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【摘要】本文主要分析了太阳能在暖通空调领域中的应用发展，分别从太阳能的热水系统、空气供暖系统、热水供暖系统和空调制冷系统四个方面进行了探讨。
【关键词】太阳能；空调；供暖；热水系统
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能供给热量和暖通制冷的需求在季节和数量上高度匹配，太阳辐射越强、气温越高，冷量需求也越大。太阳能可以作为直接热源，也可以作为吸收式制冷机的驱动热源或者为热泵提供电能而用于冷源和热源装置。太阳能在暖通空调中的应用主要有采暖、提供生活热水和制冷等几个方面，近年来也常将这几方面结合起来应用。
1太阳能在暖通空调领域中的应用发展
暖通空调是建筑工程中不可或缺的组成部分之一，也是建筑中的能耗大户，通过太阳能的应用，可以有效降低暖通空调能耗，使建筑总体能耗大幅度下降。
1.1太阳能热水系统
太阳能热水系统大体上主要可分为热源系统和供应系统，前者又被称为集热系统，主要是将太阳能辐射能转换为热量，并与辅助热源组合使用，对水进行加热处理，它由如下设备和附件组成：太阳能集热器、辅助热源、管道、水箱、控制系统、热交换器及水泵等；后者是将热水输送给住户使用的管道系统，具体由以下几个部分组成：供热水管道、回水管道、供水设备、控制系统及用热水器具等。选用太阳能热水系统时，应当遵循因地制宜的原则，并充分结合当地气候条件、地理位置、热水用量等因素，同时，还要考虑系统本身的系能及设置条件，以节约燃料和电能为目标，确保选用的系统能够提供稳定的热水供应。
1.2太阳能空气供暖系统
太阳能空气供暖系统根据导热介质的不同，可细分为热水集热、热风采暖方式。其中前者主要是采用热水集热器进行集热后，用热水对空气进行加热，为室内供暖；后者则是直接用空气集热器对空气进行加热为室内供暖，这种方式的应用相对较多，其工作原理如下：由系统中的风机驱动空气，使空气在集热器与储热器间不断循环，然后将集热器吸收到的太阳能热量经由空气传给储热器存储下来，或直接供给室内取暖。在这一过程中，风机主要起驱动空气的作用，建筑内的冷空气通过风机输送给储热器与其中的储热介质进行热交换，空气被加热之后，送给室内供暖。在该系统中，集热器是重要组成部分之一，当采用空气作为集热介质时，要求集热器的体积和传热面积要足够大，这样才能提供足够的热量；储热器一般都是采用砾石固定床作为储热材料。空气供暖热源要求温度相对较低，通常只要达到50℃左右即可，其适用性较好。
1.3太阳能热水供暖系统
太阳能热水器安全、节能、一次投资终生受益，已越来越受到人们的青睐。太阳能热水供暖系统与空气供暖系统最为显著的区别在于采暖的热媒不同，这种供暖系统可分为常规和热泵两种类型。无论从节能、环保，还是从方便生活考虑，太阳能热水器都有其独到优势，市场发展潜力巨大。
（1）常规供暖系统
即在普通太阳能热水器系统上增设一个容量足够大的储热水箱，将系统终端改为低温辐射地板采暖盘管或顶棚毛细管辐射散热系统，同时还需加装水泵等附件，使整个系统中的水流形成环路，除此之外，还要配备一套大功率辅助加热系统。
该系统的构成相对比较简单，使用方便。常规系统供热效率较低，对于供热要求较高的寒冷地区不太适用；
（2）热泵供暖系统
该系统主要是将太阳能及热设备与热泵系统进行有机结合，通过二者结合之后，有效克服了常规供暖系统的不足，并使全天候供热问题得到了解决。热泵技术属于典型的节能型供热技术，它将高品位的电能作为驱动能源，并从低温热源当中吸取低品位的热能，然后再将这些热能传输给高温热源，进而达到泵热的目的。按照热源类型的不同，可将热泵分为水源热泵、气源热泵及地源热泵等形式，按照工作原理又可分为吸收吸附式热泵、蒸汽喷射式热泵等。太阳能热泵采暖系统最为显著的特点是耗费极少量的电能便可获得几倍于电能的热量，而且还能有效利用低温热源，有利于减少集热面积。若是将该系统与夏季制冷有机结合，其优势更为突出。太阳能是该热泵供暖系统的主要热源，系统运行过程中，克服了太阳能扩散性和间歇性的不足，是较为理想的太阳能利用方式圈。串联式是该系统最常见的一种连接方式。
在串联式系统当中，太阳能集热器与热泵蒸发器均为互相独立的部件，二者之间通过储热器进行换热，储热器可以存储经由太阳能加热后的水或空气，蒸发器与其换热使制冷剂蒸发，通过冷凝将热量传给用户。
1.4太阳能空调制冷系统
目前利用太阳能制冷主要有两大途径：利用光电转换器等实现光电转换，以电制冷；利用太阳能集热器等实现光热转换，以热制冷。前者先把太阳能转化为电能，再利用电来制冷，成本太高。所以，目前主要研究利用太阳能的热来实现制冷，其主要方式有：吸收式制冷、吸附式制冷和喷射式制冷。
（1）太阳能吸收式制冷
吸收式制冷最有代表性的就是溴化锂吸收式制冷，它利用沸点较低的水作为制冷剂，沸点较高的溴化锂作为吸收剂，太阳能作为吸收式制冷中加热溶液产生高压蒸汽的热源。在溴化锂吸收式制冷循环中，从太阳能集热器出来的热水，在发生器中加热溴化锂溶液；溶液被加热后，沸点较低的水被蒸发，蒸发后的水蒸气进入冷凝器冷凝成水，冷凝水经膨胀阀降压后进人蒸发器，在蒸发器中低温低压的水吸收冷水的热量蒸发，从而达到降低冷水温度的目的。此时，由于发生器中溴化锂溶液中的水分不断析出而使溶液浓度升高，后经调节阀降压后流入吸收器，吸收来自蒸发器中的水蒸气，使溶液浓度降低，并再次送入发生器循环使用。
（2）太阳能吸附式制冷
太阳能吸附式制冷系统主要是将太阳能用于吸附材料的再生活化，该系统主要包括太阳能集热板、吸附发生器、冷凝器和蒸发器。它利用太阳能加热吸附发生器，使被吸附的气态制冷剂不断地受热解析出来，在冷凝器中冷凝成液体，再流入蒸发器。液态制冷剂在蒸发器中不断蒸发而实现制冷，而蒸发的气态制冷剂在吸附发生器中又被吸附剂吸附，吸附饱和后再次被太阳能加热而解吸，完成循环使用。
（3）太阳能喷射式制冷
太阳能喷射式制冷主要是利用太阳能集热器加热制冷剂产生一定压力的蒸汽，然后制冷剂蒸汽通过喷嘴喷射进行制冷嘲。在冬、夏季太阳能制冷系统都可以充分利用太阳能，设备利用率高，并且其制冷系统设计简单，控制方便，机组的噪声和振动比较小。但是，为了保证系统的可靠运行，往往需另设辅助锅炉，导致其初投资比较大，特别是太阳能吸收式制冷，制冷机的构造复杂，国内尚无小型吸收式制冷机商业生产厂家。
2结语
综上所述，丰富的太阳能资源取之不尽用之不竭。暖通空调应用领域是太阳能利用的广阔天地。今天，随着人们对建筑节能、健康建筑和环境的可持续发展的不断关注，太阳能作为清洁无污染的能源，将其热利用技术与建筑节能设备合理整合，必将对节能和环保做出巨大贡献。
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