引言：近年来，面对能源危机以及全球的经济危机，全世界各个国家都在积极的面对着气候危机，这是关乎着全人类的命运。因此，国家对新能源的投资大幅度增长，新能源产能也急剧扩大，各式各样的新能源产业拔地而起，对于可再生的能源的应用也是刻不容缓。虽然在短时间内新能源还无法替代传统的化石能源成为主流，但世界范围内都在积极的研究新能源的资源的应用，来应对全世界的气候变化问题。应对气候变化最主要的方式就是减少对于温室气体的排放，这一问题也是为应用可再生新能源技术在添砖加瓦。同时，建筑能耗如何降低也是一个值得我们思考的问题，在全球新能源发展的大背景下，新能源技术正在以一个很客观的形式在发展，许多可再生能源资源也在逐渐商业化。由此可知，新能源的这座大楼拔地而起，不同能源形式的逐渐替代将改变世界经济体制以及政治版图和人类的生活生产方式。地热、电能、太阳能是可再生的自然能源。太阳所带来的太阳能以及地壳中蕴含的丰富的地热能在传统资源越来越缺乏的今天，无疑是一个很好的资源选择。
同时针对我们国家而言，在人们的生产生活中我们都在时时刻刻都在消耗着建筑能源， 例如，我国北方冬季采暖能耗占全国建筑能耗的 1/4 。每一年我国在采暖方面消耗的媒大约有上亿吨。其次室内用电大约占我国建筑总能耗的 1/5 ，每年消耗电量约 2000 亿度电。现如今不论是对于发达国家还是发展中国家来说，建筑能耗状况是如今社会能源消耗中不可忽视的一部分。同时为迎合2030年前达到碳达峰，2060年前达到煤中和的“双碳” 目标，需要解决能源使用的结构问题，更多的使用清洁能源成为了首要目标。我国在2020年的建筑总能耗约占全国总能耗的35%，在建筑行业中推广使用清洁能源也顺理成章。太阳能作为众多清洁能源也是作为可再生能源中最为常见也是被人们利用最久的能源之一，如果可以在我们传统的太阳能集热利用的基础.上加以改进，使之与利用土壤进行储能的地源热泵系统联合起来，可大大提高太阳能利用的效率，并且此过程中全部使用清洁能源也减轻了我国的能源负担。 地源热泵以及太阳能
地源热泵系统的相关应用的起源大概在1912年左右，对于地源热泵的应用也是有这几十年的历史。近几年，随着工业建设来到了高潮，我国地源热泵发展的势头也是有很不错的前景的，地源就是指我们通常所说的地表浅层地热资源，即地表土壤、地下水等吸收太阳能、地热能而蕴含的低温位热能。浅层地热能的温度低于25摄氏度，地表浅层类似于一个天然的太阳能集热器，收集了大量的太阳能资源，值得一提的是它不受地域以及资源等的限制。这种可近乎无限利用的可再生能源，使得地源也成我国丰富资源之一，而地表作为一个强大的储能体拥有着大量可以使用的地热资源，地表地热的特点就在于可以把寒冷时期的冷量储存起来用于炎热的夏季时期的制冷，也可以把炎热天气 的热量储存起来给寒冷季节供暖，这类地热能，特别是地表热源， 是一种广泛存在的且利用效果较好的低位热源，地温相对稳定，全年波动小，并且热能的利用率很高，可以达到50%~70%，再者污染很小，解决环境污染问题。
其次太阳能的利用是日常生活中不可缺少的一部分，能量巨大，每年达到地球表面的太阳能大约是130万亿吨媒，在我国新疆以及青藏高原地区每年的日照时间一般会超过 2000h ，有时甚至可以高达 2800 h甚至以上，众所周知太阳能是天然的无污染的一种可再生能源，太阳能的利用不会影响地球的生态环境，也不会造成环境污染。
再者对于同一个地点而言，太阳能是间接性的，是受到地球自转的影响，这个问题就会造成长时间工作运行效率过低。所以我们提出将地源热泵系统和太阳能系统相结合，相比独自工作的太阳能系统或者是地源热泵系统，将系统联合不仅可以弥补单一系统工作的缺点，而且可以使系统的节能效率提高。所以这个运行方式分为两个部分，第一部分，地源热泵机组的运行主要靠少量的电力来驱动，它的工作原理是通过向机房系统内的热机组输入一定电能驱动压缩机做功，使机组中的介质反复发生蒸发和冷凝的相变过程，从而提取地源系统中的能量，然后传导到用户系统中去，从而实现空间上的热量交换和传递转移。第二部分，太阳能新风系统的运行主要是由太阳能来驱动的，它的工作原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用于新风系统中的调温装置中。这样两部分的能量主要来自于太阳能的清洁能源，不会造成空气的污染。
即利用集热器将太阳能转换成热能储存，再用于空气-水热交换器，将室外冷空气经过新风机送入室内前，先经过空气-水热交换器。即完成了空气加热、升温过程。太阳能新风技术的应用,不仅可以降低建筑能耗,而且能够改善建筑环境，提高居住环境的舒适性,它的研究以及开发对于能源的可持续利用具有巨大的价值。通过建立以太阳能系统为热源的太阳能新风房间,利用温度巡检仪或者便携式热舒适仪等装置对太阳能新风房间与普通房间的温度、热流等参数的变化进行了对比实验，分析冬季状况下太阳能新风房间热特性以及热舒适性的情况,同时利用CFD技术对太阳能新风房间和普通房间的各项热物理参数进行模拟实验,并与实验结果进行分析对比,探讨太阳能新风技术对改善室内热环境,提高房间的热舒适性以及减少建筑能耗的可行性。通过实验研究证明,在相同的室外环境下,太阳能新风房间使得室内温度比普通房间高出1~2℃且温度波动幅度小于普通房间,同时提高了室内的热舒适性，改善了室内的热环境。太阳能新风技术为降低建筑能耗和改善建筑环境的热舒适性提供了新的可以利用的并且节能的方式方法。
设计方案
由于太阳能热水系统的不稳定性，具有间接性，在不同的时间段，太阳能的可以利用性随着时间在变化，所以在使用太阳能作为辅助热源时，不能将太阳能作为某一建筑区域的独立热源需要其他热源在太阳能匮乏的阶段进行供热。因此在我们所研究的系统中，太阳能与地源热泵分别负责整个建筑物在不同阶段的供热。太阳能热水供热系统是直接或间接地使用太阳能集热器来收集的热量进行供热的太阳能系统形式。太阳能集热系统首先将太阳能集热板中产生的热能收集于太阳能集热水箱中，等待太阳能集热水箱的热水中平均温度达到末端的供热温度时，系统便由太阳能集热系统进行供热。如果水箱内平均温度达不到末端供热所需要的温度，系统则由地源热泵机组进行供热。

 图1  太阳能热水供热系统图
太阳能辐射热量被太阳能集热器收集后，主要是储存于集热水箱中。太阳能集热器的出水温度tout大于太阳能集热水箱的平均温度tin时，阀门 1、2 和太阳能集热水泵 7 打开，太阳能集热器向储热水箱中输入热量Qin ，当热量太阳能集热器出口温度t out 低于太阳能集热水箱平均温度t i n 时，则需要关闭阀门 1、2 和太阳能集热水泵7，从而了避免水箱中水的热量通过太阳能集热器向环境中散失从而造成了能源的浪费，另外为了避免太阳能水箱中水温过高产生沸腾，则需要在水箱温度高于90℃时关闭阀门 1、2，并打开太阳能集热器中的排气阀从而避免太阳能集热器发生爆裂现象，造成危险，此时太阳能水箱停止接受太阳能集热器中的热水，当集热水箱中平均温度 tin 达到冬季供热温度时，阀门 3、4 打开，阀门 5、6 关闭，使用集热水箱中的热水对建筑负荷的末端进行供热，水箱中平均温度t in低于供热规定温度时，关闭阀门 3、4 和太阳能补热水泵 8，同时开启地源热泵系统进行供热。
太阳能集水器的分类
在市场上主要流通的太阳能集热器主要有三种分别为热管真空型太阳能集热器、全玻璃管真空型太阳能集热器以及平板型太阳能集热器。热管真空管型太阳能集热器具有传热效率高，散热损失较小和启动速度快等优点，同时可以产生温度比较高的热水，适合家用，但是由于价格的限制并未得到广泛的运用。全玻璃真空管集热器的热损失系数同样较小，但和其他类型太阳能集热器相比有更加容易爆裂、易结垢的特点 并且只能安装在屋顶等坡度不太大的地方，但是全玻璃真空管集热器因为价格相对与热管真空管型太阳能集热器来说价格较低，凭借这样一个优势它成为工程中运用最广泛的热水器类型。
在冬季，主要使用的是储存在地下土壤的热量，提高温度后供给室内用于采暖;在夏季,通过土壤将室内的热量转移到大地中去，这样做有利于地下温度的均衡
地源热泵供暖空调系统主要分三部分:
1)、一是室外地能换热系统(地源)
2)、二是水源热泵机组(机房)
3)、三是室内采暖空调末端系统(用户) 图2  地源热泵空调系统得工作原理图
地源热泵-太阳能系统存在的问题
在地源热泵系统的使用和设计过程中，关键是室外地埋管的计算，本工程主要采用的管道垂直地埋管。垂直地埋管换热器计算的基础是单个钻孔的传热分析，如果有多个钻孔的情况，则可在单孔的基础上运用叠加原理加以扩展，针对于太阳能系统中，最主要的是太阳能的集热器，以及发电系统，值得一提的是我国长江中下游地区，每年会出现两三个月的梅雨季节，太阳辐射水平能力普遍偏低，在梅雨季节时对于一般的家用太阳能集热器来说收集不到热水温度所需要的太阳能，高效的太阳能集热器价格昂贵，使用率低。所以我们应着力对该系统的研究工作，该系统最重要的还有储热技术，对于太阳能系统，可以采用导热系数比较低的保温材料，同时可以增加水箱的个数，提高热水容量来解决这个问题，其次，对于地源热泵来说，如果长期使用地源热泵系统会造成地下冷热源的分布不均匀，反而会使整个系统的效能降低。 所以解决这个问题，则必须要保证冷热源之间的协调平衡，对于现在的所提出的地源热泵-太阳能联合系统并没有一个很完善的方式，其次在项目初期投资成本高，以及设备安装等问题都有待解决。所以，我们应该加快脚步，推动技术发展，在未来可以让人们使用上绿色资源。
结语：文章主要介绍了现阶段整个世界能源发展的大环境下，新能源的利用对于国家以及世界环境而言都是十分重要的，针对中国而言，不论是从国家政策还是未来的经济发展来说新能源的发展都是刻不容缓的，所以提出了太阳能-地源热泵系统，同时利用新风系统来提高房间的舒适性以及改善室内热环境，整个过程主要利用储存量很大的太阳能以及地缘热泵的能量，充分利用新能源，减少了在能源方面对于环境的污染。不论是从哪个方面来说，本问所介绍的系统都是具有很好的发展前景和未来的。

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作者简介：张亚茹(19-),女，安徽淮南，在读大学生，主要从事建筑环境与能源应用工程方面的研究学习工作。