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随着能源供应日益紧张,节能、降耗、提高能源利用效率越来越引起人们重视,余热利用是节能增效的重要措施。在燃气热泵系统中,发动机是整个系统的动力源,发动机以天然气作为直接能源输入,在向压缩机输出轴功的同时,产生大量的热量,其中一部分被排气带走,释放到环境中,另一部分被缸套的冷却水带走。基于节约能源和能量回收的原则,可以在燃气热泵系统中加一个辅助水系统,回收这一部分热量。本课题通过对太阳能燃气热泵供暖系统各个部件的模拟研究,分析燃气热泵与套缸冷却器、排烟换热器的匹配关系,余热回收后系统的效率及一次能源利用率。选定沈阳市某小区一基础民用住宅建筑,根据基础建筑负荷,对整个系统进行了选型设计,包括太阳能集热器面积确定,蓄热水箱容积量确定,燃气发动机选型以及热泵选型等准备工作。利用Matlab软件分别建立发动机、套缸冷却器和排烟换热器的模型,模拟得到了发动机气缸内燃料燃烧的放热量,通过汽缸壁面、活塞及汽缸盖的传热量占总热量的33%左右,排烟带走的热量占总热量的31%左右。通过不同发动机转数与不同冷却水温度下缸套冷却带走的热量的对应关系,得到发动机每增加l00r/min,所需的冷却水流量增加0.285～1.21g/s,可使循环供暖水温度增加2～5℃,循环水温度增加为47～50℃。以额定功率为基础,排烟废热回收率为0.7时,可获得最大的能源利用,且需控制排烟换热器的阻力小于190.27kPa。发动机转数每增加1OOr/min,余热回收器的面积需增加0.173 m2。套缸冷却回收的热量可以使整个发动机的效率提高29.1%～32%。设定系统最终排到大气内的烟气温度为200℃,排烟余热回收器可使发动机效率提高18.7%～22.63%。余热回收后发动机的效率可达到77.85%～84.25%。本系统经余热回收后,一次能源利用率PER最高可达到1.96。余热回收型燃气热泵机组与非余热回收性机组相比,在1.33年内初投资和运行费用相同,若本系统可运行25年,则余热回收型燃气热泵机组可节约138.4万。太阳能燃气热泵供暖系统的余热回收技术可以提高整个系统的效率、一次能源利用率。在本系统中天然气既提供动力又提供热源,节省了电能,降低了排烟温度,减少了环境的污染。