串并联切换的燃气机压缩吸收复合热泵供热方法技术

本发明专利技术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。

Series parallel switching gas engine compression absorption composite heat pump heating method

The invention discloses a series parallel switching gas engine compression absorption compound heat pump heating method. When the ambient temperature is high, the composite heat pump system on parallel mode, the user return is divided into two parts, a backwater sequentially through the connecting pipe by the first cylinder condenser, heat exchanger, flue gas heat exchanger heating; the other way back sequentially through the connecting pipe through the first valve, second pumps, second absorber, condenser, and fourth Valves a hot water mixing. When the environment temperature is low, the compound heat pump heating system is connected in series mode, and the user return water is heated by the first condenser, the cylinder liner heat exchanger and the flue gas heat exchanger to form the user water supply. The method not only can greatly improve the overall heat production of the system, but also can reduce the discharge temperature of the flue gas.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，本专利技术具有以下有益效果：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，本专利技术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是本专利技术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专利技术加以详细说明。如附图所示的本专利技术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抽取本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。...

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤国，李亚军，董付江，加磊磊，田中允，张蕊，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津;12