太阳能热水器

太阳能热水器，主要是一种利用太阳光将水温加热的装置设备。[2]一般分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，其中真空管热水瓶应用非常普遍，效果也很明显，而且节能安全。主要依靠真空集热管把太阳能转换成热能，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而提供所需的热水。太阳能热水器的应用给人们的生活带来了极大的方便。

3、太阳能空调

根据太阳能光热转换的运行原理，太阳能空调在暖通空调中应用广泛，太阳能空调的应用主要有两方面的功能。其一，制冷。就是利用太阳能集热器，为吸收式制冷机提供所需要的热媒水，一般，热媒水的温度越高制冷机的性能系数就越高，这样的空调系统制冷效果也就越好。其二，制热。以太阳能和可再生的生物质燃料为主要能源，利用超导太阳能集热器吸收太阳辐射能，经超导液传递到复合超导能量储存转换器，经过中央控温系统进行调控，完成自动供暖循环，达到供暖的目的，这是一种绿色供暖方式。

太阳能采暖图

（二）热泵技术在暖通空调中应用及发展

1、水源热泵

水源热泵的应用主要有两种性能，供热与制冷。首先，制冷，主要是通过高品位能源的少量输入，使低温位置的热能向高温位置的热能转移。[3]而水体分别作为热泵供暖和空调制冷的能源，一般在夏季，要将建筑物中的热量释放到水源中去，因为水源温度低，能够很好地带走热量，从而达到室内空调制冷的目的。在冬季，通过利用水源热泵机组，把水源中的热能输送到需要供暖的建筑物中去，从而完成室内供暖。然而在应用水源热泵过程中，也会受到很多自然因素的限制，如环境温度降低，地下水流失，这种情况下，机会影响到水源热泵的供热量和性能系数。因此，需要考虑暖通空调工程所处的自然环境，有针对性的选择。

2、地源热泵

地源热泵是热泵种类的一种，主要是通过利用浅层地热资源，如地下水、土壤或地表水等，既能够供热又可以制冷，是一种高效节能的空调设备。首先，地源热泵也是通过高品位能源的少量输入，从而实现低温位置热能向高温位置热能的转移。在冬季，地源热泵把地能中的热量提取出来，温度提高后，把热能输送到室内，完成采暖过程；在夏季，地源热泵再把室内的热量提取出来，重新释放到地能中去。供暖制冷效果非常好，而且真正做到了节能环保。

结论：综上所述，无论是太阳能技术还是热泵技术，通过在暖通空调中的应用，都有效的提高了制冷、供热的效果，减少了能源的消耗，同时，做到了节能环保，有利于环境的发展，对暖通空调的发展和整个建筑行业的发展具有重要作用。

参考文献：

[1]吕东彦，龚光彩.太阳能与热泵技术应用在暖通空调中的进展[J].节能技术，2016，06：491-496+503.

[2]孙莹.暖通空调领域太阳能应用及发展态势研究[J].能源与节能，2016，01：90-91+150.

[3]陈颖，徐玉党，江娟，李芳芳.暖通空调领域新能源热泵技术应用研究[J].科教导刊（下旬），2016，09：47-