CN106595122A - 串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法，包括并联模式和串联模式。环境温度较高时，复合热泵供热系统开启并联模式，用户回水分成两路，一路回水通过连接管依次被第一冷凝器、缸套换热器，烟气换热器加热；另一路回水通过连接管依次通过第一阀门、第二水泵、吸收器、第二冷凝器，第四阀门与前一路热水混合。环境温度较低时，复合热泵供热系统开启串联模式，用户回水依次被第一冷凝器、缸套换热器、烟气换热器加热，形成用户供水。本方法不但能大大提高系统整体的制热量，同时还可以降低烟气的排放温度。

Description

串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法
技术领域
本发明涉及一种复合式热泵供热方法，尤其涉及一种串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法。
背景技术
燃气发动机驱动型压缩式热泵系统以天然气或沼气等清洁能源作为燃料，通过燃气发动机驱动压缩机实现制热循环。其优点是可充分回收燃气发动机缸套和烟气余热，从而提高燃气发动机驱动型压缩式热泵系统一次能源利用率。但燃气发动机余热直接经过热交换方式用于辅助供暖或制备生活热水，存在着巨大的不可逆损失。
在现有的技术中，有燃气发动机动力驱动的压缩式热泵与燃气发动机余热驱动的吸收式热泵复合的热泵系统(申请号：CN201620123449.1和CN201610087543.0)，可充分利用燃气发动机余热，降低烟气的排放温度，从而实现燃气的高效利用。但是，该复合型热泵系统随着室外环境空气温度的降低，压缩机耗功增加，制热能力大幅衰减，严重限制了燃气发动机驱动型复合热泵系统的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可有效缓解燃气发动机驱动型热泵系统因室外环境温度降低产生的性能衰减的串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法。
本发明的串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法，它包括以下步骤：
在室外空气温度高于Topt时，采用并联模式运行，具体过程为：燃气发动机驱动压缩机将压缩式热泵系统制冷剂压缩成55～75℃的气态，气态制冷剂经过油分离器分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器与用户回水换热之后进入储液器，压力为1.49～2.37MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀节流膨胀之后变为-15～5℃的气液两相制冷剂，-15～5℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器吸收热量变成气态制冷剂，气态制冷剂再经停止工作的辅助蒸发器以及气液分离器之后再进入压缩机，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器的驱动热源，之后烟气经烟气换热器与用户回水换热之后通过排烟出口排出，发生器中的氨-盐溶液被加热生成130～170℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器进入吸收器，所述氨蒸气在第二冷凝器中被用户回水降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀节流膨胀之后进入第二蒸发器并吸收外部热量之后变成130℃～170℃的氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器与来自发生器的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器，如此完成吸收式热泵系统循环；来自用户回水经第一水泵之后分成两路，一路经第一阀门由第二水泵抽取进入吸收器中与氨-盐溶液换热，换热之后再进入第二冷凝器中与氨蒸气换热，之后经第四阀门和另一路回水形成用户供水；所述的另一路回水依次被第一冷凝器、缸套换热器、烟气换热器加热之后与前一路热水混合，形成用户供水，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统并联模式循环；
在室外空气温度低于Topt时，采用串联模式运行，具体过程为：燃气发动机驱动压缩机将压缩式热泵系统制冷剂压缩成55～75℃的气态，气态制冷剂经过油分离器分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器与用户回水换热之后进入储液器，压力为1.49～2.37MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀的节流膨胀之后变为-20～-6℃的气液两相制冷剂，-20～-6℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器和辅助蒸发器吸收热量后变成气态制冷剂，气态制冷剂经过气液分离器之后再进入压缩机，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器的驱动热源，之后烟气经烟气换热器与用户回水换热之后通过排烟出口排出，发生器中的氨-盐溶液被加热生成130～170℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器进入吸收器；所述氨蒸气在第二冷凝器中被用户回水降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀节流膨胀之后进入第二蒸发器并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器与来自发生器的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器，如此完成吸收式热泵系统循环；循环水经辅助蒸发器后通过第二阀门经第二水泵加压至吸收器，再经过第二冷凝器加热之后通过第三阀门进入辅助蒸发器，在辅助蒸发器内循环水热量被循环工质吸收，完成吸收式热泵水路循环；用户回水依次被第一冷凝器、缸套换热器、烟气换热器加热，形成用户供水，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统串联模式循环；
所述的Topt为系统模式切换时的最佳环境空气温度，其值在-10～0℃之间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
其一，燃气发动机驱动型压缩式热泵耦合吸收式热泵之后，不但能大大提高系统整体的制热量，同时还可以降低烟气的排放温度，从而实现燃气的高效清洁利用；其二，本发明还具有串并联模式切换的特点。在室外环境温度较高时采用两种热泵并联供热，在室温环境温度较低时采用吸收式热泵产生的热水作为压缩式热泵的辅助蒸发热源的串联方式供热，提高了压缩式子系统循环的蒸发温度，从而减少了压缩机耗功，提高了系统性能特性，大大扩展了所述复合热泵供热系统的应用范围。
附图说明
图1是本发明的串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法在并联模式时的实施示意图；
图2是串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法在串联模式时的实施示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。
如附图所示的本发明的串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法，它包括以下步骤：
如图1所示在室外空气温度高于Topt时，串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为并联模式，此时，第一阀门18、第四阀门21开启，第二阀门19、第三阀门20关闭。
天然气通过燃气发动机燃气供气管入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成55～75℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机2，制冷剂经过第一冷凝器4与用户(供暖或热水)回水C换热之后进入储液器5，压力为1.49～2.37MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6节流膨胀之后变为-15～5℃的气液两相制冷剂，-15～5℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器7吸收热量变成气态制冷剂，气态制冷剂再经停止工作的辅助蒸发器8以及气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与用户(供暖或热水)回水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成130～170℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15，所述氨蒸气在第二冷凝器14中被用户(供暖或热水)回水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵24加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；来自用户(供暖或热水)回水C经第一水泵22之后分成两路，一路经第一阀门18由第二水泵23抽取进入吸收器15中与氨-盐溶液换热，换热之后进入第二冷凝器14与氨蒸气换热之后经第四阀门21和另一路回水形成用户(供暖或热水)供水D；所述的另一路回水依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热之后与前一路热水混合，形成用户(供暖或热水)供水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统并联模式循环。
如图2所示，在室外空气温度低于Topt时，本发明串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为串联模式，此时，第二阀门19、第三阀门20开启，第一阀门18、第四阀门21关闭。
天然气通过燃气发动机燃气供气管入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成55～75℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与用户(供暖或热水)回水C换热之后进入储液器5，压力为1.49～2.37Mpa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6的节流膨胀之后变为-20～-6℃的气液两相制冷剂，-20～-6℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器7和辅助蒸发器8吸收热量后变成气态制冷剂，气态制冷剂经过气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与用户(供暖或热水)回水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成130～170℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15；所述氨蒸气在第二冷凝器14中被用户(供暖或热水)回水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；循环水经辅助蒸发器8后通过第二阀门19经第二水泵23加压至吸收器15，再经过第二冷凝器14加热之后通过第三阀门20进入辅助蒸发器8，在辅助蒸发器8内循环水热量被制冷剂吸收，完成吸收式热泵水路循环；用户(供暖或热水)回水C依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热，形成用户(供暖或热水)供水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统串联模式循环。
所述的用户(供暖或热水)回水为需要加热的冷水，其温度在供暖时在35～40℃左右，在提供生活热水时其温度为用户提供的冷水源的温度。
所述的Topt为系统模式切换时的最佳环境空气温度，其值在-10～0℃之间，具体数值应按照该系统所处地域的气象参数等因素来确定。其所处地域冬季平均室外空气温度越高，其值相对越大，其所处地域冬季平均室外空气温度越小，其值越小。
本发明中，压缩式热泵部分的循环工质可为R134a、R22、R407C、R410A等常见制冷剂，吸收式热泵部分的氨-盐工质对为NH3-LiNO3或NH3-NaSCN。
作为实现本发明方法的一种装置结构，如图1和图2所示，它包括燃气发动机部分、压缩式热泵部分、吸收式热泵部分、制热供回水部分。
所述燃气发动机部分包括燃气发动机1，所述的燃气发动机1通过缸套循环水管与缸套换热器10连接，所述的燃气发动机1通过排烟管与烟气换热器11相连。
所述压缩式热泵部分包括压缩机2，所述的压缩机2转轴与所述的燃气发动机1转轴通过皮带相连，所述的压缩机2的制冷剂出口通过第一连接管依次与油分离器3、第一冷凝器4、储液器5、第一膨胀阀6、第一蒸发器7、辅助蒸发器8、气液分离器9、所述压缩机制冷剂入口相连。
所述吸收式热泵部分包括发生器13，所述发生器13与第二冷凝器14入口相通，所述第二冷凝器14的出口通过第二连接管与第二膨胀阀17和第二蒸发器16连接。所述的发生器13出口通过第三连接管与溶液热交换器12和吸收器15的入口相连，所述的吸收器15的出口通过第四连接管与溶液泵24、所述溶液热交换器12、所述发生器13的入口相连。
所述制热供回水部分分成两种情况：
所述制热供回水部分在环境温度高于Topt时，所述用户(供暖或热水)回水C分成两路。一路回水通过第五连接管依次通过所述第一冷凝器4，所述缸套换热器10，所述烟气换热器11与用户相连；另一路用户(供暖或热水)回水通过第六连接管依次通过第一阀门18，第二水泵23，吸收器15，第二冷凝器14，第四阀门21与用户相连。
所述制热供回水部分在环境温度低于Topt时，所述用户(供暖或热水)回水C通过第五连接管依次连通第一水泵22、第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11；所述吸收式热泵热水通过第六连接管依次通过所述吸收器15，第二冷凝器14，第三阀门20，辅助蒸发器8，第二阀门19，第二水泵23完成一个封闭循环。
实施例1
在温暖地区，以地暖辐射供暖为例，热用户回水温度为35℃，其模式切换时的最佳环境空气温度为0℃时，具体控制方法如下：
室外空气温度高于等于0℃时,串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为并联模式。当环境温度为10℃时，具体过程为：天然气和空气通过燃气发动机天然气和空气入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成75℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与用户供暖回水C换热之后进入储液器5，压力为2.37MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6节流膨胀之后变为5℃的气液两相制冷剂，5℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器7吸收热量变成气态制冷剂，气态制冷剂再经停止工作的辅助蒸发器8以及气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与用户供暖回水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成170℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15，所述氨蒸气在第二冷凝器14中被用户供暖回水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵24加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；来自用户供暖回水C经第一水泵22之后分成两路，一路经第一阀门18由第二水泵23抽取进入吸收器15中换热，换热之后再进入第二冷凝器14中与氨蒸气换热，之后经第四阀门21和另一路回水形成用户供暖供水D；所述的另一路回水依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热之后与前一路热水混合，形成用户供暖供水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统并联模式循环。
在室外空气温度低于0℃时，本发明串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为串联模式。当环境温度为-1℃时，具体过程为：天然气和空气通过燃气发动机天然气和空气入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成75℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与用户供暖回水C换热之后进入储液器5，压力为2.37MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6的节流膨胀之后变为-6℃的气液两相制冷剂，-6℃的气液两相气液两相的制冷剂从第一蒸发器7和辅助蒸发器8吸收热量后变成气态制冷剂，气态制冷剂经过气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与用户供暖回水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成170℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15；所述氨蒸气在第二冷凝器14中被用户供暖回水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；循环水经辅助蒸发器8后通过第二阀门19经第二水泵23加压至吸收器15，再经过第二冷凝器14加热之后通过第三阀门20进入辅助蒸发器8，在辅助蒸发器8内循环水热量被制冷剂吸收，完成吸收式热泵水路循环；用户供暖回水C依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热，形成用户供暖供水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统串联模式循环。
供水温度为45℃，此时串联模式比并联模式系统整体制热量提高20％左右，一次能源利用率可提高30％左右。
实施例2
在寒冷地区，以地暖辐射供暖为例，回水温度为35℃，其模式切换时的最佳环境空气温度为-5℃时，具体控制方法如下：
室外空气温度高于等于-5℃时,串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为并联模式。当环境温度为-5℃时，具体过程为：天然气和空气通过燃气发动机天然气和空气入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成65℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与用户供暖回水C换热之后进入储液器5，压力为2.0MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6节流膨胀之后变为-10℃的气液两相制冷剂，-10℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器7吸收热量变成气态制冷剂，气态制冷剂再经停止工作的辅助蒸发器8以及气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与用户供暖回水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成150℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15，所述氨蒸气在第二冷凝器14中被用户供暖回水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵24加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；来自用户供暖回水C经第一水泵22之后分成两路，一路经第一阀门18由第二水泵23抽取进入吸收器15中换热，换热之后再进入第二冷凝器14中与氨蒸气换热，之后经第四阀门21和另一路回水形成用户供暖供水D；所述的另一路回水依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热之后与前一路热水混合，形成用户供暖供水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统并联模式循环。
在室外空气温度低于-5℃时，本发明串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为串联模式。当环境温度为-7℃时，具体过程为：天然气和空气通过燃气发动机天然气和空气入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成65℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与用户供暖回水C换热之后进入储液器5，压力为2.0MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6的节流膨胀之后变为-12℃的气液两相制冷剂，-12℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器7和辅助蒸发器8吸收热量后变成气态制冷剂，气态制冷剂经过气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与用户供暖回水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成150℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15；所述氨蒸气在第二冷凝器14中被用户供暖回水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；循环水经辅助蒸发器8后通过第二阀门19经第二水泵23加压至吸收器15，再经过第二冷凝器14加热之后通过第三阀门20进入辅助蒸发器8，在辅助蒸发器8内循环水热量被制冷剂吸收，完成吸收式热泵水路循环；用户供暖回水C依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热，形成用户供暖供水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统串联模式循环。
供水温度为45℃，此时串联模式比并联模式系统整体制热量提高30％左右，一次能源利用率可提高40％左右。
实施例3
在严寒地区，以地暖辐射供暖为例，热用户回水温度为35℃，其模式切换时的最佳环境空气温度为-10℃时，具体控制步骤如下：
室外空气温度高于等于-10℃时,串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为并联模式。当环境温度为-10℃时，具体过程为：天然气和空气通过燃气发动机天然气和空气入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成55℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与用户供暖回水C换热之后进入储液器5，压力为1.49MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6节流膨胀之后变为-15℃的气液两相制冷剂，-15℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器7吸收热量变成气态制冷剂，气态制冷剂再经停止工作的辅助蒸发器8以及气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与用户供暖回水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成130℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15，所述氨蒸气在第二冷凝器14中被用户供暖回水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵24加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；来自用户供暖回水C经第一水泵22之后分成两路，一路经第一阀门18由第二水泵23抽取进入吸收器15中换热，换热之后再进入第二冷凝器14中与氨蒸气换热，之后经第四阀门21和另一路回水形成用户供暖供水D；所述的另一路回水依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热之后与前一路热水混合，形成用户供暖供水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统并联模式循环。
在室外空气温度低于-10℃时，本发明串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为串联模式。当环境温度为-15℃时，具体过程为：天然气和空气通过燃气发动机天然气和空气入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成55℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与用户供暖回水C换热之后进入储液器5，压力为1.49MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6的节流膨胀之后变为-20℃的气液两相的制冷剂，-20℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器7和辅助蒸发器8吸收热量后变成气态制冷剂，气态制冷剂经过气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与用户供暖回水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成130℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15；所述氨蒸气在第二冷凝器14中被用户供暖回水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；循环水经辅助蒸发器8后通过第二阀门19经第二水泵23加压至吸收器15，再经过第二冷凝器14加热之后通过第三阀门20进入辅助蒸发器8，在辅助蒸发器8内循环水热量被制冷剂吸收，完成吸收式热泵水路循环；用户供暖回水C依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热，形成用户供暖供水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统串联模式循环。
供水温度为45℃，此时串联模式比并联模式系统整体制热量提高40％左右，一次能源利用率可提高50％左右。
实施例4
以供生活热水为例，此时用户回水C为自来水，其温度为4℃，系统模式切换的最佳环境空气温度为0℃，具体控制步骤如下：
室外空气温度高于等于0℃时,串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为并联模式。当环境温度为0℃时，具体过程为：天然气和空气通过燃气发动机天然气和空气入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成60℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与自来水C换热之后进入储液器5，压力为1.8MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6节流膨胀之后变为-5℃的气液两相制冷剂，-5℃的气液两相制冷剂从第一蒸发器7吸收热量变成气态制冷剂，气态制冷剂再经停止工作的辅助蒸发器8以及气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与自来水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成140℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15，所述氨蒸气在第二冷凝器14中被自来水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵24加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；来自自来水C经第一水泵22之后分成两路，一路经第一阀门18由第二水泵23抽取进入吸收器15中换热，换热之后再进入第二冷凝器14中与氨蒸气换热，之后经第四阀门21和另一路回水形成用户生活热水D；所述的另一路回水依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热之后与前一路热水混合，形成生活热水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统并联模式循环。
在室外空气温度低于0℃时，本发明串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法为串联模式。当环境温度为-1℃时，具体过程为：天然气和空气通过燃气发动机天然气和空气入口A进入燃气发动机1燃烧并为燃气发动机1提供动力，燃气发动机1驱动压缩机2将压缩式热泵系统制冷剂压缩成60℃的气态，气态制冷剂经过油分离器3分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器4与自来水C换热之后进入储液器5，压力为1.8MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀6的节流膨胀之后变为-6℃的气液两相制冷剂，-6℃的气液两相的制冷剂从第一蒸发器7和辅助蒸发器8吸收热量后变成气态制冷剂，气态制冷剂经过气液分离器9之后再进入压缩机2，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机1的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器13的驱动热源，之后烟气经烟气换热器11与自来水C换热之后通过排烟出口B排出，发生器13中的氨-盐溶液被加热生成140℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器12进入吸收器15；所述氨蒸气在第二冷凝器14中被自来水C降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀17节流膨胀之后进入第二蒸发器16并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器15中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器12与来自发生器13的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器13，如此完成吸收式热泵系统循环；循环水经辅助蒸发器8后通过第二阀门19经第二水泵23加压至吸收器15，再经过第二冷凝器14加热之后通过第三阀门20进入辅助蒸发器8，在辅助蒸发器8内循环水热量被制冷剂吸收，完成吸收式热泵水路循环；自来水C依次被第一冷凝器4、缸套换热器10、烟气换热器11加热，形成生活热水D，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统串联模式循环。
生活热水温度为50℃，此时，此时串联模式比并联模式系统整体制热量提高15％左右，一次能源利用率可提高20％左右。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，元件造型、连接方式不经创造性的设计，与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法，其特征在于包括以下步骤：
在室外空气温度高于Topt时，采用并联模式运行，具体过程为：燃气发动机驱动压缩机将压缩式热泵系统制冷剂压缩成55～75℃的气态，气态制冷剂经过油分离器分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器与用户回水换热之后进入储液器，压力为1.49～2.37MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀节流膨胀之后变为-15～5℃的制冷剂，-15～5℃的制冷剂从第一蒸发器吸收热量变成气态制冷剂，气态制冷剂再经停止工作的辅助蒸发器以及气液分离器之后再进入压缩机，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器的驱动热源，之后烟气经烟气换热器与用户回水换热之后通过排烟出口排出，发生器中的氨-盐溶液被加热生成130～170℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器进入吸收器，所述氨蒸气在第二冷凝器中被用户回水降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀节流膨胀之后进入第二蒸发器并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器与来自发生器的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器，如此完成吸收式热泵系统循环；来自用户回水经第一水泵之后分成两路，一路经第一阀门由第二水泵抽取进入吸收器中与氨-盐溶液换热，换热之后再进入第二冷凝器中与氨蒸气换热，之后经第四阀门和另一路回水形成用户供水；所述的另一路回水依次被第一冷凝器、缸套换热器、烟气换热器加热之后与前一路热水混合，形成用户供水，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统并联模式循环；
在室外空气温度低于Topt时，采用串联模式运行，具体过程为：燃气发动机驱动压缩机将压缩式热泵系统制冷剂压缩成55～75℃的气态，气态制冷剂经过油分离器分离出润滑油和制冷剂，润滑油返回压缩机，制冷剂经过第一冷凝器与用户回水换热之后进入储液器，压力为1.49～2.37MPa的液态制冷剂再经第一膨胀阀的节流膨胀之后变为-20～-6℃的制冷剂，-20～-6℃的制冷剂从第一蒸发器和辅助蒸发器吸收热量后变成气态制冷剂，气态制冷剂经过气液分离器之后再进入压缩机，如此完成压缩式热泵系统循环；燃气发动机的排烟废热作为吸收式热泵系统发生器的驱动热源，之后烟气经烟气换热器与用户回水换热之后通过排烟出口排出，发生器中的氨-盐溶液被加热生成130～170℃的氨-盐稀溶液和氨蒸气，所述氨-盐稀溶液经溶液换热器进入吸收器；所述氨蒸气在第二冷凝器中被用户回水降温之后变成液态氨，所述液态氨经第二膨胀阀节流膨胀之后进入第二蒸发器并吸收外部热量之后变成氨蒸气，所述氨蒸气在吸收器中被氨-盐溶液吸收形成氨-盐浓溶液，所述氨-盐浓溶液经溶液泵加压后进入溶液换热器与来自发生器的氨-盐溶液换热升温之后进入发生器，如此完成吸收式热泵系统循环；循环水经辅助蒸发器后通过第二阀门经第二水泵加压至吸收器，再经过第二冷凝器加热之后通过第三阀门进入辅助蒸发器，在辅助蒸发器内循环水热量被循环工质吸收，完成吸收式热泵水路循环；用户回水依次被第一冷凝器、缸套换热器、烟气换热器加热，形成用户供水，如此完成燃气发动机驱动型压缩式与吸收式复合热泵供热系统串联模式循环；
所述的Topt为系统模式切换时的最佳环境空气温度，其值在-10～0℃之间。
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