哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘要
随着国家经济快速发展，我国对能源消耗和环境污染问题十分关注，一次
能源消费结构不断调整，采用清洁能源进行供暖不断深入推进，因此，空气源
热泵得到了快速发展。我国目前空气源热泵主要以电能驱动压缩机，其虽然节
能高效，但存在加剧电力短缺、低温工况制热能力降低、冬季结除霜情况严重
等缺点。燃气发动机驱动空气源热泵机组（以下简称燃气热泵）可有效的缓解
电动热泵存在的问题。
首先介绍了燃气热泵现场实测实验台的搭建。燃气热泵机组通过改造与原
供暖系统的燃气锅炉并联运行，采用多种实验仪器对燃气热泵机组供暖实验的
运行参数进行数据采集，并给出数据处理方法及误差分析。本文主要对燃气热
泵机组的供暖性能、余热回收效果、环保性能三方面进行研究。
通过分析燃气热泵供暖性能实验数据。结果表明，在测试期间，室外温度
为-27.1~18.3℃，机组仅出现几次停止制热。室内温度多数维持在18~24℃。
机组在室外温度过低时，制热能力受限，但机组平均一次能源利用率PER和
制热性能系数COP分别为1.05和2.59，最大PER和COP分别为1.83和
4.28，达到了较好的供暖性能。机组在测试期间仅出现3次结除霜情况，结除
霜期间机组平均PER为1.00，室外机翅片管表面的除霜比较彻底。
通过对机组余热回收效果进行评价，发现机组的主要余热回收量来源于废
热回收器，蓄能器热交换器主要作用是保证压缩机进口的制冷剂存在过热度。
机组余热回收总量最高达到40.94kW，余热回收总量与燃气消耗功率的平均比
值为0.498，最高可达0.815，机组展示了较好的余热回收效果。机组未对烟
气余热回收，但烟气温度较高，具有一定回收价值。
此外，本文还对机组的环保性能进行分析，从烟气排放和噪声两个角度进
行评价。CO质量分数ω（CO）符合国家标准，而ω（NOx）偏高，烟气排放
主要受燃气消耗量、过量空气系数、发动机转速的影响。从降低污染物排放的
角度来说，过量空气系数宜维持在1.40左右。随着转速的增加，ω（NOx）和
ω（CO）都呈先下降后升高的趋势，最小值均出现在1250r/min左右。多数噪
声测量结果低于65dB（A），少量结果偏高，噪声随发动机转速的增加呈现上
升趋势。
本研究对燃气热泵机组的推广和改进具有参考意义，同时也为燃气热泵烟
气排放及噪声提供优化支撑。
关键词:燃气热泵；现场实测；供暖性能；余热回收；烟气排放
-I-
哈尔滨工业大学硕士学位论文
Abstract
Withthefastgrowthofourcountry’seconomy,Chinaisveryconcerned
aboutpollutionoftheenvironmentandenergyconsumption.Theconsumption
structureofprimaryenergyisconstantlyadjusted,andadoptingcleanenergyfor
supplyheatingiscontinuouslypromoted.Therefore,ASHPhasdeveloped
rapidly.Atpresent,ASHPinChinamainlyuseselectricenergytodrivethe
compressor.Althoughitisenergy-savingandefficient,ithasthedisadvantages
ofexacerbatingpowershortage,