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热泵的工作原理作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温区流向低温区。
但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。
所以热泵实质上是一种热量提升装臵，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象(温度较高的物体) ，其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。
热泵在工作时，它本身消耗一部份能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装臵所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。
在运行中，蒸发器从周围环境中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸汽经压缩机压缩后温度和压力上升，高温蒸气通过冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了储水箱中的水。
冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。
余热利用的强力工具--热泵水从高处流向低处，热由高温物全传递到低温物体，这是自然规律。
然而，在现实生活中，为了农业灌溉、生活用水等的需要，人们利用水泵将水从低处送到高处。
同样，在能源日益紧张的今天，为了回收通常排到大气中的低温热气、排到河川中的低温热水等中的热量，热泵被用来将低温物体中的热能传送高温物体中，然后高温物体来加热水或者采暖，使热量得到充分利用。
热泵的工作原理和家用空调、电冰箱等的工作原理基本相同，通过流动媒体 (以前普通为氟利昂，现天上由替代氟利昂所代替)在蒸发器、压缩机，冷凝器和膨胀阀等部品中的气相变化 (沸腾和凝结 )的循环来将低温物体的热量传递到高温物体中去。
具体工作过程如下：①过热液体媒体在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成气体媒体。
②蒸发器出来的气体媒体液压缩机的压缩，变为高温高压的气体媒体。
③高温高压的气体媒体在冷凝器中将热能释放给给高温物体、同时自身变为高压液体媒体。
④高压液体媒体在膨胀阀中减压，再变为过热液体媒体，进入蒸发器，循环最初的过程。
太阳能热泵热水系统优化设计与经济性分析的开题
报告
一、选题背景和意义
随着能源消耗与环境问题的日益严重，太阳能热泵热水系统已成为绿色节能建筑的主要解决方案之一。
在太阳能热泵热水系统的设计过程中，如何优化系统的设计，进一步提高其热效率，降低能耗，提高经济性，是一个重要的研究议题。
二、研究目的和内容
研究目的：通过应用现代化的计算机仿真技术，对太阳能热泵热水系统的设计进行优化，提高其热效率、降低能耗，最终实现系统经济性的提高。
研究内容：建立太阳能热泵热水系统的数学模型，采用数值计算方法和仿真技术对系统进行优化设计。
通过对系统热效率和能耗的计算，分析系统的经济性和环保性能，从而得出最优的系统设计方案。
三、研究方法和技术
研究方法：采用数值计算方法和仿真技术，建立太阳能热泵热水系统的数学模型，通过多种设计方案的计算和分析，获得最优的系统设计方案。
研究技术：利用现代计算机软件，如TRNSYS、EES等，建立太阳能热泵热水系统的数学模型，进行多种方案的计算和分析，分析系统的经济性和环保性能，并对系统的设计进行优化。
四、预期成果和意义
预期成果：得出太阳能热泵热水系统的最优设计方案，并对系统的
经济性和环保性能进行分析和评估，为该领域的研究提供一定的理论基
础和实践经验。
意义：通过对太阳能热泵热水系统的优化设计，可以提高其热效率、降低能耗，进一步推广太阳能热泵热水系统的应用，实现节能减排的目标。
同时，该研究也具有一定的理论价值和实用价值。
武汉地区几种热泵模式的能效与碳排放分析武汉地区几种热泵模式的能效与碳排放分析引言：随着我国经济的快速发展，能源消耗问题日益突出。
减少碳排放、提高能源利用效率已成为我国可持续发展的重中之重任务之一。
热泵作为一种高效节能的供暖方式，受到了越来越多地区的认可和应用。
本文将就武汉地区常用的几种热泵模式进行能效与碳排放的分析，旨在为该地区清洁能源的推广和应用提供参考。
一、空气源热泵模式空气源热泵模式是目前武汉地区最常见的热泵模式之一。
其工作原理是通过从室外空气中吸收热能，压缩提升温度，然后向室内传递热能供暖。
空气源热泵有较高的能效比，即每消耗一单位电能可产生多少单位热能。
研究表明，在武汉地区，使用空气源热泵供暖相比传统燃煤供暖，能效提高约30%，碳排放减少超过50%。
二、地源热泵模式地源热泵是通过利用地下的稳定温度来进行供暖。
地下的温度相对较稳定，利用地下埋设的地源热泵回收地热，进行供暖供应。
地源热泵模式的能效比比较高，尤其适用于大规模建筑或工业用途。
而在武汉地区，由于土地成本较高，地源热泵的应用还相对较少。
但是从能效和碳排放的角度来看，地源热泵模式仍是一个非常具有潜力的绿色供暖方式。
三、水源热泵模式水源热泵模式利用地下水或湖泊水等水源进行供暖。
通过水的稳定温度来进行热能的回收和供应。
与地源热泵类似，水源热泵模式的能效比相对较高，但在武汉地区的应用却相对较少。
值得一提的是，武汉地区丰富的江河湖泊资源使得水源热泵模式在这里具备了很大的发展潜力。
四、太阳能热泵模式太阳能热泵模式是近年来越来越受到关注的一种绿色能源供暖方式。
它将太阳能光热能与热泵技术有机结合，通过太阳能热集热器收集太阳能转化为热能，再通过热泵进行供热供暖。
太阳能热泵模式具有很高的能效和较低的碳排放，并且具备了全天候稳定供暖的能力。
但由于武汉地区的气候特点，太阳能热泵模式的应用仍需进一步研究和技术改进。
结论：综合以上几种热泵模式的能效与碳排放比较分析，空气源热泵模式在武汉地区是目前最为适用的绿色供暖方式。
太阳能+Solar energy +摘要：本文以保定农村地区“太阳能+空气源热泵”采暖系统示范点为案例，介绍一种将太阳能技术和空气能技术有机结合在一起、利用空气源热泵与之联合运行、辅助供暖的采暖技术实施方案。
系统分析了其设计方案、技术参数、经济效益、技术优势等特点，为北方农村推广“太阳能+空气源热泵”采暖提供了参考。
关键词：农村；太阳能；空气源热泵；采暖1 前言目前，我国北方地区清洁采暖比例较低，特别是部分农村地区冬季大量使用散烧煤采暖，污染物排放量大，已成为我国北方地区冬季雾霾的重要原因之一。
《北方地区冬季清洁采暖规划（2017-2021年）》明确提出：“农村地区应优先利用地热、生物质、太阳能等多种清洁能源供暖，有条件的发展天然气或电供暖，适当利用集中供暖延伸覆盖。
2019年，清洁采暖率达到20%以上；2021年，清洁采暖率达到40%以上”[1]。
在诸多采暖方式中，太阳能采暖技术是最为绿色、清洁的采暖方式。
太阳能采暖系统是指以太阳能作为供暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能辐射能转换成热能，供给建筑物冬季供暖和全年其他用热的系统。
在我国北方农村地区大力推广太阳能采暖系统成为优选。
但是太阳能受昼夜、季节、纬度和海拔高度等自然条件限制和阴雨天气等随机因素影响较大，而且太阳能热流密度低，因此若要实现较高的采暖保证率，所需太阳能集热面积及储热容量均较大。
结合农村居住建筑的实际需求和经济条件，从控制成本、便于推广的角度来看，太阳能与其他可再生能源相结合，是降低采暖系统生命周期费用的有效途径。
[2-4]本文以保定某地“太阳能+空气源热泵”采暖系统试点为案例，对其系统设计、运行效益、技术特点等进行了研究分析。
2 项目概况河北省印发了《河北省农村地区太阳能取暖试点实施方案》，并确定石家庄市、阜平县要先行试点示范。
“太阳能+空气源热泵”采暖系统试点位于河北省保定市阜平县某农村居民住宅。
阜平县气候为大陆性季风气候，暖温带半湿润地区，冬季寒冷、干燥、少雪，年均气温为12.6℃。
太阳能热泵系统分析太阳能热泵系统是一种新兴的能源转换技术，可以将太阳能和热泵技术相结合，充分利用可再生资源，实现空气调节、热水供应和供暖等多种功能。
本文将对太阳能热泵系统的原理、特点、优缺点以及应用进行分析。
一、原理太阳能热泵系统是以太阳能为能源供应，利用热泵技术将太阳能转化为供暖、空调和热水等热能的一种系统。
其主要由太阳能集热器、蓄热器、热泵、调节设备以及辅助设备等组成。
太阳能集热器通过吸收太阳辐射能将其转换为热能，将其传输到蓄热器中储存。
当需要使用热能时，热泵通过回收热能进行转化，将热能转化为热量并通过调节设备进行传递，最终达到供热、空调和热水的功能。
二、特点1. 节能环保：太阳能热泵系统可以充分利用太阳能等可再生能源，减少对传统化石能源的依赖，从而实现能源的节约和环境的保护。
2. 稳定性强：太阳能热泵系统不受季节、天气、气温等因素的影响，可稳定运行，并可适应不同的气候条件。
3. 储能效果好：系统配备有蓄能器，可以对太阳能进行有效储存，避免能源浪费。
4. 可靠性高：太阳能热泵系统稳定、可靠、安全性能优良，可以长期使用，降低了维修和更换成本。
三、优缺点优点：1. 太阳能热泵系统具有非常可靠的供暖与热水功能。
2. 在不同啤酒节气候条件下，太阳能热泵系统能够提供可靠的供暖、空调和热水服务。
3. 该系统在安装和运行成本上，相较于传统中央供暖和锅炉更加节约。
4. 长期使用成本低，维护费用低廉。
缺点：1. 太阳能热泵在寒冷天气下，性能也会受到影响，使效率下降。
2. 一些高海拔地区无法使用太阳能热泵系统。
3. 对于使用者购买设备和使用方面的普及程度比较低。
四、应用太阳能热泵系统可以应用于小型家庭、酒店、办公楼、公寓等有特殊需求的热水、空调和供暖设施。
比如温泉度假村、菜市场、制药工厂、冷藏仓库等应用，也可以用于夜间照明系统。
结论：太阳能热泵系统可充分利用太阳能等可再生资源，可靠、环保、节能、安装简便并可节约维护成本。
太阳能热水系统控制及原理一、智能型太阳能、热泵互补热水系统原理说明：注：进水在集热器入口，集热循环水泵出口，集热水箱底部出水供用户使用。
太阳能供水系统原理说明新能源太阳能中央热水器由以下四大部分组成:太阳能集热器：吸收太阳能，将光能转化为热能，使冷水在集热器内被加热；保温水箱：储存热水，可保温3天，内胆为不锈钢，外包8厘米保温层，最外层是铝合金外壳；热泵辅助加热系统：用于阴雨天辅助加热：供热水管道：将经过增压泵加压后的热水引向各用水点，主管道有保温层，未端有回水管。
晴天，当太阳能把集热器内的冷水加热至55C时（该温度可调），冷水管上的电磁阀门自动打开，冷水被自来水压力压入集热器内，集热器内的热水被挤出，然后进入到保温水箱中储存待用，当冷水到达集热器出口处的温度探头时，探头温度底于55r，电磁阀门就立刻关闭，冷水停留在集热器内继续被太阳能加热，2-5分钟后，水温又达到55°C时，电磁阀门再次打开，集热器内的热水又被挤到保温水箱中，按此规律，一次又一次的产生热水进入水箱，水箱内热水逐渐增加，一直增加到水箱水满为止。
水箱水满后，就停止进水，如果还有太阳，为了充分利用太阳能，循环泵会自动启动，把水箱内55 C的热水抽出来，经过太阳能集热器循环加热，使水温进一步升高至60-70 C，当水温达到70C时，就停止循环加热，限制水温不要超过70 C，以免烫伤人，又可防止结水垢（产生水垢的温度条件是水温超过80C）。
热泵加热系统只有在太阳能光照不足时才启动，为最大限度地利用太阳能，减少电能的消耗，我们将设定3个时间段检测保温水箱的水位。
在上午10: 30〜11: 30,如果保温水箱内热水水位还不到40%勺位置，则自动启动热泵加热系统，往保温水箱补充50C的热水，如果水位达到设定值，则热泵系统停止工作。
同样，在中午12: 30〜1: 30,系统自动检测保温水箱70%勺水位，在下午3: 30〜6: 30,系统自动检测保温水箱100%勺水位。
太阳能热能利用技术分析随着能源消耗和污染问题不断加剧，寻求替代能源成为全球共同关注的问题。
太阳能作为一种清洁且永续的可再生能源备受推崇。
在太阳能的利用中，太阳能热能技术是其中具有广泛实际应用前景的一种技术。
本文将着重探讨太阳能热能利用技术的原理及其应用情况。
太阳能热能利用技术的原理太阳能热能利用技术是将太阳产生的热量转换为可供人类使用的能量。
其原理就是利用太阳光辐射照射到地球上时，会产生热量。
热量转换分为三个步骤：光的吸收、热的传导和储存。
太阳能热能利用技术就是将这三个步骤融合在一起，实现太阳光能直接转换为热能，再通过热能转换为电能或其他能源。
太阳能热能利用技术的分类太阳能热能利用技术可分为两大类：太阳能热集热器和太阳能热发电系统。
其中，太阳能热集热器是太阳能热能利用技术中最简单和常见的形式之一；太阳能热发电系统则用于转化太阳能热量为电力，并有望成为未来清洁能源的最主要来源之一。
太阳能热集热器太阳能热集热器是一种将太阳能转换为热能的器具。
其主要工作原理是利用太阳能热集中器将阳光集中到集热器中心的管路上，并利用其制热的特性将其转换为热能，再通过与热寄存器的衔接，转化为蒸汽或热水等形式的能量。
太阳能热集热器技术优点在于不需要额外的燃料，且低维护成本，缺点为夜晚无法利用。
太阳能热发电系统太阳能热发电系统属于集热和光伏两种技术的结合型产品。
该系统由太阳能集热器、发电器、储能设备和电气控制系统等组成。
太阳能热发电系统的基本原理是，通过太阳能集热器将太阳热量集中，达到高温使水转化为蒸汽，再通过高温、高压的蒸汽驱动涡轮机，使发电机转动并产生电能，最终储存到电池组。
太阳能热发电系统技术优点在于发电成本低、资源充分、使用寿命长、环保性强等。
但其缺点在于需要足够的太阳能供应和占地面积较为宽敞，其技术需要成熟，SM1分靠前的沙漠天气特征为其适应的区域。
太阳能热能利用技术的应用情况太阳能热能利用技术的应用领域逐渐拓宽，主要应用于太阳能温泉、太阳能空调、工业生产的热水供给和暖房设备等领域。
热泵技术在建筑空调中的应用研究第一章：引言随着人们生活水平的提高和环境保护意识的增强，建筑空调系统的能效问题日益引起关注。
热泵技术作为一种高效节能的空调解决方案，正得到越来越广泛的应用。
本文将探讨热泵技术在建筑空调中的应用研究。
第二章：热泵技术概述2.1 热泵技术原理热泵技术是一种利用工作物质循环流动来实现热量转移的技术。
其原理是通过压缩机对工作物质进行压缩，使其温度升高。
然后，通过换热器将高温工作物质的热量传递给建筑空调系统。
最后，通过膨胀阀使工作物质的压力降低，温度降低，实现热量吸收和制冷效果。
2.2 热泵技术的优势热泵技术具有以下优势：a. 高效节能：热泵技术可以从环境中获取低温热能，再将其转化为高温热能供给建筑空调系统，极大地提高了能源的利用效率。
b. 环保节能：热泵技术不产生污染物，能够有效减少二氧化碳的排放量，对环境具有较小的影响。
c. 高灵活性：热泵技术适用于各种不同规模的建筑空调系统，可根据实际需求进行灵活调整。
d. 综合利用能源：热泵技术可以通过综合利用多种能源，如地热能、水能、太阳能等，进一步提高能源利用效率。
第三章：热泵技术在建筑空调中的应用3.1 热泵技术的制冷应用热泵技术在建筑空调中的主要应用之一是制冷。
热泵系统通过工作物质的压缩和膨胀，将建筑内部的热量排放到空气或水体中，实现建筑空间的制冷效果。
相比传统的制冷系统，热泵技术具有更高的能效和环保性能。
3.2 热泵技术的供热应用热泵技术还可以应用于建筑空调的供热系统中。
通过工作物质的循环流动，热泵系统可以从环境中获取低温热能，经过压缩升温后，供给建筑空调系统，实现室内空间的供热效果。
热泵技术在供热应用中具有更高的能源利用率和环境友好性。
第四章：热泵技术在建筑空调中的研究进展4.1 热泵技术的改进和创新近年来，热泵技术在建筑空调中的研究进行了一系列改进和创新。
例如，提高热泵系统的传热效率和换热性能，减少能源损失；研发新型工作物质，提高系统的运行效能和环保性能。
pvt 热泵原理
PVT热泵是一种基于PVT（光伏-热）技术的热泵系统，能够通过太阳能的利用实现供热和制冷。
它可以说是太阳能热泵系统的一种进化形式，结合了太阳能光伏发电和热泵技术的优势，具有高效、环保、可持续等特点。
PVT热泵的工作原理是通过太阳能光伏板将可见光转化为电能，同时产生热能。
这些太阳能光伏板通常安装在屋顶或阳台上，可以充分吸收阳光，将光能转化为电能。
通过光伏板上的光伏电池，将太阳能转化为直流电能，然后通过逆变器将直流电转化为交流电，以供给家庭的电器设备使用。
而在PVT热泵系统中，光伏板的背面还安装有热交换器，可以将光伏板背面产生的热能传导出来。
这些热能会通过热泵系统中的制冷剂进行吸收和压缩，从而实现供热和制冷的功能。
当需要供热时，制冷剂会吸收外部的热能，并通过压缩的方式将其释放到室内。
而当需要制冷时，制冷剂会吸收室内的热能，并通过压缩的方式将其释放到室外。
PVT热泵系统的优势在于能够同时利用太阳能的光热和光电能，提高能源利用效率。
它不仅可以为家庭提供供热和制冷的需求，还可以通过光伏发电的方式向电网输送多余的电能，实现能源的互联互通。
此外，PVT热泵系统还可以通过储存系统将多余的热能储存起来，以备不时之需。
总的来说，PVT热泵系统是一种集光伏发电和热泵技术于一体的创新能源解决方案。
它能够高效利用太阳能资源，实现供热和制冷的需求，同时也能够向电网输送多余的电能。
这种热泵系统不仅环保可持续，还能够为家庭提供舒适的室内环境。
随着太阳能技术的不断发展和普及，相信PVT热泵系统将会在未来得到更广泛的应用。
太阳能热泵原理及技术分析热泵技术是一种新型的节能制冷供热技术，长期以来主要应用于建筑物的采暖空调领域。
因热泵制热在节能降耗及环保方面的良好表现，卫生热水供应系统也越来越多的采用热泵设备作为热源[2]。
其中以室外空气为热源的空气源热泵，结构简单，不需要专用机房，安装使用方便，在卫生热水供应方面具有不可替代的优势，除了比较大型的空气源热泵热水系统外，现在已有多个品牌的小型的家用空气源热泵热水器也投放市场。
但空气源热泵的一个主要缺点是供热能力和供热性能系数随着室外气温的降低而降低，所以它的使用受到环境温度的限制，一般适用于最低温度-10℃以上的地区[3]。
将热泵技术与太阳能结合供应生活热水，国内外进行了许多这方面的研究，主要有两种方式，一种是直接以空气源热泵作为太阳能系统的辅助加热设备，另一种是利用太阳能热水为低温热源或将太阳能集热器作为热泵的蒸发器的太阳能热泵系统。
前者以太阳能直接加热为主以空气源热泵为辅，解决太阳能供热的连续性问题，但仍旧无法摆脱环境温度对热泵制热性能的影响；后者完全以太阳能作为热泵热源，大大提高了太阳能的利用效率，但太阳能资源不足时仍需要增加其它辅助热源，并且热泵供热能力受太阳能集热量的限制，规模一般比较小。
在大型的太阳能中央热水系统中，空气源热泵无疑是一种比较理想的辅助加热设备，为了改善空气源热泵在低温环境下制热运行的性能，扩大它的使用区域，结合国内外太阳能热泵研究中的先进经验，我们研制了一种适合于低温环境中工作的太阳能—热泵中央热水系统。
该系统采用一种新型的采用低温太阳能辅助的空气源热泵机组和太阳能集热系统结合，太阳能和热泵互为辅助热源，最大限度的利用太阳能，解决阴雨天气及冬季环境温度较低太阳能资源不足时热水供应保证率，做到全年、全天候供应热水。
1太阳能—热泵中央热水系统组成1.1太阳能—热泵中央热水系统基本组成太阳能—热泵中央热水系统的主要组成部分为太阳能集热器和太阳能辅助加热空气源热泵机组，其他辅助设备与常规的中央热水系统相同，包括太阳能循环泵、热水加热环泵、换热器、热水箱及控制器等。
1.2太阳能辅助加热空气源热泵机组1.2.1太阳能辅助加热空气源热泵机组工作原理为使空气源热泵在低温环境中高效、稳定、可靠的运行，国内外众多科研单位和生产企业进行了研发和改进，归纳起来主要有三种方式。
一是依靠外界辅助热源来提高热泵低温制热性能，比如通过电加热提高热泵制热出水温度、采用燃烧器辅助加热室外换热器、在压缩机周围敷设相变蓄热材料以增加低温条件下制热运行出力等等；二是通过改善制冷剂循环系统来提高热泵的低温制热性能，比如采用双级压缩的空气源热泵，设中间补气回路的空气源热泵等；三是采用变频系统，低温工况下让压缩机高速工作增加工质循环量，同时向压缩机工作腔喷液以防止其过热，从而使热泵机组能够正常运行。
太阳能辅助加热空气源热泵机组是基于上述第一种方式而产生的，如图2所示。
在机组的蒸发器上增加了一辅助换热器。
热泵在低温环境下制热运行时，高于环境温度的太阳能热水流经该辅助换热器，与将进入蒸发器的室外空气进行热量交换提高其温度，从而使制冷剂在相对较高的环境里蒸发吸热，提高了蒸发温度，改善了压缩机的工作状况。
2、太阳能辅助加热空气源热泵机组示意图1.2.2太阳能辅助加热空气源热泵机组性能特点[7]与普通的空气源热泵相比较，太阳能辅助加热空气源热泵机组在低温工况下运行具有如下几个明显的特点：（1）COP显著提高在同样的环境温度下，太阳能辅助加热使制冷剂系统的蒸发温度得以提高，机组的制热性能系数较普通空气源热泵机组有了明显的提高，热泵制热性能系数随蒸发温度变化情况如图2所示。
（2）防止蒸发器结霜，减少除霜时间由于辅助热源的加热作用，提高了进入蒸发器的空气温度，使其结霜的可能性降低，这样就可以防止蒸发器表面结霜，使其保持较高的换热效率，同时，机组的化霜次数和时间也大大减少，可以节省大量的电能，并保证热泵机组连续不间断的运行。
（3）改善空调压缩机工作环境，延长机组使用寿命在环境温度较低时，空调压缩机的压缩比急剧升高，压缩机的排气温度常常会超过压缩机允许的工作范围，从而导致压缩机频繁的启停，无法正常工作，长此以往，将会损伤压缩机的整体性能，减少空调设备的使用寿命。
通过太阳能作为辅助热源提高系统蒸发温度，间接的改善了压缩机的工作环境，不但解决了压缩机在外界低温环境下不能正常工作的问题，并且可以使整个热泵机组的使用寿命有效延长。
1.2.3太阳能辅助换热器的设计辅助换热器位于热泵蒸发器的外侧，作为热泵机组的一个部件与热泵机组同步设计生产，采用和蒸发器同样外型尺寸和材质的翅片管换热器。
辅助换热器的换热面积、空气通过温升及其与热泵蒸发器的间距应根据太阳能集热器可以提供的辅助热量、太阳能水温、环境温度及热泵机组蒸发温度、排风量等参数进行设计计算。
1.3太阳能集热器目前在太阳能热水工程中通常采用的太阳能集热器主要有平板型太阳能集热器、全玻璃真空管集热器、U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器五种[8]。
对于全年使用的比较大型的太阳能中央热水系统，要求太阳能集热器应具有一定的承压能力，比较高集热效率，比较小的管道阻力，抗冻能力强，易于维护。
在这几种太阳能集热器中，全玻璃真空管集热器虽然热集热效率高，市场占有率大，但因其不能承压运行，容易冻裂，不适宜用在大面积的太阳能热水系统中，绝大部分都被用作家用太阳能热水器的集热部件。
其它四种均为金属吸热体的太阳能集热器，可以承压运行，适用于在大型的太阳能热水工程中应用。
平板集热器是应用比较早的一种太阳能集热装置，一直以来也是世界太阳能市场的主导产品，广泛应用于各种低温热水加热领域，但随着真空管太阳能集热器的出现，受其自身结构的局限，在集热效率上已不具备优势，因防冻问题以及集热性能受季节和环境影响较大，目前主要在南方冬季气温较高的地区应用，在北方寒冷地区冬季运行效果欠佳，不推荐在大型热水工程中应用。
U型管式真空管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器是在全玻璃真空管集热器基础上发展起来产品，三者的共同特点都具有比较高的集热效率，以金属作为吸热体，可以承压运行，但从集热效率、防漏、防垢、耐久性、安全性、可靠性、安装维护难度等方面进行综合评价，热管式真空管集热器是最适宜在中央热水供应系统中采用的太阳能集热器类型，U型管式真空管集热器和直流式真空管集热器次之。
热管式真空管集热器利用热管传热，干性连接，管内不走水，具有热容小、传热快、耐冰冻、耐热冲击、承压强、保温好、无渗漏、易维护等优点，U型管式真空管集热器和直流式集热器利用真空管内同心套管直接对工质加热，除了具有运行温度高、承压能力强和耐热冲击性能好等特点外，其集热效率高于其它形式的集热器，并且可以水平安装，简化安装支架，减少安装场地面积，避免集热器影响建筑外观，在太阳能和建筑结合方面具有较强的适应性，但其安装程序比热管式真空管集热器复杂，接口较多，运行中有漏水隐患，系统维护成本相对较高。
2太阳能—热泵中央热水系统的工作原理太阳能与太阳能辅助加热空气源热泵结合作为中央热水系统的热源，其目的在于取长补短，使二者互为补充，互为备用，在日照充足时优先使用太阳能加热热水，利用太阳能集热器产生的低温热水作为太阳能辅助加热空气源热泵的辅助热源，从而改善热泵的运行工况，提高其制热性能。
这种组合形式，使二者均在相对比较稳定高效的条件下工作，保证系统全年全天候的卫生热水供应。
空气源热泵制热过程本质上是对空气中蕴藏的太阳热能的提升利用，根据热泵的工作特性，在整个热水系统的运行过程中，热泵机组作为辅助热源运行所供应的热量中，只有一小部分来自电能，所以太阳能—热泵中央热水系统大大提高了太阳能利用率，减少了对一次能源的消耗。
太阳能—热泵中央热水系统的运行主要有以下四种工况：（1）太阳能加热生活热水在大部分日照良好的晴天，系统按此工况工作，此时太阳能循环泵的工作由系统控制器根据太阳能集热器和热水箱的温度进行控制，源源不断的利用集热器采集的热量通过中间换热器输送到热水箱。
（2）太阳能辅助热泵机组加热生活热水当阴天或多云天气，当太阳能集热温度低于热水箱水温不足以直接加热生活热水时，热泵机组启动，利用空气作为热源加热热水箱内生活热水。
在秋冬季节，当环境温度低于热泵的经济运行温度时，热泵机组的制热效率下降并且蒸发器表面结霜，此时，热泵辅助加热循环启动，高于环境温度的低温太阳能热水进入热泵机组辅助换热器内，预热通过的空气，使热泵效率提高，并切具有防止蒸发器结霜的作用，可以节约热泵机组的耗电量。
（3）太阳能和热泵机组同时加热生活热水在晴天日照良好时，如果热水系统的耗热量大于太阳能集热系统的有效供热量或太阳能集热器的数量较少，不能满足热水系统的用热需求，则太阳能和热泵机组同时工作向热水系统供热。
（4）热泵机组直接加热生活热水在连续的雨雪天气，热水系统所需热量完全由空气源热泵机组提供。
此时，太阳能系统处于待机状态，热泵机组单独工作对热水箱加热。
3太阳能—热泵中央热水系统设计3.1太阳能辅助加热空气源热泵机组功率的确定太阳能—热泵中央热水系统中，太阳能辅助加热空气源热泵机组在晴好天气作为太阳能集热系统的辅助热源设备，在太阳能资源不足时或阴雨天气作为系统的主要热源保证热水的正常供应，所以其制热功率应按照整个热水系统的设计热负荷进行确定。
对于全日制中央热水系统，热泵机组功率按照热水系统设计小时热负荷确定，对于非全日制中央热水系统，热泵机组的功率应根据最大用水量、热水箱容积、加热时间等参数进行确定，具体参见文献[9]。
热泵机组的额定制热功率不小于中央热水系统的设计负荷，在冬季比较寒冷的地区，可适当加大机组的型号，使其尽量在一天中气温比较高的时段内运行，在较短的时间内满足系统的用热需求。
3.2太阳能集热器面积的确定太阳能—热泵中央热水系统中，太阳能集热器的面积应以热水系统的设计热负荷或根据实际情况确定的太阳能供热量作为基本依据，并分析计算项目所在地单位面积的太阳能集热器平均每日有效得热量，从而确定太阳能集热器的安装面积。
热水工程中，太阳能集热器一般是固定角度安装，其单位面积日有效得热量随季节的变化和每日内太阳辐照强度的变化，并不是一个固定值。
其影响因素主要有集热器的安装角度、系统运行工况、所在地气象参数和太阳辐照量等。
不同的集热器类型具有不同的集热效率，其有效得热量也不同，所以在实际应用中一般根据集热器生产厂家提供的集热器集热效率等性能参数和太阳辐照资料进行分析计算，取全年平均值。
3.3太阳能集热系统形式对于太阳能—热泵中央热水系统，太阳能集热系统既作为热水加热的主要热源又作为热泵机组的辅助热源，并且应能承受较低的环境温度，所以应采用闭式系统，系统循环工质采用防冻液溶液。
