太 陽 能 熱 泵 系 統(tǒng)

　　李 銳 &，張建國 &，俞 堅(jiān) &！ 王志峰 “！ 高瑞恒 &

　　（&’北京工業(yè)大學(xué) 環(huán)境能源學(xué)院，北京 &（（（”“；”）中國科學(xué)院 工程熱物理所，北京 &（（（*（）

　　摘 要：太陽能與熱泵相結(jié)合的技術(shù)是新能源利用技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面。文章介紹了太陽能熱泵的基本知識(shí)，并結(jié)合所做的相關(guān)試驗(yàn)分析了太陽能和熱泵相結(jié)合應(yīng)用的特點(diǎn)。

　　關(guān)鍵詞：太陽能+ 熱泵+ 熱水器+

　　中圖分類號：，-.&. 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：/ 文章編號：&01&2.“3”（“（（#）（#2（（4（2（4

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　?。?太陽能熱泵的發(fā)展背景

　　隨著世界能源消費(fèi)量的大幅度增長！人們把能源利用的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到可再生能源的開發(fā)和利用上來。太陽能以其取之不盡、廉價(jià)、安全、無需運(yùn)輸、清潔無污染等特點(diǎn)受到人們的重視，光熱、光電、光化學(xué)等太陽能利用技術(shù)已迅速地發(fā)展起來。由于太陽能受季節(jié)和天氣影響較大、熱流密度低，導(dǎo)致各種形式的太陽能直接熱利用系統(tǒng)在應(yīng)用上都受到一定的限制。隨著生活水平的提高，熱用戶對于供熱的要求也越來越高，太陽能利用的一些局限性日益顯現(xiàn)出來：！在

　　太陽輻照時(shí)間少的國家和地區(qū)，其應(yīng)用受到很大限制；”白天集熱板板面溫度的上升會(huì)導(dǎo)致集熱效率下降；#在夜間或陰雨天沒有足夠的太陽輻射時(shí)，無法實(shí)現(xiàn) “# $ 的連續(xù)供熱，如采用輔助加熱方式，勢必又要消耗大量的其它能源；$加熱周期較長；%傳統(tǒng)的太陽集熱器與建筑不易結(jié)合，在一定程度上影響了建筑的美觀；

　　&常規(guī)的太陽熱水器需要在房頂設(shè)水箱，在夜間氣溫較低時(shí)，儲(chǔ)水箱和集熱器向外界散熱造成大量的熱量損失。

　　為克服太陽能利用中的上述問題，人們不斷探索各種新的更高效的能源利用技術(shù)，熱泵技術(shù)在此過程中受到了相當(dāng)?shù)闹匾?。熱泵是通過消耗一定量的外功把熱能從低溫?zé)嵩摧斔偷?/p>

　　高溫?zé)嵩吹脑O(shè)備。根據(jù)熱源不同，可分為水源、地源、氣源等形式的熱泵；根據(jù)原理不同，又可分為吸收 % 吸附式、蒸汽噴射式、蒸汽壓縮式等形式的熱泵。蒸汽壓縮式熱泵因其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，效率較高而被廣泛采用，其工作原理如圖 & 所示。

　　圖 ！ 蒸汽壓縮式熱泵原理示意圖

　　&2低溫?zé)嵩?；?蒸發(fā)器；42節(jié)流裝置；#2高溫

　　熱源； .2冷凝器；02壓縮機(jī)

　　蒸汽壓縮式熱泵在實(shí)際應(yīng)用中也遇到了一定的問題，最為突出的就是當(dāng)冬天的大氣溫度很低時(shí)，熱泵系統(tǒng)的效率比較低。針對此問題一些研究者提出：既然太陽能熱利用系統(tǒng)中的集熱器在低溫時(shí)集熱效率較高，而熱泵系統(tǒng)在其蒸發(fā)溫度較高時(shí)系統(tǒng)效率較高，那么可以考慮采用太陽能加熱系統(tǒng)來作為熱泵系統(tǒng)的熱源。