近日，中国科学院广州能源研究所储能技术研究室冯自平研究员团队在燃气热泵（GHP）冷热联供技术方面取得研究进展。相关成果以研究论文形式发表于制冷领域国际学术期刊International Journal of Refrigeration。
燃气热泵（Gas Engine-driven Heat Pump，GHP）是一种使用清洁能源天然气的先进热泵技术，单一系统可实现制冷、供暖及生活热水等多种功能，在制冷或供暖模式下均可通过构建分布式能源系统实现能源的梯级利用，系统的综合一次能源利用率（PER）相比电热泵得到显著提高。
研究团队建立了国内首套使用燃气发动机驱动R410A开式涡旋压缩机的超高能效空气源燃气热泵系统，开展了夏季制冷运行期间附带制备免费生活热水的性能研究，考察了多因素对制冷运行期间热泵制冷及余热回收获取免费生活热水特性的影响。研究发现：（1）GHP系统的PER由热泵能效比（Coefficient of Performance, COP）和发动机热效率ηeng共同决定，在高温制冷模式下由于ηeng的提高，PER的衰减程度明显小于COP，体现了GHP系统优良的高温制冷特性。（2）在低发动机转速下，ηeng的影响大于COP，PER逐步增加；而在高发动机转速下，ηeng的影响小于COP，PER则呈现降低的趋势。（3）在出水温度、发动机转速和环境温度三因素中，发动机转速与环境温度对生活热水余热回收量影响更显著，出水温度与发动机转速对制冷量影响更显著，而出水温度与环境温度对PER影响更显著。（4）GHP系统制冷运行具有良好的余热回收效果，余热回收率可达78.81%，相较于传统的制冷运行无余热回收的GHP系统，PER提高31.49%以上。
GHP系统由于耗电量低而无需电力增容，用电量不到电热泵的十分之一，在夏季可显著降低高峰电力负荷，可有效缓解近年来我国多省工业区出现的大规模电力供应紧缺问题，有助于在民用及工商业供冷供暖能源消耗中实现多能互补的合理布局。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2022.10.017
燃气热泵冷热联供系统图
燃气热泵冷热联供实验平台