太阳能是一种巨大的、无污染的自然能源，地球每年从太阳获得的能量高达6×1017千瓦小时，比目前人类年消耗的全部能量还多几万倍，是人类取之不尽，用之不竭的新能源。太阳能利用分为光热、光电和光化学几种途径，其中技术最成熟、与常规能源对比经济效益最好的是光热利用，即利用太阳能给建筑物供冷、供暖和提供生活热水。

据权威部门预测，按目前开采速度，地球中的石油将在30~40年内告罄，天然气将在50~60年内枯竭，人类有煤可用的日子也不超过200年了。如果考虑人类社会的飞速发展，以上的时间还会更短。所以，能源短缺的危险已不再是教科书上遥远的预言，它已真真切切走到了人类面前，成为我们的子辈、孙辈就要面临的真实噩梦，成为我们有生之年就会亲眼目睹的惨剧。我们必须马上做出选择：是坐以待毙，还是开发利用新能源，在常规能源枯竭前找到替代品，使人类得以继续生存。我们的时间不多了。

太阳能供冷与供暖简介太阳能不仅可以满足用户的热水需求，还可以给建筑物供冷供暖。它可调整和弥补不同季节的需求与供给差异，实现最大限度利用太阳能的设计思想，建造真正环保、经济的新型节能建筑。单独的太阳能供暖是不经济的。主要原因是能源需求与能源供应的不匹配，即供暖需求最大的冬季恰恰是太阳能资源最少的时候，这样单独用太阳能供暖就需要安装大量的集热器，成本很高。更可行的方法是将太阳能集热器与热泵结合，利用热泵将太阳能提供的低品位热源提升，满足建筑物采暖需求。太阳能供冷在需求与供应的匹配上是最合适的，也必将成为将来发展的趋势。经过国内外众多科研工作者的长期努力，吸收式制冷机在技术上已经成熟，且已建成了很多示范工程。目前大规模推广的障碍在制冷机的商业化上。相信随着政府和人民对太阳能节能、环保重要性的认识及重视，这一技术会很快被普遍采用。

如左图所示，热泵主要由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等组成制冷回路，在制冷回路内充注制冷剂。制冷压缩机通入三相交流电高速旋转，将低温低压制冷剂气体吸入压缩机，经压缩后变成高压高温气体，该高温高压气体经冷凝器被冷却水冷却，变成中压中温制冷剂液体，制冷剂液体经过膨胀阀节流减压后送入蒸发器，由于蒸发器连接在压缩机的吸气口上，压缩机不停的吸入蒸发器的制冷剂气体，使得进入蒸发器的大量制冷剂压力减低，制冷剂进一步大量蒸发。由于蒸发器另一侧与地下水中水泵连接，所以当地下水大量流过蒸发器时，被蒸发的制冷剂带走大量的地下水中的热量（因为制冷剂蒸发过程，也就是制冷剂吸热的过程）。地下水中含有大量的地球浅层土壤低温热量，这些低温热量通过地下水媒介被蒸发器中蒸发的制冷剂吸收提取变成制冷剂热量，被源源不断地吸入制冷压缩机。经压缩机压缩之后，又变成为80-90℃ 的高温气体，这个高温气体在被冷凝器冷却的过程中，将大量的高温热量传给了冷凝器另一侧的采暖系统，80-90℃ 高温制冷剂气体被冷却的过程，也可以看作是将这些高温热量传递给冷却系统的过程，或者说是对采暖系统的加热过程，维持采暖系统水温在50-60℃， 通过风机盘管或暖气片负荷向空调房间供热。

　　综上所述，热泵机组是将电能通入压缩机，压缩机将电能变为高速旋转的机械能，机械能又通过压缩机将机械能变成为热能，压缩机输出的总热能=压缩机电功率+压缩机向地下水吸收的热能，而向井水中吸取的热能远远大于压缩机的电功率。一般从井水中提取的热能是压缩机电功率产生热能的 4-5倍，所以热泵机组的能效比=输出热能（kw）/输入电功率 （kw）≈4.5左右。 而电锅炉的能效比=输出热能（kw）/输入功率（kw）≈0.9～0.98左右，从上面的对比可以看出热泵机组是节能环保设备，与电锅炉相比也同样是电采暖设备，只不过热泵比电锅炉更节省运行费用，理应得到电力部门大力推广的设备，最终受益的首先是电力部门，然后是用户，对环保、对电力部门、对全社会都是有很大好处的事。 
　
　　太阳能提取是靠太阳能集热器将太阳能转换成热水，经太阳能、地能叠加器将潜水泵抽取的地下水携带的地能在叠加器中与太阳能叠加后再送入蒸发器，大大增加了蒸发器水侧的温差，使压缩机输出的总热量加大，提高了热泵机组的能效比，太阳能、地能相结合的热泵系统可使能效比随着太阳能集热面积的增大，可使热泵的能效比达到6～7左右。换句话讲，蒸发器水侧温差增大之后，将使蒸发器的蒸发温度提高，进而提高了压缩机的效率，使压缩机制取同等热量时电功率下降，进一步节省了运行费用。以上讲述的是冬季热泵采暖系统工作原理及原理图。

水源热泵空调系统中有8只转换阀门，利用转换阀门将热泵系统转换成制热系统或制冷系统。
左图是热泵机组制冷时的系统图。与上图相比，冷凝器放热端组成的采暖回路被转换阀门移至蒸发器吸热端；原蒸发器吸热端组成的地下水换热系统被转换阀门移至冷凝器放热端，制冷剂回路保持原状态不变。

热泵机组制冷时，压缩机将吸热端吸入的低温低压制冷剂气体经压缩后变成高温高压制冷剂气体排入冷凝器后，被接在冷凝器侧地下水系统冷却变成中温中压制冷剂液体，制冷剂液体通过膨胀阀节流减压后，进入蒸发器进一步膨胀蒸发吸热，由制冷剂液体蒸发吸热后变成制冷剂气体又被压缩机吸热端吸入，再经压缩机压缩后，又变成高温高压制冷剂气体排入冷凝器，将蒸发器吸收的风机盘管负荷回路（即空调房间的热量）源源不断地经冷凝器放热端排入地下水中，空调房间经风机盘管将空气热量转换为制冷水回路的水中，再经蒸发器水侧换热被蒸发器的制冷剂侧大量蒸发的制冷剂吸走，蒸发吸热的制冷剂液体吸收水中热量后由液态变成气态被压缩机往复地吸入、压缩、放热完成制冷全过程。
在地下水紧缺和不允许打井地区，可以埋设土壤换热器代替打井完成土壤换热。

太阳能热泵将太阳能利用技术与热泵技术有机结合起来，具有以下几个方面的技术特点： 
1）同传统的太阳能直接供热系统相比，太阳能热泵的最大优点是可以采用结构简易的集热器，集热成本非常低。在直膨式系统中，太阳集热器的工作温度与热泵蒸发温度保持一致，且与室外温度接近，而非直膨式系统中，太阳能集热环路往往作为蒸发器的低温热源，集热介质温度通常为20℃～30℃，因此集热器的散热损失非常小，集热器效率也相应提高。有研究表明，在非寒冷地区即使采用结构简单、廉价的普通平板集热器，集热器效率也高达60%～80%，甚至采用无盖板、无保温的裸板集热器也是可以的。 
2）由于太阳能具有低密度、间歇性和不稳定性等缺点，常规的太阳能供热系统往往需要采用较大的集热和蓄热装置，并且配备相应的辅助热源，这不仅造成系统初投资较高，而且较大面积的集热器也难于布置。太阳能热泵基于热泵的节能性和集热器的高效性，在相同热负荷条件下，太阳能热泵所需的集热器面积和蓄热器容积等都要比常规系统小得多，使得系统结构更紧凑，布置更灵活。 
3）在太阳辐射条件良好的情况下，太阳能热泵往往可以获得比空气源热泵更高的蒸发温度，因而具有更高的供热性能系数（COP可达到4以上），而且供热性能受室外气温下降的影响较小。 
4）由于太阳能无处不在、取之不尽，因此太阳能热泵的应用范围非常广泛，不受当地水源条件和地质条件的限制，而且对自然生存环境几乎不造成影响。 
5）太阳能热泵同其它类型的热泵一样也具有“一机多用”的优点，即冬季可供暖，夏季可制冷，全年可提供生活热水。由于太阳能热泵系统中设有蓄热装置，因此夏季可利用夜间谷时电力进行蓄冷运行，以供白天供冷之用，不仅运行费用便宜，而且有助于电力错峰。 
6）考虑到制冷剂的充注量和泄漏问题，直膨式太阳能热泵一般适用于小型供热系统，如户用热水器和供热空调系统。其特点是集热面积小、系统紧凑、集热效率和热泵性能高、适应性好、自动控制程度高等尤其是应用于生产热水，具有高效节能、安装方便、全天候等优点，其造价与空气源热泵热水器相当，性能更优越。 
7）非直膨式系统具有形式多样、布置灵活、应用范围广等优点，适合于集中供热、空调和供热水系统。易于与建筑一体化。