20世紀(jì)60年代，國外科學(xué)家就開始了太陽能熱泵的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)：將太陽能集熱板直接或間接的作為熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，用以提高熱泵系統(tǒng)的效率，這些研究為熱泵裝置拓展了新的熱源，開闊了新的視野。但是盡管經(jīng)過近60年的實(shí)驗(yàn)研究，太陽能熱泵的應(yīng)用依然很少，無論小型的直接膨脹式太陽能熱泵或者是大型的間接膨脹式機(jī)組，都沒有在現(xiàn)實(shí)中得到廣泛應(yīng)用。
從理論上講，太陽能熱泵有著普通風(fēng)源熱泵系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢：陽光充沛時(shí)，它能夠獲得比風(fēng)源熱泵系統(tǒng)高得多的蒸發(fā)溫度，從而獲得更高的能效比；即使在夜間或者陰雨天，它同樣可以從空氣、雨水中捕獲足夠的熱能，而且在寒冷季節(jié)，太陽能集熱板可以容納比風(fēng)源熱泵的蒸發(fā)器翅片多數(shù)十倍的霜層，變化的氣候在多數(shù)時(shí)間會(huì)由大自然自行進(jìn)行除霜，在系統(tǒng)進(jìn)行除霜作業(yè)時(shí)，它的除霜效率也遠(yuǎn)高于風(fēng)源熱泵系統(tǒng)：傾斜放置的太陽能集熱板，無須像風(fēng)源熱泵系統(tǒng)那樣必須消耗熱量去融化霜層，并將其烘干揮發(fā)，再重新運(yùn)行熱泵制熱，而是將霜層以固態(tài)方式移離集熱板；霜的潛熱無須機(jī)組付出，所以效率更高。
配合熱能存儲(chǔ)系統(tǒng)和帶有時(shí)間控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以控制機(jī)組在系統(tǒng)效率更高的時(shí)段和氣象環(huán)境下工作，從而使太陽能熱泵系統(tǒng)的效率和環(huán)境適應(yīng)性遠(yuǎn)優(yōu)越于常用的風(fēng)源熱泵熱水裝置。這樣看來，太陽能熱泵的節(jié)能效果是十分突出的，但這只是理論上的結(jié)論。
太陽能熱泵在現(xiàn)實(shí)中的境況卻遠(yuǎn)非如此：隨著全球范圍內(nèi)的能源緊張和節(jié)能減排的需要，風(fēng)源、地下水源、土源等系列熱泵產(chǎn)品日益得到更加廣泛的應(yīng)用，不但在環(huán)境溫度較高的南方，即使在冬季寒冷的北方，人們也努力克服環(huán)境的制約，使熱泵系列產(chǎn)品為社會(huì)提供更多和更好的服務(wù)，反觀理論上效率最高、應(yīng)用最合理的太陽能熱泵，卻停步不前。
集熱板的面積難以匹配，是太陽能熱泵的一大難點(diǎn)：較大的集熱面積，會(huì)提高系統(tǒng)的制熱效率，但是在陽光充沛的時(shí)候，卻容易造成回氣壓力和溫度過高，使得機(jī)組無法穩(wěn)定工作。如果集熱面積過小，又會(huì)使機(jī)組在夜間和陰雨天氣下效率大幅度降低。實(shí)際上不可能存在一種合理的面積配比，使它能夠滿足不同季節(jié)的要求。
在太陽能熱泵的實(shí)踐中，往往會(huì)出現(xiàn)蒸以器溫度遠(yuǎn)高于冷凝器溫度的情況，在以太陽能或廢熱為熱源的熱泵裝置中，就經(jīng)常出現(xiàn)這樣的工況：按照傳熱的原理，高溫物體的熱量傳遞至低溫應(yīng)該是可以自動(dòng)進(jìn)行的，但是按太陽能熱泵循環(huán)的方式卻只能夠開動(dòng)壓縮機(jī)，驅(qū)動(dòng)工質(zhì)不斷重復(fù)以完成循環(huán)，這不但浪費(fèi)了寶貴的能源，還使得壓縮機(jī)的吸汽溫度過高，使裝置的故障機(jī)會(huì)增加，以上兩點(diǎn)是太陽能熱泵不能得以廣泛應(yīng)用的主要原因。
在對太陽能熱泵的理論和應(yīng)用進(jìn)行客觀分析后，熱泵科學(xué)工作者提出了新的循環(huán)模式，即太陽能動(dòng)力熱管循環(huán)模式：將裝置的制熱過程分為兩個(gè)工況，即有太陽能時(shí)的太陽能工況和沒有太陽能時(shí)的熱泵工況。在太陽能工況時(shí)，系統(tǒng)的壓縮機(jī)不工作，集熱板收集的太陽熱量通過系統(tǒng)的管路，以熱管的方式自動(dòng)傳遞到冷凝器；而在沒有太陽時(shí)，熱泵系統(tǒng)將太陽能集熱板作為蒸發(fā)器，從風(fēng)、雨中獲得能量。
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