太陽能光熱空氣源熱泵制熱

太陽能光熱空氣源熱泵有利於節能減排，作為重要的太陽能結合空氣能制熱技術，在直膨式、水箱換熱式、相變蓄熱式等系統結構的研發方面，己經取得長足進展。太陽能光伏光熱系統是一種結合太陽能光熱轉換和光伏發電的綜合FF型系統,該系統將光伏組件用作集熱器的一部分,通過集熱器背部管道中流動的工質將光伏組件中的熱量加以利用,如進行建築物採暖、供應生活熱水等。空氣源熱泵是以空氣為低溫熱源,通過輸入少量電能驅動,將低位能源轉化為高位能源的離效節能技術,具有安裝方便,能源利用率高等優點。陽能光熱空氣源熱泵制熱技術是兩者的結合。

基本介紹

• 中文名：太陽能光熱空氣源熱泵制熱
• 外文名：Heating Technology of Solar-Thermal Air SourceHeat Pump
• 學科：電氣工程
• 領域：能源利用
• 套用：供熱、取暖、節能減排
• 類型：直膨式、水箱換熱式、相變蓄熱式

背景

近年來，PM2.5與PM10等日益加劇的環境污染問題和己探明化石能源限制開採等能源可持續利用的問題與矛盾，逐漸受到中外社會的重視，開發太陽能、空氣能等可再生能源供冷暖技術，己成為世界各國制訂可持續發展戰略的重要內容川。2015年在巴黎舉行的“第21屆聯合國氣候變化大會”公布了最新的能源與環境統計數據。在全球每年的能源套用中，37%用於工業，20%用於交通運輸,18%用於建築，其餘25%被當作廢熱排放。在全球能源套用比例中，太陽能光熱僅占0.5%，太陽能光伏僅占0. 0400，太陽能利用技術的發展空間非常廣闊。全球排名前10位的碳排放量由多到少的國家和地區依次為，中國的碳排放量占全球碳排放總量的22.3%，美國占19.91%，歐盟占14.04%，印度占5.5%，俄羅斯占5.24%，日本占4.28%，德國占2.69%，加拿大占1.9%，英國占1.84%，韓國占1.72%。我國作為世界上最大的開發中國家和最大的碳排放國，2014年的一次能源消費量為29.72億噸油當量，相當於德國的9.6倍、日本的6.5倍、英國的15.8倍，而可再生能源套用僅占我國能源消費結構的10%，我國函需調整能源供應結構，大力發展可再生能源供應技術，增加節能減排的國際話語權，而太陽能、空氣能等環境與經濟友好的可再生能源己經在當下顯示出明顯的套用優勢。

我國的建築能耗約占社會總能耗的33%，在我國的建築能耗中，使用能耗約為建造能耗的15倍，而在使用能耗中又以供暖和製冷能耗為最高，特別在北方寒冷地區，供暖能耗約占總使用能耗的35%。因此，供暖、生活熱水等制熱系統的節能是建築節能減排的重要領域。空氣源熱泵作為電驅動可再生能源制熱技術，設備安裝靈活、運行自動化程度高，但空氣源熱泵在冬季制熱性能波動較大，存在用戶熱負荷處於高位時，熱泵制熱性能處於低位的矛盾。太陽能作為清潔可再生能源，每年輻射到地球表而的能量相當於181. 3Gt標準煤，相當於全球能源年需求量的8 700倍。但太陽能的能流密度較低，一般可接收到的太陽能輻射強度不超過1 000W/m2，而且太陽能受時間、氣候、地理位置等因素影響的品位波動較大，必須解決太陽能儲存或輔助熱源的問題，才能保證太陽能制熱系統的連續穩定運行。

太陽能光熱與空氣源熱泵各有利弊，兩者互補是制熱技術的發展方向之一。國家發改委等部委聯名發布了“關於印發《‘十三五’全民節能行動計畫》的通知”，其中“空氣源熱泵”和“太陽能熱水器”第一次並列出現，並且提出“有條件地區新建建築應當按相關技術規範要求預留安裝位置”，明確要求“在夏熱冬冷地區積極推廣空氣源熱泵”。國家發改委、能源局正式發布了《能源發展“十三五”規劃》及《可再生能源發展“十三五”規劃》，明確了“能源消費總量年均增長比‘十二五’低1.1%，單位UDP能耗下降15%以上，太陽能集熱器保有量從‘十二五’末的4億平方米增至8億平方米”。國家可再生能源中心發布的《能源發展戰略行動計畫(2014-2020年)》明確指出，“到2020年，非化石能源占一次能源消費比重達到1500”。津冀、遼寧、河南、山東、山西、江蘇、浙江、福建等地區也都出台了具體的“煤改清潔能源”政策，大力扶持空氣源熱泵制熱技術發展。因此，針對太陽能光熱空氣源熱泵制熱技術的主要研究進展進行歸納總結，進而提煉出當前中外研究形勢，為“十三五”階段的相關研究路線提供參考，是十必要的。

熱泵系統研究現狀綜述

太陽能光伏光熱系統研究現狀

太陽能光伏光熱系統(Photovoltaic-Thermal, PV/T)是一種結合太陽能光熱轉換和光伏發電的綜合型系統，該系統將光伏組件用作集熱器的一部分，通過集熱器背部管道中流動的工質將光伏組件中的熱量加以利用，如進行建築物採暖、供應生活熱水等。PV/T系統根據光伏組件和集熱器的不同可以組成多種不同的類型，如有平板型集熱器、聚光型集熱器等，光伏組件可以採用單晶體矽、多晶體矽、薄膜半導體等，工質可以採用水、空氣、氟利昂等。

PV/T系統的研究最早可以追溯到20世紀70年代。Kern and Russell，以空氣和水作為流動介質，根據測得的實驗結果提出了PVlT系統的一些主要概念。Hendriea通過運用常規的集熱技術提出了一個PVlT系統的理論模型。Florschuetz拓展了Hottel-Whillie：模型的適用範圍，用來分析PV/T系統。

Raghuraman提出的數值方法可以用來預測空氣光伏光熱平板集熱器的性能。 Cox and Raghuraman研究了典型的空氣一光伏複合系統，進行了計算機模擬使用了一個新穎的典型矽電池來降低系統的花費，而Loferslti等人通過練個獨立的空間分析與測量結果相比較，對一個把空氣循環安置在住宅中的複合系統給出了分析結果。Bhargava和Prikash都對單通道PVrI'系統中的空氣品質流速、氣流管道長度/深度/吸收板太陽能電池所占比例等因素進行了研究，並針對其對系統的性能影響進行了相關的實驗研究。

另一方面，PV/T系統與太陽能輔助加熱泵技術的結合使得高溫生活用水和優異PV冷卻性能成為可能。液態製冷劑在平板集熱器背部的管道中蒸發，使得PV/T集熱器與蒸發器合二為一，通過朗肯循環，太陽能在地域環境溫度的PV/T蒸發器上被吸收，稍後又在較高溫度下的水冷式冷凝器上被釋放，降低了電池板的板溫從而提高了光伏電池的光電效率。由於該新型系統相比於傳統的空氣源熱泵具有更高的蒸發溫度，因此該系統的性能係數也獲得了提高。

近年來PV/T系統研究取得了全新的進展，Bazilian等人在其工作中展示了PV/T技術的套用和發展方向。Huang等人研究了一種採用常見多晶矽太陽能電池組件的綜合PV/T，太陽能水集熱系統，並利用一次能源節能效率的概念計算對比分析了該系統與傳統太陽能水集熱器的整體性能。Zondag等人利用一系列的穩態和動態仿真模型分析了一種PV/T水集熱系統的性能表現。

空氣源熱泵系統研究現狀

我國空氣源熱泵的生產與套用是從20世紀60年代開始的，但由於當時能源價格的特殊性和其他一些因素的影響，空氣源熱泵在我國的套用在20世紀80年代以前發展緩慢，經歷了一段漫長的起步發展階段。隨著我國城市化進程的不斷加快、人民生活水平的不斷提高，空氣源熱泵取得了迅速的發展。空氣源熱泵是以空氣為低溫熱源，通過輸入少量電能驅動，將低位能源轉化為高位能源的高效節能技術，具有安裝方便，能源利用率高等優點。但是它的套用受到氣候條件的制約，室內採暖熱負荷會隨著室外氣溫的下降而不斷增加，同時造成空氣源熱泵製冷劑吸氣比容增加，機組的吸氣量迅速下降，最終使熱泵系統的制熱量減少。再者，由於壓縮機壓縮比的不斷增加，壓縮機的排氣溫度迅速升高，使得壓縮機會因防止過熱而自動停機保護，限制了空氣源熱泵不能再太低的環境溫度下運行。同時由於壓縮機壓力比的增加導致系統的性能係數COP急劇下降。針對空氣源熱泵出現的這些弊端，眾多國內外研究人員對如何提高空氣源熱泵制熱性能進行了大量的研究。

Nobukatsu Arai設計了帶閃發器的渦旋壓縮機注氣系統來改善熱泵系統的制熱性能，相比於原來的系統制熱量提高了15%左右。Bertsch等對雙級壓縮空氣源熱泵系統進行性能研究，當室外環境溫度低至-30℃時，熱水溫度仍可高達50℃，系統制熱COP為2.1。

清華大學將變頻技術和雙極壓縮進行有機結合，提出了一種適用於寒冷區域的雙級壓縮變頻空氣源熱泵系統，並提出了一種基於效率優先和制熱量優先的雙控制模式，根據需要通過採用變頻等措施，從而提高了熱泵系統在寒冷區域的制熱量和性能係數。通過模擬和實驗研究表明，該系統在冷凝溫度為50℃和蒸發溫度-25℃的條件下，系統的制熱性能係數高於2，壓縮機排氣溫度低於120℃，制熱量可以滿足用戶的需求。哈爾濱工業大學提出了一種雙級禍合熱泵空調系統，並針對該系統進行了理論基礎和系統創新的研究與實踐工作。其研究結果表明，混合式雙級禍合熱泵空調系統是一種能夠在低溫環境中可靠運行、節能環保的新系統。

太陽能熱泵系統研究現狀

綜上，針對太陽能利用現狀及空氣能熱泵的工作特性，與熱泵有機結合的光伏/光熱一體化熱泵可實現高效率的熱、電聯供。一方面，PV/T系統提供電能的同時為光伏系統增加了熱能;另一方面，PV/T光伏組件產生的熱量被系統中的循環水帶走，降低了光伏電池的工作溫度，提高了發電量。目前PV/T光伏冼熱一體化的研究重點之一是太陽能光伏集熱器的結構設計及最佳化，國內外眾多學者對此進行了研究，如Ito等設計了一種吹脹式鋁板結構，也開展了平板型集熱結構、低倍聚光型PV/T HP的理論與實驗研究，上述研究主要針對集熱器性能進行了熱力研究而並未給出系統內部運行參數對光電、光熱特性的影響。季傑等提出一種全鋁扁盒式PV/T熱水系統，表明在對系統最終水溫要求不高的情況下，可以通過降低系統初始水溫等方法提高系統發電效率和熱效率，但該集熱器不能承受過大壓力。孔祥強等對裸板集熱器的熱力性能做了性能模擬，表明集熱管內徑對集熱效率影響並不大，但並未提供實驗數據支持。

直膨式制熱系統

直膨式太陽能熱泵制熱系統的核心設計，是將空氣源熱泵的風冷蒸發器替換為太陽能集熱器，以吸收太陽能輻射熱作為主要低位熱源，以吸收自然對流的空氣能作為輔助低位熱源，滿足用戶熱負荷需求。由於太陽能輻射熱的熱品位高於空氣能，故可進一步提高空氣源熱泵的制熱性能。制熱系統的設計多樣性則體現在冷凝側，根據冷凝器的不同設計，主要有3種系統結構。

右圖所示的浸入式冷凝器，冷凝器在水箱內直接與冷水接觸換熱，換熱效率較高，制熱效果較好。但是由於冷凝器長期處於與全部換熱水體直接接觸的制熱狀態，冷凝器銅管極易與水中的鈣、鎂、氯離子發生化學反應。水箱水體可提前經過軟化處理，去除大部分的鈣、鎂離子，避免冷凝器表而生成水垢，保護冷凝器銅管不會因為水垢阻比有效傳熱而燒穿銅管。但是水中的氯離子易對銅、鋼等金屬表而造成腐蝕，故要求對浸入式冷凝器提前進行防腐處理，及水箱內膽使用搪瓷材質，避免冷凝器泄漏導致製冷劑污染水質及水箱漏水。圖中與太陽能集熱器並聯的蒸發器，可作為夏季室內空調的有效選擇，完善直膨式太陽能熱泵的製冷功能;也可將太陽能集熱器與室內蒸發器串聯團習，在保證壓縮機進口製冷劑不會過分過熱的安全前提下，節省更多電能。

浸入式冷凝器制熱系統

右圖所示的外繞冷凝器式水箱，由冷凝盤管盤繞在金屬材質水箱的外表而，在冷凝器外側再敷設保溫層及水箱外殼。此種水箱有效克服了浸入冷凝器式水箱的缺點，實現了製冷劑與水體的分離，保證了水體加熱後的水質不受污染及冷凝器有效傳熱的順暢。但由於冷凝器與被加熱水體之間存在金屬間壁，且為了保護水箱內壁不受腐蝕而選擇性增設搪瓷內膽，導致冷凝器換熱效率的降低;可通過在水箱外表而增加盤繞冷凝器盤管，進而增加換熱而積的方法來緩解冷凝器換熱效率降低的問題。

外繞式冷凝器制熱系統

右圖所示的熱虹吸式冷凝器，是在換熱套管內由熱虹吸作為驅動力，實現冷凝器與水箱的換熱口月。套管下部的水體受熱後由於密度差而上浮進入水箱，將水箱下部密度大的水體泵入換熱套管，反覆循環制熱。在直膨式制熱系統其他部件相同的條件下，熱虹吸式冷凝器的結構安全性和制熱性能介於浸入式與外繞式冷凝器之間。浸入式冷凝器的制熱性能較好，但結構安全性較差;外繞式冷凝器的結構安全性較好，但制熱性能較差。冷凝側水箱可用於供應生活熱水，也可作為緩衝水箱供暖，避免熱泵機組的頻繁啟停噪音及電壓衝擊。針對供暖和生活熱水在水溫和水質方而的不同要求，滿足兩聯供功能的水箱研究還略顯不足，在一定程度上限制了其推廣套用;另外，水箱安裝需額外占用室內空間，不利於其在小戶型的推廣套用。

熱虹吸式冷凝器制熱系統

對於太陽能集熱器的多樣化改進，有學者研發了翅片管平板式和蜂巢式太陽能集熱器，相比於常規的平行管陣列式太陽能集熱器，直膨式太陽能熱泵制熱性能係數分別提高了14. 6%和20. 5%。也有學者將太陽能光伏與光熱組件藕合為一體化集熱器，太陽能光伏光熱組件的向陽一側為太陽能光伏側，大量吸收太陽能進行集熱供電;背陽一側為太陽能光熱側，利用太陽能光伏的餘熱，進行直膨式太陽能熱泵制熱循環，或加熱自來水。相比於常規空氣源熱泵，太陽能光伏光熱直膨式熱泵的制熱性能係數可提高9%以上。由於太陽能光熱組件的冷卻作用可提高光伏組件性能，在熱電聯產模式下系統的光電效率，比太陽能光伏板的單一光電模式可提高25%以上。

對於太陽能輻射強度較弱及低溫工況，可設定雙級壓縮機系統，在滿足40^55℃生活熱水需求之餘，有利於在較高性能下生產65 -80℃的高溫熱水，但其初投資過大，通過節省運行費用的初投資回收期過長，影響其推廣套用。也可通過在熱水通路上設定輔助電加熱或燃氣爐，達到獲得溫度範圍較大的熱水的目的。當太陽能輻射強度在100 W/m2以上，室外幹球溫度在-3℃以上時，即使室外相對濕度達到70%，太陽能集熱器也不會結霜}33}。在直膨式制熱系統中，50%以上的製冷劑循環於冷凝器中，20%-30%的製冷劑循環於太陽能集熱器。改良的BIN方法和TRNSYS軟體也被套用於直膨式太陽能熱泵制熱性能的評價與預測。經過模擬和實驗的反覆論證，直膨式太陽能熱泵的制熱性能係數，相比於常規空氣源熱泵可提高25%以上，相當於電熱水器的3倍以上、冷凝式燃氣爐的1.3倍以上階。

雖然直膨式太陽能熱泵制熱系統在縱向的研發多樣性上己經取得長足進展，但是缺少對例如上三幅圖的相似結構系統制熱性能的橫向比較及適用分析。直膨式太陽能熱泵制熱系統的低位熱源穩定性雖高於太陽能制熱系統，但是低於以吸收強制對流的空氣能作為主要低位熱源的空氣源熱泵，在太陽能輻射強度較低時段的制熱性能還需大幅提高，以達到全天制熱性能穩定，故需要提高空氣能利用率;對太陽能集熱器結構的最佳化，及將占用安裝空間較大的分體結構制熱系統藕合一體化的研究也略顯不足。這些是今後直膨式太陽能熱泵制熱系統的研究著眼點。

水箱換熱式制熱系統

水箱換熱式太陽能聯合空氣源熱泵制熱系統是研發和套用較早的結構形式，依據太陽能集熱單元與空氣源熱泵單元嵌套與否，主要分為如下圖所示的兩種系統結構。

右圖所示的非嵌套水箱換熱式制熱系統的太陽能集熱單元與空氣源熱泵單元是各自獨立的兩部分，相互之間不涉及換熱，靠兩個單元各自製熱來共同加熱蓄熱水箱內的冷水，滿足供暖或生活熱水需求。日常主要依靠太陽能集熱單元維持蓄熱水箱的熱水供應，當太陽能集熱單元不能滿足熱負荷需求時，空氣源熱泵單元才會投入制熱。此系統中空氣源熱泵單元的制熱性能係數水平，與常規的空氣源熱泵相同，並沒有因為太陽能的加入而有所提高。夏季時，空氣源熱泵單元可配置室內蒸發器，在提供生活熱水的同時，用於空調製冷。此系統相比常規的熱水及空調系統的全年平均節能率，可達到25%-50%。

非嵌套水箱換熱式制熱系統

右圖所示的嵌套水箱換熱式制熱系統的太陽能集熱單元與空氣源熱泵單元，通過蓄熱水箱的連線，形成相互嵌套的系統結構。太陽能集熱單元的制熱量通過蓄熱水箱的換熱，可用於提高空氣源熱泵的制熱能效，而蓄熱水箱也可供應生活熱水。夏季時，圖中空氣源熱泵單元的蒸發器與冷凝器功能互換，並配置空冷式冷凝器，在提供生活熱水的同時，為用戶提供空調製冷。供暖末端可採用製冷劑直接制熱的地板輻射供暖，避免製冷劑與水地暖的換熱及水地暖循環泵的能耗，提高系統制熱性能;空調製冷的室內末端可採用風機盤管，提高空調舒適度。當太陽能輻射強度從0 W/m2上升至800W/m2時，系統制熱性能係數從2.35增長至2.57。此系統相比常規的熱水及空調系統的全年平均節能率，可達50%以上。與上圖所示系統存在相同問題，水箱換熱式太陽能聯合空氣源熱泵制熱系統的占地而積較大，涉及到多台水泵的振動及噪音問題，故對系統設備的布置安裝提出了預防共振和隔音降噪的要求，保障用戶的使用環境舒適性。

嵌套水箱換熱式制熱系統

以上兩圖所示系統結構為基礎，通過增加冷熱聯供及蓄冷蓄熱模組，可衍生出5種不同的水箱換熱式制熱系統結構，與同型號的空氣刊丈熱泵對比，這5種不同結構的制熱系統的年耗電量平均可節省約30%。不同的製冷劑相繼被套用於水箱換熱式制熱系統中。將非共沸混合物R32/R290套用於非嵌套水箱換熱式制熱系統中時，相對於套用R32/R290的常規空氣源熱泵，非嵌套水箱換熱式系統的制熱性能係數可提高4.23%-9.85%。將R22，R134a， R744，CO2套用於嵌套水箱換熱式制熱系統中，當室外幹球溫度低於13C時，嵌套水箱換熱式系統的制熱性能係數由高到低依次為R744，R134a，R22，C02;當室外幹球溫度高於13℃時，系統的制熱性能係數由高到低依次為R134a，R744，R22，C02.雖然CO2系統的工作壓力較高、制熱性能係數較低，但其低溫工況下的製冷劑流量水平較穩定，故制熱穩定性較好。

相變蓄熱式制熱系統

蓄能技術是改善太陽能質量的不穩定性及與熱負荷峰谷時間曲線不相匹配問題的有效技術手段。相變蓄熱相比於例如水的單相蓄熱而言，具有更可觀的相變潛熱換熱量，調節系統性能的作用更顯著。如今對相變蓄熱式太陽能空氣源熱泵制熱系統的研究，主要集中在3個方而，即對直膨式太陽能熱泵制熱系統的改進、三套管蓄能換熱器的研發及相變蓄熱水箱的套用。

對直膨式太陽能熱泵制熱系統的改進，主要在太陽能集熱器排氣口與壓縮機進氣口之間，設定太陽能相變蓄熱裝置。在天氣晴好時，將製冷劑吸收的太陽能有效儲存在相變蓄熱裝置中，一方而可為夜間低溫工況的制熱運行儲存低位熱源，保障夜間空氣源熱泵的高效制熱，另外也可有效控制壓縮機進氣口處製冷劑的溫度範圍，避免嚴重過熱和壓力過載，保障壓縮機安全運行。相變蓄熱直膨式太陽能熱泵的壓縮機進氣口溫度可穩定在30℃左右，系統制熱性能係數可維持在4.3左右。

三套管蓄能換熱器的研發，是相變蓄熱技術套用的新方向。如圖所示。

三套管蓄能換熱器單元結構示意圖

新型換熱器是在空氣源熱泵翅片管蒸發器的基礎上，在製冷劑銅管外依次增設相變蓄熱材料套管和水環路套管，並在套管中間設定肋片強化換熱和結構支撐。當三套管蓄能換熱器套用於水箱換熱式制熱系統時，水環路在太陽能集熱器處吸熱，在三套管蓄能換熱器處將熱量釋放給相變蓄熱材料套管，製冷劑再通過吸收相變蓄熱材料的緩釋熱能作為低位熱源，高效完成制熱循環。實驗數據表明，套用於水箱換熱式制熱系統時，在室外幹球溫度低於-10℃的條件下，相比於常規空氣源熱泵，系統制熱性能係數提高了65%。當三套管蓄能換熱器套用於直膨式制熱系統時，其作為空氣源熱泵冷凝器，製冷劑將熱能釋放給相變蓄熱材料，相變蓄熱材料再通過熱量延遲釋放，加熱最外層的水環路，由水環路達到用戶制熱的目的。實驗數據表明，套用於直膨式制熱系統蓄熱模式時，系統性能係數可達3.005-3. 75；同時蓄釋熱模式時，系統性能係數可達3.31-3.45。可見，同時蓄釋熱模式相對於純蓄熱模式，系統制熱性能係數更能穩定維持在高水平。

相變蓄熱水箱，即把封裝好的相變蓄熱材料置於蓄熱水箱中，將相變蓄熱材料的延遲放熱特性與蓄熱水箱的大比熱容、穩定水溫特性結合使用。針對哈爾濱地區氣象條件，當設計熱負荷為l0 kW時，系統所需太陽能集熱器而積為60 m2，對應相變蓄熱水箱中相變材料的最佳質量分數為70%.相變材料封裝尺寸減小，有助於提高太陽能集熱量，且該效果在供暖初期和末期更為顯著。針對西安地區氣象條件，太陽能相變蓄熱水箱空氣源熱泵供暖的性能係數為3.45 -5. 56。針對烏魯木齊地區氣象條件，太陽能相變蓄熱水箱空氣源熱泵的全年供暖空調平均性能係數為3.34。

結語

1)太陽能光熱空氣源熱泵制熱技術在直膨式、水箱換熱式、相變蓄熱式等系統結構的研發方而，己經取得長足進展。為了應對不同的安裝環境與負荷需求，實現高效節能減排，幾種系統結構可以進行整體或局部的有機組合，並沒有嚴格的技術界限。

2)直膨式太陽能熱泵的制熱性能係數，相比於常規空氣源熱泵可提高25%以上，相當於電熱水器的3倍以上、冷凝式燃氣爐的1.3倍以上。該制熱系統的低位熱源穩定性雖高於太陽能制熱系統，但還需要提高空氣能利用率，以達到全天制熱性能穩定。針對相似結構系統制熱性能的橫向比較及適用分析，對太陽能集熱器結構的最佳化，及將占用安裝空間較大的分體結構制熱系統藕合一體化的研究還略顯不足。針對供暖和生活熱水在水溫和水質方而的不同要求，滿足兩聯供功能的水箱研究還略顯不足。水箱安裝需額外占用室內空間，在一定程度上限制了其推廣套用。

3)水箱換熱式制熱系統相比常規的熱水及空調系統的全年平均節能率，可達25%以上。但其占地而積較大，涉及到多台水泵的振動及噪音問題，故對系統設備的布置安裝提出了預防共振和隔音降噪的要求，保障用戶的使用環境舒適性。

4)相變蓄熱式系統的制熱性能係數普遍可達3. 31以上。各種新型相變蓄熱材料雖然在熱能緩釋時間、放熱溫度範圍等方而具有各種優越性能，但由於高成本及控制技術不夠普及等原因，市場套用仍較少。

5)而對“十三五”階段全國加速城鎮化的新常態，太陽能光熱空氣源熱泵制熱技術的研究路線需要更加偏向適用於城市地區高層建築用戶的套用，即將龐大、分散的系統結構集成一體化，以適應廣大高層建築用戶垂直、狹窄的外立而安裝環境。