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太陽能是新能源和可再生能源中最引人注目,開發研究最多,應用最廣的清潔能源,因此可以說,未來全球能源的主流就是太陽能。太陽能熱泵結合了太陽能的清潔性、可再生性和熱泵的節能性,是一種節能、無污染的能源利用系統。將太陽能熱泵技術應用到別墅采暖中將成為未來人們緩解建筑能耗大幅攀升的有效手段和節約能源、保護環境的重要途徑。 本文論述了目前太陽能熱泵技術的研究和發展現狀,對太陽能熱泵供熱系統各組成部分進行了深入分析;建立了太陽輻射量計算和直接膨脹式太陽能熱泵系統的理論模型,并用所介紹的計算方法對哈爾濱地區的太陽輻射量進行了計算,編制了相應的計算程序。 針對哈爾濱地區一套獨立式別墅進行了應用太陽能熱泵系統采暖的方案設計和部分理論計算,同時對系統的經濟性進行了對比分析。在該別墅的室內采暖中,應用了先進的地板低溫輻射采暖技術,使整個太陽能熱泵系統的環保性和節能性更加增強。 建立了小型直接膨脹式太陽能熱泵系統實驗裝置,通過實驗測量和計算分析,驗證了太陽能熱泵理論模型的正確性以及別墅采暖方案的可行性。同時,對太陽能熱泵供熱系統的性能和匹配特性以及影響其性能的各種因素進行了簡要分析。