太陽能異聚態熱利用系統是太陽能利用技術未來的發展方向，它從研究太陽能自身的能量特性出發，結合太陽能在輻射過程中與大氣層中空氣、塵埃和水汽發生的復雜效應，云雨天的熱量載流方式轉換，及最終輻射到地球多達8.5*1013KW能量的多元化載體吸收特點，研發出了對應太陽能復雜全過程的科學利用系統，能夠達到：充分利用太陽能，持續利用多元能，聚合發揮高效能的實用效果。并在四年多的實際應用中得到了-30℃～50℃的嚴酷環境驗證，達到了全年平均節能率80%。實現了新能源在熱水、供熱、烘干的民生化、工業化,以及在生態農業、生態建筑等學科領域良好應用的目標。
一、太陽能異聚態的概念：是太陽能從輻射到滲入各種物態載體中，全過程能量形式多元化架構分布的關聯存在形式，即以太陽能特性為基礎，以太陽能電磁波輻射全過程能量的復雜多元化為對象，抓住多元異族形式能量的分布、存在特點進行解析，實現系統化、系列化、協調化利用太陽能。
二、太陽能異聚態熱利用系統的原理：根據太陽能異聚態特性及與環境的相互影響，通過建立路徑到地球載體的物理模型和熱能關系，利用逆卡諾原理，創造持續的負能量場，滿足多元能量高效聚合吸收，達到太陽輻射能轉化后的多元形式能量互補利用，并且常態化。（詳見圖示1）
圖示1 太陽能異聚態負能量場高效原理圖
三、太陽能異聚態熱利用系統的架構：以逆卡諾循環四大部件、兩大區域為基礎，通過不斷研究創新，完成了五大部件、三大區域的機理和功能突破，實現了傳統逆卡諾牽制性節流方式向異聚態功能性節流方式的升級、進化和發展，對低溫取熱、高效供熱模型和機理的建立奠定了理論基礎。（詳見圖示2）
圖示2 太陽能異聚態理論架構圖
計算模塊的創立，保證了系統能量與流量關系的協調性。通過計算模塊流量的分配作用，達到大流量小能量，小流量大能量，實現冷凝未盡熱量的充分回收和減少管路熱量損失的雙重效果。
聚熱板管路設計的科學分布，是流體力學原理界面效率，工質流蒸發與激發關系解析的美學表達。通過對工質流的量子化分析與解析，將低溫蒸發的線性關系與高溫激發的函數關系科學的應用在吸熱全過程，達到能量吸收的均布利用與充分利用。還實現了50KG/cm2內壓不變形、80 KG/cm2內壓不爆破，顛覆了傳統板16 KG/cm2標準極限承壓力。保證了該系統運行的安全性和可靠性。
四、太陽能異聚態熱利用系統的特點：
1、充分利用太陽能，持續利用多元化、聚合發揮高效能。
2、該系統是傳統太陽能集熱方式和間接利用太陽的空氣源熱泵、水源熱泵等提熱方式的補充、完善和升級，顛覆了原有技術局部思維利用太陽能的缺陷，實現了全過程、全方位、多形態利用太陽能技術的突破。
五、太陽能異聚態熱利用系統的實用功能：
1、家用熱水系統：可以全天候滿足家庭洗浴用水,與電熱水器相比全年節能率80%，安全性100%，百葉式聚熱板可以實現與建筑的良好對接，替代陽臺護欄，空調外機室百葉通孔等。
2、熱水工程：可以滿足工業、農業、洗浴中心、酒店用水、游泳池等大型用熱水的場所，全年平均節能率80%。
3、采暖供熱：可以實現建筑家居的供熱。適應-30℃環境取熱供熱。環境溫度-15℃以上時平均能效比COP≥3.15,平均節能率≥70%。
4、制冷：制冷能效比COP≥3.5，又可與光伏對接，提高光伏組件轉化效率。
5、烘干：可以烘干煙葉、茶葉、紅棗、藥材、干果等，對提高烘干物的內在品質有特殊的健康意義。
6、大棚生態農業：通過加熱基液實現農作物的逆季節生長(和中國農業科學院合作了3年)
7、沼氣系統：通過和山西省農業廳合作，提升沼氣的冬季產氣率，效果良好。
8、太陽能異聚態建筑構件化：是該技術實現由能源系統向建筑系統的功能轉變，體現服務對象的元素特征。
六、太陽能異聚態熱利用系統的應用條件：
1、環境溫度在-30℃～50℃之間。
2、除顏色要求白色以外的建筑。
3、充足的安裝場地。
七、太陽能異聚態熱利用系統的優勢與特點：
1、對太陽能全過程多元化利用，節能率高。
2、應用范圍廣。
3、系統靈活性高，聚熱板可矩陣式大體量供熱。可微型作為裝飾元素應用，是建筑一體化的理想系統和構件。
4、功能多樣化，可以熱回收，循環利用，與同類設備系統易于對接，功能外延大，不排外。
八、太陽能異聚態熱利用系統的技術及產品實踐：本技術2006年研發，經歷了各種氣候和應用領域考驗、技術成熟、掌控可靠，在甘肅和北京安裝了幼兒園、酒店、辦公樓、農業設施等場所。
九、太陽能異聚態熱利用系統的技術及所形成的各類系統應用模塊、市場前景巨大。預計可實現每年1000億的市場規模。
十、太陽能異聚態熱利用系統的應用案例
1.家用熱水系統
項目名稱：浙江湖州科技創業園員工公寓120戶家用熱水項目
項目概況：該項目為每位用戶每天提供100L的55℃生活用熱水。此項目運行3年來平穩可靠，平均每天耗能為1度電。
2.熱水工程系統
項目名稱：北京海淀區某大型洗浴中心100噸工程熱水項目
項目概況：
該項目全天候為用戶每天提供100噸55℃的洗浴熱水。此項目共配置太陽能異聚態循環主機PRTC920型11臺，聚熱板176塊。項目實施后，每天可為用戶單位節省電量4340.97kWh，減少1.31tce的排放量以及3.46tCO2，全年可為用戶單位節省電量1584454.1kWh，減少474.5tce的排放量以及1262.9tCO2，預計2.5年左右收回初投成本。
3.采暖工程
項目名稱：北京同仁堂沙河庫5609平采暖項目
項目概況：
對其庫區內辦公樓、平房采用太陽能異聚態采暖設備進行改造，主要以吸收太陽能、風能、雨能、電磁能中的熱量為5609㎡的建筑提供采暖，替代了兩臺20噸的傳統燃煤鍋爐設備。該建筑無保溫共配置太陽能異聚態循環主機PRTC460機組29臺，循環主機PRTC250機組2臺，循環主機PRTC150機組5臺，聚熱板J200共250塊。項目改造后，整個采暖季（100天計）可為用戶單位節省電量477185kWh，減少144 tce的排放量以及380 tCO2，預計2年左右收回初投成本。
4.制冷工程
項目名稱：河北涿州天福源餃子王2000平冷暖項目
項目概況：
該項目主要為用戶2000㎡的建筑解決冷暖需求。全天候滿足夏季制冷、冬季采暖的使用。此項目共配置太陽能異聚態循環主機PRTCL920型5臺，聚熱板80塊。項目實施后，整個采暖季（100天計）可為用戶單位節省電量15045kWh，減少45tce的排放量以及118.8tCO2，預計2.8年左右收回初投成本。
5.農業生態大棚
項目名稱：中國農科院順義區2000平采暖項目
項目概況：
該項目利用太陽能異聚態熱利用系統為2100㎡的西紅柿種植溫室大棚提供采暖。共配置太陽能異聚態循環主機PRTC920型2臺，聚熱板40塊。項目實施后，整個采暖季（100天計）可為用戶單位節省電量60179kWh，減少18tce的排放量以及48 tCO2，預計2年左右收回初投成本。
6.烘干項目
項目名稱：河北滄州2.5噸大棗烘干項目
項目概況：
該項目利用太陽能異聚態熱利用系統代替傳統的煤鍋爐烘干設備，每天烘干2.5噸的大棗。共配置太陽能異聚態循環主機PRC460-HG型2臺，聚熱板16塊。項目實施后，每天可為用戶單位節省電量300.9kWh，減少0.7tce的排放量以及1.85tCO2，預計2年左右收回初投成本。
7.沼氣增溫項目
項目名稱：山西太原500立方米沼氣增溫產氣項目
項目概況：
該項目利用太陽能異聚態熱利用系統代替傳統的煤鍋爐設備，共配置太陽能異聚態循環主機PRTC460型2臺，聚熱板16塊。采用新能源技術增溫生產沼氣，產氣率及沼肥產量較往年冬季有明顯提升。 日產氣量由之前的200 m³上升到500m³，每天沼氣直接增加經濟收入600元，且實現無污染無排放。(對比數據詳見表1)
表1 沼氣增溫產氣方式對比表
8.甘南州暖炕項目
項目名稱：甘南州生態文明小康村暖炕項目
為加快推進甘南州“綠色發展”步伐，提高農牧村清潔能源使用效率，有效改善農牧村生活條件，全面提升甘南州生態文明小康村建設水平。2015年12月與州人民政府簽訂了太陽能異聚態熱利用系統戰略合作協議，借助太陽能異聚態熱利用產品的優勢，將太陽能異聚態熱利用與甘南州生態文明小康村建設有效結合，對甘南州農牧村傳統的火炕、熱水等設備進行節能改造，全面改善農牧民生活居住環境，提升生活質量和品味。
目前，太陽能異聚態暖炕系統和家用熱水系統在甘南州的試點工作已經完成7個村子，約1000戶居民的安裝使用。每天平均運行費用在1.2-1.5度電左右/炕。可參見附圖一。
一、太陽能異聚態的概念：是太陽能從輻射到滲入各種物態載體中，全過程能量形式多元化架構分布的關聯存在形式，即以太陽能特性為基礎，以太陽能電磁波輻射全過程能量的復雜多元化為對象，抓住多元異族形式能量的分布、存在特點進行解析，實現系統化、系列化、協調化利用太陽能。
二、太陽能異聚態熱利用系統的原理：根據太陽能異聚態特性及與環境的相互影響，通過建立路徑到地球載體的物理模型和熱能關系，利用逆卡諾原理，創造持續的負能量場，滿足多元能量高效聚合吸收，達到太陽輻射能轉化后的多元形式能量互補利用，并且常態化。（詳見圖示1）
圖示1 太陽能異聚態負能量場高效原理圖
三、太陽能異聚態熱利用系統的架構：以逆卡諾循環四大部件、兩大區域為基礎，通過不斷研究創新，完成了五大部件、三大區域的機理和功能突破，實現了傳統逆卡諾牽制性節流方式向異聚態功能性節流方式的升級、進化和發展，對低溫取熱、高效供熱模型和機理的建立奠定了理論基礎。（詳見圖示2）
圖示2 太陽能異聚態理論架構圖
計算模塊的創立，保證了系統能量與流量關系的協調性。通過計算模塊流量的分配作用，達到大流量小能量，小流量大能量，實現冷凝未盡熱量的充分回收和減少管路熱量損失的雙重效果。
聚熱板管路設計的科學分布，是流體力學原理界面效率，工質流蒸發與激發關系解析的美學表達。通過對工質流的量子化分析與解析，將低溫蒸發的線性關系與高溫激發的函數關系科學的應用在吸熱全過程，達到能量吸收的均布利用與充分利用。還實現了50KG/cm2內壓不變形、80 KG/cm2內壓不爆破，顛覆了傳統板16 KG/cm2標準極限承壓力。保證了該系統運行的安全性和可靠性。
四、太陽能異聚態熱利用系統的特點：
1、充分利用太陽能，持續利用多元化、聚合發揮高效能。
2、該系統是傳統太陽能集熱方式和間接利用太陽的空氣源熱泵、水源熱泵等提熱方式的補充、完善和升級，顛覆了原有技術局部思維利用太陽能的缺陷，實現了全過程、全方位、多形態利用太陽能技術的突破。
五、太陽能異聚態熱利用系統的實用功能：
1、家用熱水系統：可以全天候滿足家庭洗浴用水,與電熱水器相比全年節能率80%，安全性100%，百葉式聚熱板可以實現與建筑的良好對接，替代陽臺護欄，空調外機室百葉通孔等。
2、熱水工程：可以滿足工業、農業、洗浴中心、酒店用水、游泳池等大型用熱水的場所，全年平均節能率80%。
3、采暖供熱：可以實現建筑家居的供熱。適應-30℃環境取熱供熱。環境溫度-15℃以上時平均能效比COP≥3.15,平均節能率≥70%。
4、制冷：制冷能效比COP≥3.5，又可與光伏對接，提高光伏組件轉化效率。
5、烘干：可以烘干煙葉、茶葉、紅棗、藥材、干果等，對提高烘干物的內在品質有特殊的健康意義。
6、大棚生態農業：通過加熱基液實現農作物的逆季節生長(和中國農業科學院合作了3年)
7、沼氣系統：通過和山西省農業廳合作，提升沼氣的冬季產氣率，效果良好。
8、太陽能異聚態建筑構件化：是該技術實現由能源系統向建筑系統的功能轉變，體現服務對象的元素特征。
六、太陽能異聚態熱利用系統的應用條件：
1、環境溫度在-30℃～50℃之間。
2、除顏色要求白色以外的建筑。
3、充足的安裝場地。
七、太陽能異聚態熱利用系統的優勢與特點：
1、對太陽能全過程多元化利用，節能率高。
2、應用范圍廣。
3、系統靈活性高，聚熱板可矩陣式大體量供熱。可微型作為裝飾元素應用，是建筑一體化的理想系統和構件。
4、功能多樣化，可以熱回收，循環利用，與同類設備系統易于對接，功能外延大，不排外。
八、太陽能異聚態熱利用系統的技術及產品實踐：本技術2006年研發，經歷了各種氣候和應用領域考驗、技術成熟、掌控可靠，在甘肅和北京安裝了幼兒園、酒店、辦公樓、農業設施等場所。
九、太陽能異聚態熱利用系統的技術及所形成的各類系統應用模塊、市場前景巨大。預計可實現每年1000億的市場規模。
十、太陽能異聚態熱利用系統的應用案例
1.家用熱水系統
項目名稱：浙江湖州科技創業園員工公寓120戶家用熱水項目
項目概況：該項目為每位用戶每天提供100L的55℃生活用熱水。此項目運行3年來平穩可靠，平均每天耗能為1度電。
2.熱水工程系統
項目名稱：北京海淀區某大型洗浴中心100噸工程熱水項目
項目概況：
該項目全天候為用戶每天提供100噸55℃的洗浴熱水。此項目共配置太陽能異聚態循環主機PRTC920型11臺，聚熱板176塊。項目實施后，每天可為用戶單位節省電量4340.97kWh，減少1.31tce的排放量以及3.46tCO2，全年可為用戶單位節省電量1584454.1kWh，減少474.5tce的排放量以及1262.9tCO2，預計2.5年左右收回初投成本。
3.采暖工程
項目名稱：北京同仁堂沙河庫5609平采暖項目
項目概況：
對其庫區內辦公樓、平房采用太陽能異聚態采暖設備進行改造，主要以吸收太陽能、風能、雨能、電磁能中的熱量為5609㎡的建筑提供采暖，替代了兩臺20噸的傳統燃煤鍋爐設備。該建筑無保溫共配置太陽能異聚態循環主機PRTC460機組29臺，循環主機PRTC250機組2臺，循環主機PRTC150機組5臺，聚熱板J200共250塊。項目改造后，整個采暖季（100天計）可為用戶單位節省電量477185kWh，減少144 tce的排放量以及380 tCO2，預計2年左右收回初投成本。
4.制冷工程
項目名稱：河北涿州天福源餃子王2000平冷暖項目
項目概況：
該項目主要為用戶2000㎡的建筑解決冷暖需求。全天候滿足夏季制冷、冬季采暖的使用。此項目共配置太陽能異聚態循環主機PRTCL920型5臺，聚熱板80塊。項目實施后，整個采暖季（100天計）可為用戶單位節省電量15045kWh，減少45tce的排放量以及118.8tCO2，預計2.8年左右收回初投成本。
5.農業生態大棚
項目名稱：中國農科院順義區2000平采暖項目
項目概況：
該項目利用太陽能異聚態熱利用系統為2100㎡的西紅柿種植溫室大棚提供采暖。共配置太陽能異聚態循環主機PRTC920型2臺，聚熱板40塊。項目實施后，整個采暖季（100天計）可為用戶單位節省電量60179kWh，減少18tce的排放量以及48 tCO2，預計2年左右收回初投成本。
6.烘干項目
項目名稱：河北滄州2.5噸大棗烘干項目
項目概況：
該項目利用太陽能異聚態熱利用系統代替傳統的煤鍋爐烘干設備，每天烘干2.5噸的大棗。共配置太陽能異聚態循環主機PRC460-HG型2臺，聚熱板16塊。項目實施后，每天可為用戶單位節省電量300.9kWh，減少0.7tce的排放量以及1.85tCO2，預計2年左右收回初投成本。
7.沼氣增溫項目
項目名稱：山西太原500立方米沼氣增溫產氣項目
項目概況：
該項目利用太陽能異聚態熱利用系統代替傳統的煤鍋爐設備，共配置太陽能異聚態循環主機PRTC460型2臺，聚熱板16塊。采用新能源技術增溫生產沼氣，產氣率及沼肥產量較往年冬季有明顯提升。 日產氣量由之前的200 m³上升到500m³，每天沼氣直接增加經濟收入600元，且實現無污染無排放。(對比數據詳見表1)
表1 沼氣增溫產氣方式對比表
| 增溫方式 | 鍋爐增溫 | 異聚態增溫 |
| 熱量來源 | 煤 | 太陽能、自然能 |
| 熱利用率 | 77% | 100% |
| 初投費用 | 6萬元 | 10萬元 |
| 運行費用 | 5萬元 | 1.8萬 |
| 每天產氣量 | 200m³ | 500m³ |
| 每天直接經濟 | 400元 | 1000元 |
| 司爐工 | 1人 | 無 |
8.甘南州暖炕項目
項目名稱：甘南州生態文明小康村暖炕項目
為加快推進甘南州“綠色發展”步伐，提高農牧村清潔能源使用效率，有效改善農牧村生活條件，全面提升甘南州生態文明小康村建設水平。2015年12月與州人民政府簽訂了太陽能異聚態熱利用系統戰略合作協議，借助太陽能異聚態熱利用產品的優勢，將太陽能異聚態熱利用與甘南州生態文明小康村建設有效結合，對甘南州農牧村傳統的火炕、熱水等設備進行節能改造，全面改善農牧民生活居住環境，提升生活質量和品味。
目前，太陽能異聚態暖炕系統和家用熱水系統在甘南州的試點工作已經完成7個村子，約1000戶居民的安裝使用。每天平均運行費用在1.2-1.5度電左右/炕。可參見附圖一。
