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燃气驱动的空调装置最早出现在20世纪40年代的美国，最初仅仅局限于燃气吸收式、吸附式制冷和除湿设备。后来，由于全球性的能源危机，燃气机热泵迅速在美国、欧洲和日本等地发展起来。其中，欧洲以大中型燃气机热泵研究为主，主要用于供热；日本主要致力于小型家用型燃气热泵的应用。在国内，清华大学、天津大学、浙江大学、上海交通大学、西安交通大学、东南大学、中国科学院等高校和研究单位也对燃气机热泵开展了较为深入的研究。
燃气机热泵是利用燃气发动机驱动压缩机，通过燃气燃烧过程做功，整个机组仅风机等辅助部件耗电，同时回收发动机缸套余热和烟气余热的新型空调装置。
燃气热泵系统主要由燃气发动机、压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀组成，从热力循环角度看，燃气热泵与电热泵并无本质区别，结构上的不同之处在于燃气热泵是用燃气发动机取代了电动机，同时为了回收发动机缸套和排烟余热而增加了余热回收系统。夏季室内换热器是蒸发器，将热量转移至室外散热；冬季室外换热器是蒸发器，从环境中提取热量用于为室内供热，由四通换向阀进行工况的转换。冷却水回收的发动机和排烟余热，冬季可用于除霜和辅助供热。
相比于普通的电热泵和燃气或燃煤锅炉，燃气机热泵具有3个明显的优势：
（1）由于回收利用燃气机的缸套余热和烟气余热，系统的供热量和一次能源利用率明显提高。
（2）通过改变燃气机的转速可以间接改变压缩机转速，能够更有效地匹配负荷变化。
（3）由于燃气机热泵具有更高的能源利用率，因此在满足同样热负荷的情况下，燃气机热泵的能耗和二氧化碳排放的更少。其次燃气机热泵还具有易于除霜、改善电力与燃气的峰谷平衡、容量调节容易等优点。
燃气热泵在国内的应用已超过10年，因燃气热泵机组单机功率较大，多应用于大中型公共建筑。在热负荷占优的北方地区，燃气热泵制热工况下可以较高的部分负荷率运行，机组效率高。
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