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由于我國太陽能資源十分豐富，年日照時間2500小時的地區(qū)占國土面積的2/3以上，有的地區(qū)高達3000小時，開發(fā)利用太陽能潛力巨大。在能源危機和環(huán)境污染雙重壓力下，太陽能逐漸成為可再生能源中最引人注目、研究開發(fā)最多、應用最為廣泛的清潔能源，在太陽能技術的研究利用中，太陽能熱水系統(tǒng)是太陽能利用中最成熟、最具經(jīng)濟性的利用方式，也是目前經(jīng)濟上最具有競爭力的綠色能源技術。隨著能源緊缺日益擴大，人們的節(jié)能意識逐漸增強。近幾年國家和地方政府紛紛出臺相應的政策法規(guī)，鼓勵或規(guī)定在建筑中優(yōu)先使用太陽能熱水系統(tǒng)。而空氣源熱泵技術也是一種很好的節(jié)能型供熱技術，是利用少量高品位的電能作為驅(qū)動能源，從低溫熱源空氣中高效吸取低品位熱能，并將其傳輸給高溫熱源，以達到加熱的目的。隨著人們對獲取生活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。
所謂熱泵，就是靠電能驅(qū)動，迫使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置。也就是說，熱泵可以把不能直接利用的低品位熱能(空氣、土壤、井水、河水、太陽能、工業(yè)廢水等)轉(zhuǎn)換為可以利用的高位能，從而達到節(jié)約部分高位能(煤、石油、燃氣、電能等)的目的。在礦物能源逐漸短缺、環(huán)境問題日益嚴重的當今世界，利用低位能的熱泵技術已引起人們的關注和重視。
熱泵技術是基于逆卡諾循環(huán)原理實現(xiàn)的,熱泵熱水機組工作時，蒸發(fā)器吸收環(huán)境熱能，壓縮機吸入常溫低壓介質(zhì)氣體，經(jīng)過壓縮機壓縮成為高溫高壓氣體并輸送進入冷凝器，高溫高壓的氣體在冷凝器中釋放熱量來制取熱水，并冷凝成低溫高壓的液體。后經(jīng)膨脹閥節(jié)流變成低溫低壓液體進入蒸發(fā)器內(nèi)進行蒸發(fā)，低溫低壓液體在蒸發(fā)器中從外界環(huán)境吸收熱量后蒸發(fā)，變成低溫低壓的氣體。蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體再次被吸入壓縮機，開始又一輪同樣的工作過程。這樣的循環(huán)過程連續(xù)不斷，周而復始，從而達到不斷制熱的目的。
現(xiàn)階段已經(jīng)實現(xiàn)太陽能與空氣源熱泵兩者相結合的技術，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)，它把熱泵技術和太陽能熱利用技術有機的結合起來，可同時提高太陽能集熱器效率和熱泵系統(tǒng)性能。
太陽能熱泵技術是原有的熱泵技術與太陽能光熱、光伏技術的有機融合，能通過熱泵的形式，提高能效的利用，而且通過太陽能作為輔助熱源可以有效地避免空氣源熱泵等在室外空氣溫度過低時引起的供熱能力和性能系數(shù)降低的問題，提高了熱泵對使用環(huán)境的適應性。
常規(guī)太陽能熱水系統(tǒng)易受氣候的影響，在陰雨天或春秋季，太陽輻射能熱量較少，較難滿足熱水量的需求，不能全天候使用，也影響了太陽能熱水系統(tǒng)的推廣應用。空氣源熱泵作為節(jié)能設備具有獨特優(yōu)勢，它可以節(jié)省高品位電能，降低化石類能源的消耗，減少環(huán)境污染。空氣源熱泵是以空氣為熱源，通過輸入少量的高品位能源(電能)來實現(xiàn)低品位熱能向高品位熱能轉(zhuǎn)移的熱泵系統(tǒng)，空氣源熱泵僅消耗少量的電能可以將數(shù)倍低溫熱能通過壓縮機的壓縮變?yōu)楦邷責崮堋Ｒ虼藢岜眉夹g與太陽能熱水系統(tǒng)有機地結合起來可彌補陰雨天太陽能的不足。太陽能熱水系統(tǒng)與熱泵互補系統(tǒng)結合了太陽能的清潔性、可再生性和空氣源熱泵的節(jié)能性，是一種節(jié)能、無污染的高效能源利用系統(tǒng)。
太陽能與熱泵的結合有兩種工作模式：一是以太陽能加熱為主，以空氣能熱泵加熱為輔，但是前提是建筑允許放置太陽能集熱板，有足夠的安裝面積;二是以空氣能熱泵加熱為主，太陽能加熱為輔，此種模式是為了使空氣能熱泵在低溫環(huán)境下還能高效、穩(wěn)定、可靠運行，用太陽能作為其輔助熱源或直接加熱熱水箱內(nèi)的水或提供預熱。
太陽能與熱泵互補熱利用技術將在太陽能利用中占有重要地位，有著廣闊的發(fā)展前景。我國正在進行城市化進程，綠色環(huán)保的理念越來越深入人心，其節(jié)能減排的意義將是不可估量的，太陽能與空氣源熱泵互補利用技術必將有廣闊的市場前景。