随着社会文明的不断进步,人类对能源的需求量也逐渐增大,但常规能源已日渐枯竭,发展可再生能源成为当务之急。可再生能源中,太阳能因其方便和安全得到了广泛应用。目前的太阳能利用装置中最普遍的是太阳能热水器,但其运行温度低(不超过100摄氏度),所收集的热能仅可用于加热生活用水,很难转化为机械能用作它用。为此,文中提出了一种新型回热型双活塞热机,可将太阳能或其他低品质热能转化为势能,在较小的温差下吸热做功,同时,该热机能够实现连续泵水,为夏季抗旱提供了一种有效手段。文中根据热机使用环境和条件,完成了回热型双活塞热机的泵水系统、换热系统、控制系统设计。根据冷凝侧面积最小准则确定了泵水系统中缸体的直径大小;通过热力学计算完成换热系统中换热器和冷凝器设计;根据热机运行原理完成了控制系统的软硬件设计,达到对热机中各个阀门的准确开闭。针对回热型双活塞热机的工作过程,分析了热机的工作原理,建立了热机循环系统的热力学模型。根据回热型双活塞热机的工作条件设定,对比分析了四种低沸点工质的热力学性能。考虑的工质包括:甲醇、丙酮、R113(三氯三氟乙烷)和R141b(一氟二氯乙烷)。理论分析表明四种工质的热效率相差不大,结合环保和安全性能评估,认为甲醇和丙酮是四种工质中比较适合回热型双活塞热机循环系统使用的工质。随后,针对两种工质对系统的热效率以及循环周期的影响进行了分析。搭建了回热型双活塞热机的实验台架,采用甲醇工质对系统进行了实验。通过数据采集系统收集实验数据并对其进行分析,得到的部分结果与热机的理论预测趋势相符合。实验测得热机最大泵水流量265L/h,因为热机保温不够理想,导致实际循环热效率为0.45%。最后根据理论计算和实验结果,做出了总结并提出了低温热机的一个发展方向。