[发明专利]一种混合动力驱动的复合式燃气热泵系统

说明书

本发明公开了一种混合动力驱动的复合式燃气热泵系统，包括燃气发动机、动力系统、利用燃气发动机产生的高温烟气作为热驱动力的吸收循环系统以及利用燃气发动机和动力系统作为机械驱动力的压缩循环系统；本发明复合式燃气热泵系统可根据室内负荷变化，将燃气发动机和动力系统中的电机组成不同的运行模式来满足室内负荷的需求，保证燃气发动机一直工作在高效区，提高了系统的效率；吸收循环系统直接利用燃气发动机排气余热用于制热或制冷，通过将余热回收系统和热泵系统进行整合，有效减少了系统的附加设备，实现了节能减排。

技术领域

本发明涉及一种燃气热泵系统，具体涉及一种混合动力驱动的吸收-压缩复合式燃气热泵系统。

背景技术

我国空调设备的用电量占全国耗电量的20％左右，尤其在夏季，城市空调设备的用电量占到了总用电量的30％～40％，导致夏季电力供应紧张。燃气热泵利用价格较低的天然气驱动系统运行用于制冷或制热，大幅度降低了夏季空调产生的高峰用电负荷，具有热效率高、综合能耗低、一次能源利用率高、节能环保等突出优点。燃气热泵排气温度较高，不加以利用会导致较高的能源浪费，目前，燃气热泵大都采用外加换热器回收余热，利用高温烟气加热低温冷水用于生活热水的供应，这样虽回收了排气余热但需要增加附加设备，系统复杂而庞大，并且由于室内负荷的变化，燃气热泵发动机不能一直工作在高效区，导致天然气使用效率低。因此，如何高效利用燃气热泵高温排气余热，并且根据室内负荷调节系统运行方式，使燃气发动机一直工作在高效区是现在急需解决的问题。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种混合动力驱动的复合式燃气热泵系统，该系统采用吸收制冷系统和压缩制冷系统联合运行，既回收了排气余热，又通过调节两个制冷循环运行以满足室内负荷的变化，维持了燃气发动机的高效运行。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：

一种混合动力驱动的复合式燃气热泵系统，包括燃气发动机、利用燃气发动机产生的高温烟气作为热驱动力的吸收循环系统以及利用燃气发动机作为机械驱动力的压缩循环系统；

其中，吸收循环系统包括依次连接的发生器、气液分离器、单向阀I、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、低压油分离器、吸收器、溶液泵和溶液热交换器；燃气发动机通过阀门II与发生器连接；气液分离器通过溶液热交换器和吸收器连接，吸收器通过溶液泵经过溶液热交换器和发生器连接；

压缩循环系统包括依次连接的压缩机、高压油分离器、单向阀II、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及低压油分离器；吸收循环系统通过单向阀I和压缩循环系统单向阀II连接，低压油分离器出口一端连接吸收器，一端连接压缩机。

进一步优选，还包括动力系统，动力系统包括电机、离合器I、动力耦合装置、离合器II、离合器III以及无级变速器；电机与燃气发动机同轴连接，电机通过离合器II连接动力耦合装置，燃气发动机通过离合器I连接动力耦合装置，动力耦合装置通过离合器III连接无级变速器；同轴连接的燃气发动机和电机通过动力耦合装置将动力耦合后经无级变速器传递给压缩机。

其中，所述动力系统还包括给电机提供电能的电池，电机与电池之间还设有控制器。

本发明混合动力驱动的复合式燃气热泵系统，具有三种运行模式，包括：

当室内负荷等于设定值时，压缩循环系统和吸收循环系统共同运行，闭合离合器I和离合器III，断开离合器II，开启阀门II，燃气发动机单独驱动压缩机运行，燃气发动机产生的高温烟气驱动吸收循环系统运行；

当室内负荷大于设定值时，压缩循环系统和吸收循环系统共同运行，闭合离合器I、离合器II和离合器III，开启阀门II，电池放电，燃气发动机和电机同时驱动压缩机运行，燃气发动机产生的高温烟气驱动吸收循环系统运行；