熱泵技術(shù)是一種很好的節(jié)能型空調(diào)制冷供熱技術(shù)，是利用少量高品位的電能作為驅(qū)動能源，從低溫?zé)嵩次〉推肺粺崮?，并將其傳輸給高溫?zé)嵩矗赃_到泵熱的目的，從而轉(zhuǎn)能質(zhì)系數(shù)低的能源為能質(zhì)系數(shù)高的能源（節(jié)約高品位能源），即提高能量品位的技術(shù)。隨著人們對獲取生活用熱水的要求日趨提高，具有間斷性特點的太陽能難以滿足全天候供熱。要解決這一問題，熱泵技術(shù)與太陽能利用相結(jié)合無疑是一種好的選擇方法。
1熱泵的基本原理及其類型
熱泵是一反向使用的制冷機，與制冷機所不同的只是工作的溫度范圍。熱泵系統(tǒng)的工作原理：蒸發(fā)器吸熱后，其工質(zhì)的高溫低壓過熱氣體在壓縮機中經(jīng)過絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w后，經(jīng)冷凝器定壓冷凝為低溫高壓的液體（放出工質(zhì)的氣化熱等，與冷凝水進行熱交換，使冷凝水被加熱為熱水供用戶使用），液態(tài)工質(zhì)再經(jīng)降壓閥絕熱節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，進入蒸發(fā)器定壓吸收熱源熱量，并蒸發(fā)變?yōu)檫^熱蒸氣完成一個循環(huán)過程。如此循環(huán)往復(fù)，不斷地將熱源的熱能傳遞給冷凝水。
根據(jù)熱力學(xué)*定律，有：qg=qd+a，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機所消耗的電功a起到補償作用，使得制冷劑能夠不斷地從低溫環(huán)境吸熱（qd），并向高溫環(huán)境放熱（qg），周而復(fù)始地進行循環(huán)。因此，壓縮機的能耗是一個重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，一般用性能系數(shù)（coefficientofperformance，簡稱cop）來衡量裝置的能量效率，其定義為：
cop=qg/a=（qd+a）/a=1+qd/a
顯然，熱泵cop永遠大于1。因此，熱泵是一種節(jié)能裝置，也是制冷空調(diào)領(lǐng)域內(nèi)實施建筑節(jié)能的重要途徑，對于節(jié)約常規(guī)能源、緩解大氣污染和溫室效應(yīng)起到積極的作用。
所有型式的熱泵都有蒸發(fā)和冷凝兩個溫度水平，采用膨脹閥或毛細管實現(xiàn)制冷劑的降壓節(jié)流，只是壓力增加的不同形式，主要有機械壓縮式、熱能壓縮式和蒸氣噴射壓縮式。其中，機械壓縮式熱泵又稱作電動熱泵，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用建筑采暖和空調(diào)，在熱泵市場上占據(jù)了主導(dǎo)地位；熱能壓縮式熱泵包括吸收式和吸附式兩種型式，其中水—溴化鋰吸收式和氨—水吸收式熱水機組已經(jīng)逐步走上商業(yè)化發(fā)展的道路，而吸附式熱泵目前尚處于研究和開發(fā)階段，還必須克服運轉(zhuǎn)間歇性以及系統(tǒng)性能和冷重比偏低等問題，才能真正應(yīng)用于實際。
根據(jù)熱源形式的不同，熱泵可分為空氣源熱泵、水源熱泵、土壤源熱泵和太陽能熱泵等。國外的文獻通常將地下水熱泵、地表水熱泵與土壤源熱泵統(tǒng)稱為地源熱泵。
1熱泵的基本原理及其類型
熱泵是一反向使用的制冷機，與制冷機所不同的只是工作的溫度范圍。熱泵系統(tǒng)的工作原理如圖1所示[1][2]。蒸發(fā)器吸熱后，其工質(zhì)的高溫低壓過熱氣體在壓縮機中經(jīng)過絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w后，經(jīng)冷凝器定壓冷凝為低溫高壓的液體（放出工質(zhì)的氣化熱等，與冷凝水進行熱交換，使冷凝水被加熱為熱水供用戶使用），液態(tài)工質(zhì)再經(jīng)降壓閥絕熱節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，進入蒸發(fā)器定壓吸收熱源熱量，并蒸發(fā)變?yōu)檫^熱蒸氣完成一個循環(huán)過程。如此循環(huán)往復(fù)，不斷地將熱源的熱能傳遞給冷凝水。
根據(jù)熱力學(xué)*定律，有：qg=qd+a，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機所消耗的電功a起到補償作用，使得制冷劑能夠不斷地從低溫環(huán)境吸熱（qd），并向高溫環(huán)境放熱（qg），周而復(fù)始地進行循環(huán)。因此，壓縮機的能耗是一個重要的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，一般用性能系數(shù)（coefficientofperformance，簡稱cop）來衡量裝置的能量效率，其定義為：
cop=qg/a=（qd+a）/a=1+qd/a
顯然，熱泵cop永遠大于1。因此，熱泵是一種節(jié)能裝置，也是制冷空調(diào)領(lǐng)域內(nèi)實施建筑節(jié)能的重要途徑，對于節(jié)約常規(guī)能源、緩解大氣污染和溫室效應(yīng)起到積極的作用。
所有型式的熱泵都有蒸發(fā)和冷凝兩個溫度水平，采用膨脹閥或毛細管實現(xiàn)制冷劑的降壓節(jié)流，只是壓力增加的不同形式，主要有機械壓縮式、熱能壓縮式和蒸氣噴射壓縮式。其中，機械壓縮式熱泵又稱作電動熱泵，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用建筑采暖和空調(diào)，在熱泵市場上占據(jù)了主導(dǎo)地位；熱能壓縮式熱泵包括吸收式和吸附式兩種型式，其中水—溴化鋰吸收式和氨—水吸收式熱水機組已經(jīng)逐步走上商業(yè)化發(fā)展的道路，而吸附式熱泵目前尚處于研究和開發(fā)階段，還必須克服運轉(zhuǎn)間歇性以及系統(tǒng)性能和冷重比偏低等問題，才能真正應(yīng)用于實際。
根據(jù)熱源形式的不同，熱泵可分為空氣源熱泵、水源熱泵、土壤源熱泵和太陽能熱泵等。國外的文獻通常將地下水熱泵、地表水熱泵與土壤源熱泵統(tǒng)稱為地源熱泵。
2太陽能熱泵技術(shù)原理及其特點
太陽能熱泵一般是指利用太陽能作為蒸發(fā)器熱源的熱泵系統(tǒng)，區(qū)別于以太陽能光電或熱能發(fā)電驅(qū)動的熱泵機組。它把熱泵技術(shù)和太陽能熱利用技術(shù)有機的結(jié)合起來,可同時提高太陽能集熱器效率和熱泵系統(tǒng)性能。集熱器吸收的熱量作為熱泵的低溫?zé)嵩?，在陰雨天，直膨式太陽能熱泵轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝庠礋岜?，非直膨式太陽能熱泵作為加熱系統(tǒng)的輔助熱源。因此，它可全天候工作，提供熱水或熱量。