在太阳能比较充沛的地区，很多家庭会选择安装太阳能热泵热水系统。它的大致原理是利用太阳能集热器采集太阳热量，在阳光的照射下使太阳的光能充分转化为热能，通过控制系统自动控制循环泵或电磁阀等功能部件将系统采集到的热量传输到大型储水保温水箱中，在匹配当量的电力、燃气、燃油等能源，把储水保温水箱中的水加热并成为比较稳定的定量能源设备。该系统既可提供生产和生活用热水，又可作为其他太阳能利用形式的冷热源。
原理：压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，冷却下来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量。同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低，变成冷气释放。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环。
整个热水系统实现自动补冷水、太阳能温差强制循环加热、空气源热泵分时段定温辅助、回水系统控制；空气源热泵内置高低压开关、超欠压、缺相、逆相、过载、过流、过热、排气温度、油温、油压、水流、防冻等保护功能。自动补冷水：水箱顶盖中间位置接有自来水管道，当热水用掉一部分后，水箱水位低于下限水位时，电磁阀自动打开，往水箱注水，达到上限水位，电磁阀自动关闭。太阳能温差强制循环加热的工作原理：冷水通过太阳能热水系统下循环管进入集热器，在集热器中受太阳能辐射，使温度升高。当集热器水温高于太阳能水箱内水温5℃（可调）时，太阳能循环泵在温差控制器的作用下自动启动，将集热器内的热水经太阳能上循环管进入水箱上部，同时水箱底部温度较低的水又由下循环管进入集热器，继续受太阳能辐射加热，如此循环使水箱中的水温不断升高。当集热器与水箱的温差≤2℃时，太阳能循环泵停止。
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。
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