[科普中国]-太阳能热泵

太阳能热泵中央热水系统是通过聚光型槽式集热器吸取太阳能加热导热油，通过高温导热油驱动空气源吸收式热泵机组，以从空气中提取热量，达到太阳能、空气能的结合，使两种新能源浑然天成。

太阳能热泵结构组成太阳能热泵热水系统主要由三部分组成：能量采集区、能量转换区和能量利用区，能量采集区是由槽式集热器和热力辅助设备组成。能量转换区是由热水热泵主机、水箱组成。能量利用区就是热水使用场所室内部分，包括热水管道、水龙头等。

(1)槽式集热器

利用槽式聚光镜，直接将太阳光反射到位于镜面焦点处的集热管上，加热导热介质。导热介质最高温度可达300℃。槽式集热器由四部分组成：聚光镜、集热管、跟日装置、机架。

槽式集热器特点：①光热转化效率达65%。②聚光镜形状精确，反光精度高，表面易清洗，聚光能力强。③控制系统灵活，追踪精度高，偏差小于0.01。④有抗风沙、风雪、冰雹功能，能灵活地自动规避自然灾害。⑤不存在传统真空管的冻管、爆管问题。

(2)热力式热泵

热力式热泵机组通过200℃左右的介质驱动天然混合工质MR717，经过冷凝、节流、蒸发、吸收过程，吸收空气中的热量实现制热循环。热力式热泵特点：

a、使用一次能源驱动，制热效率可达2.0以上。

b、运行费用更低，与燃气锅炉相比全年可节约50%左右燃气用量。

c、超低温制热，即使在-30℃低温下，依然正常高效制热。

d、创新的融霜技术，保证客户端稳定热量的输入，50%的热量足以将冰霜清理干净。

e、使用寿命可达20年，热泵主机内无压缩机，只有溶液泵和风扇两个运动部件。

太阳能热泵系统特点①占地面积小，是真空管或平板太阳能的1/4～1/6。

②-45～-30℃正常制50～55℃热水。

③与传统太阳能加空气源热泵相比，初投资更低。

④有抗风、沙、雪、冰雹设计，不存在冻管爆管问题。

⑤清洁能源，无污染、无排放。

⑥双能源保障，运行节能、稳定。

⑦以导热油为导热介质，无高压风险。

⑧无需搭建锅炉房，非压力容器，无需专人看管，无需年检。1

太阳能热泵联合应用技术太阳能属于一种可再生的清洁能源，分布广、储量大，同时具有很强的季节性和地域性。太阳能直接加热热水用于生活所用或冬季供暖，产生的热水波动很大，遇到极冷低温或阴雨天气甚至不能利用。热泵属于一种逆向循环，其效率较高，尤其在小温差下的效率更高。但极端天气对热泵影响很大，其中，空气源热泵在冬季极低温度时制热效果很差甚至不能工作。综合太阳能和热泵特点， 可以将热泵和太阳能热水系统联合使用，将太阳能储热水箱中回收的热量经热泵加热用于冬季供暖，进而提高联合系统的效率。2

太阳能热泵技术经济性分析我国一次能源日益枯竭的现状已经不容忽视，在我国一次能源的消费中，煤炭的消费比重较大，而清洁能源的消费比例明显不足。作为清洁能源的核能和可再生能源的太阳能、风能等受技术和资金限制发展缓慢，在社会能源使用中占据比例很低，太阳能的巨大潜力还没有发挥出来。

传统的北方冬季供暖、南方夏季制冷，北方冬季不仅供暖、夏季还要制冷;南方夏季不仅制冷、冬季还要供暖。在社会总能耗中建筑能耗所占的比重正在逐年增大，所占比重已经达到社会总能耗的1/3，所以对降低建筑能耗问题的研究潜力巨大。传统小容量锅炉供暖形式包括集中供热形式普遍存在热效率低、污染严重等问题，只是集中供热形式的弊端往往被人们忽视。未来用能形式究竟采用哪种方案更加科学、合理，这也是广大能源工作者一直在研究和探讨的问题。常规太阳能热水器在与太阳能热泵热水器获得等量热水的情况下，投资较高、占地面积较大，而太阳能热泵热水器占地面积较小、效率更高。因此开发高效的太阳能热泵热水器，对于开发太阳能的巨大潜力具有重大意义。2

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学