本發明涉及復合熱泵系統運行方法，特別涉及一種以燃氣發動機為驅動力，壓縮式熱泵與雙效吸收式熱泵聯合運行的壓縮/吸收閉式并聯復合燃氣熱泵系統運行方法。
背景技術：
目前，隨著燃氣機熱泵技術的不斷成熟，燃氣機熱泵系統已經在制冷制熱領域得到了較為廣泛的應用。燃氣發動機熱泵系統相比于傳統的電熱泵系統具有以下優點：(1)以天然氣、石油氣等清潔能源作為機組能源，減少了電力資源的使用，符合節能低碳的技術要求；(2)機組運行時，大量的燃氣機廢熱可被再次回收利用，一次能源利用率大大提高；(3)燃氣發動機的轉速可調，因此燃氣機熱泵系統部分負荷性能較好。目前的燃氣發動機廢熱回收利用方式主要有兩種：一種是通過缸套換熱器和煙氣換熱器來制取熱水或實現冬季除霜，另一種是將燃氣機廢熱作為熱源驅動吸收式熱泵系統，在吸收式熱泵系統中實現制冷制熱的功能。以燃氣發動機為驅動力，采用壓縮式熱泵與吸收式熱泵復合運行，可使機組一次能源利用率進一步提升。但在復合式熱泵系統設計中，如何合理利用大量的燃氣機廢熱是燃氣機壓縮/吸收閉式并聯復合熱泵系統設計中的重要問題。
申請號為201611112123.X的中國專利公開了“一種串并聯切換的燃氣機壓縮吸收復合熱泵供熱方法”和申請號為201610087543.0的中國專利公開了“一種燃氣機驅動蒸氣壓縮與吸收復合式熱泵熱水機組運行方法”，兩者都構建了壓縮/吸收復合熱泵系統，且系統的一次能源利用率較傳統燃氣機熱泵系統有所提升。但是，所研究的系統都為燃氣機熱泵與單效吸收循環復合，且僅僅利用高溫煙氣或者利用與高溫煙氣換熱后的熱水驅動發生器，未能按照能級高低不同充分利用燃氣發動機廢熱。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種提高了燃氣機熱泵系統一次能源利用率的壓縮/吸收閉式并聯復合燃氣熱泵系統運行方法。
本發明的壓縮/吸收閉式并聯復合燃氣熱泵系統運行方法，包括壓縮子系統循環、吸收子系統循環以及燃氣發動機系統的余熱回收循環；
所述的壓縮子系統循環的循環過程如下：氣態天然氣進入燃氣發動機內燃燒，燃氣發動機運轉為壓縮機提供動力，壓縮機將制冷劑壓縮成氣態，壓縮后的氣態制冷劑通過油分離器分離開潤滑油和氣態制冷劑，潤滑油通過回油管返回壓縮機，氣態制冷劑分為兩種模式進入第一冷凝器，在第一冷凝器中與在吸收器內二次吸熱升溫后的第一路循環水換熱，使得第一路循環水三次吸熱升溫，同時氣態制冷劑被冷卻成液態，液態制冷劑依次流經儲液器和第一膨脹閥，液態制冷劑在第一膨脹閥內膨脹為氣液兩相，隨后進入第一蒸發器，氣液兩相制冷劑吸收經由第二蒸發器一次降溫后的第二路循環水的熱量后變成氣態，氣態制冷劑流經氣液分離器后返回壓縮機；
所述的吸收子系統循環的循環過程分為溶液的流動過程和冷劑水的流動過程，分別如下：
溶液的流動過程：來自燃氣發動機的高溫煙氣作為高壓發生器的驅動熱源并與高壓發生器內的溶液換熱降溫后形成低溫煙氣進入煙氣換熱器，熱回收水吸收缸套水與低溫煙氣的熱量后作為低壓發生器的驅動熱源；發生器內的溶液經溶液泵加壓后，依次經過輔助換熱器、低溫溶液熱交換器、高溫溶液熱交換器，進入高壓發生器，溶液進入高壓發生器后吸收高溫煙氣的熱量，產生水蒸氣并成為中間溶液，從高壓發生器流出的中間濃度溶液在高溫熱交換器中放熱后進入低壓發生器，在低壓發生器中被兩種熱源加熱，一種是來自高壓發生器的制冷劑蒸汽，另一種是吸收了缸套水和低溫煙氣熱量后的熱回收水，中間溶液在低壓發生器中發生出一部分制冷劑蒸汽，溶液濃度升高形成濃溶液，低壓發生器流出的濃溶液經過低溫溶液熱交換器冷卻放熱后進入吸收器，與吸收器中的稀溶液混合后吸收來自第二蒸發器的水蒸氣發生放熱反應，同時在第二冷凝器中一次吸熱升溫后的第一路循環水在吸收器中二次吸熱升溫；
冷劑水的流動過程：高壓發生器產生的蒸汽在低壓發生器中放熱后凝結成水進入第二冷凝器，低壓發生器發生的制冷劑蒸汽也進入第二冷凝器中，將熱量釋放給第一路循環水后被冷凝為冷劑水，第一路循環水經過一次吸熱升溫，冷劑水經第二膨脹閥節流后進入第二蒸發器，在第二蒸發器中吸收第二路循環水的熱量后成為水蒸氣，此水蒸氣在吸收器中被溶液吸收；
所述的燃氣發動機系統的余熱回收循環過程如下：缸套水與發動機缸套換熱，帶走發動機的多余熱量，獲得熱量后的缸套水在缸套換熱器中將熱量釋放給熱回收水，熱回收水經缸套換熱器加熱后流經煙氣換熱器，吸收低溫煙氣的熱量，升溫后的熱回收水進入低壓發生器作為驅動熱源，在低壓發生器中放出熱量后返回缸套換熱器；燃氣發動機排放的煙氣，依次經過高壓發生器和煙氣換熱器，之后通過排煙出口排出；
在所述的壓縮子系統循環、吸收子系統循環以及燃氣發動機系統的余熱回收循環過程中，分為制熱模式運行、制冷模式運行和制冷供生活熱水模式運行；
當系統在制熱模式運行時，氣態制冷劑通過第一種模式進入第一冷凝器，具體過程為：氣態制冷劑通過第一截止閥進入第一冷凝器，將熱量釋放給第一路循環水，溫度升高后的第一路循環水被輸送到供熱用戶換熱，所述的第二路循環水在第一蒸發器中換熱降溫后被輸送到室外換熱器吸收外界的熱量；
當系統在制冷模式運行時，氣態制冷劑通過第二種模式進入第一冷凝器，具體過程為：氣態制冷劑通過第二截止閥進入輔助換熱器，與來自吸收器的濃溶液進行熱量交換，制冷劑從輔助換熱器流出后進入第一冷凝器中將熱量釋放給第一路循環水，溫度升高后的第一路循環水被輸送到室外換熱器將熱量釋放到外界；所述的第二路循環水在第一蒸發器中換熱降溫后被輸送到供冷用戶換熱；
當系統在制冷供生活熱水模式運行時，氣態制冷劑通過第二種模式進入第一冷凝器，具體過程為：氣態制冷劑通過第二截止閥進入輔助換熱器，與來自吸收器的濃溶液進行熱量交換，制冷劑從輔助換熱器流出后進入第一冷凝器中將熱量釋放給第一路循環水，溫度升高后的第一路循環水被輸送到用戶加熱生活熱水，所述的第二路循環水在第一蒸發器中換熱降溫后被輸送到供冷用戶換熱。
本發明與現有技術相比的優點和效果如下：
(1)本發明提出的壓縮/吸收閉式并聯復合燃氣熱泵系統運行方法，針對燃氣機廢熱利用不合理的問題，在吸收式子系統中采用雙效循環，利用高溫煙氣驅動吸收子系統高壓發生器，利用熱回收水驅動低壓發生器，實現燃氣發動機廢熱的梯級高效利用，減少了系統損失；
(2)本發明提出的壓縮/吸收閉式并聯復合燃氣熱泵系統運行方法，在壓縮子系統和吸收子系統之間設置一個輔助換熱器，作為壓縮子系統制冷劑的預冷凝和吸收子系統溶液的預加熱，使壓縮子系統和吸收子系統的性能都有所提高，從而提高了整個熱泵系統的制冷量。
附圖說明
圖1為壓縮/吸收閉式并聯復合熱泵系統流程圖；
圖中，1-燃氣發動機，2-壓縮機，3-油分離器，4-第一截止閥，5-第二截止閥，6-輔助換熱器，7-第一冷凝器，8-儲液器，9-第一膨脹閥，10-第一蒸發器，11-氣液分離器，12-吸收器，13-溶液泵，14-低溫溶液熱交換器，15-高溫溶液熱交換器，16-高壓發生器，17-低壓發生器，18-第二冷凝器，19-第二膨脹閥，20-第二蒸發器，21-缸套換熱器，22-煙氣換熱器，23-熱回收水泵
圖中，管路中流體的流向用箭頭方向表示。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式進行詳細說明。
本發明的壓縮/吸收閉式并聯復合燃氣熱泵系統運行方法，包括壓縮子系統循環、吸收子系統循環以及燃氣發動機系統的余熱回收循環；
所述的壓縮子系統循環的循環過程如下：氣態天然氣進入燃氣發動機1內燃燒，燃氣發動機運轉為壓縮機2提供動力，壓縮機2將制冷劑壓縮成氣態(通常溫度為55～75℃)，壓縮后的氣態制冷劑通過油分離器3分離開潤滑油和氣態制冷劑，潤滑油通過回油管返回壓縮機1，氣態制冷劑分為兩種模式進入第一冷凝器7，在第一冷凝器7中與在吸收器12內二次吸熱升溫后的第一路循環水換熱，使得第一路循環水三次吸熱升溫，同時氣態制冷劑被冷卻成液態，液態制冷劑依次流經儲液器8和第一膨脹閥9，液態制冷劑在第一膨脹閥9內膨脹為氣液兩相(通常溫度為-15～5℃)，隨后進入第一蒸發器10，氣液兩相制冷劑吸收經由第二蒸發器20一次降溫后的第二路循環水的熱量后變成氣態(通常溫度為-5～10℃)，氣態制冷劑流經氣液分離器11后返回壓縮機2；
所述的吸收子系統循環的循環過程分為溶液的流動過程和冷劑水的流動過程，分別如下：
溶液的流動過程：來自燃氣發動機1的高溫煙氣(通常發動機排煙溫度為400～600℃)作為高壓發生器16的驅動熱源并與高壓發生器16內的溶液換熱降溫后形成低溫煙氣(通常為150℃左右)進入煙氣換熱器22，熱回收水吸收缸套水與低溫煙氣的熱量后作為低壓發生器17的驅動熱源；發生器12內的溶液經溶液泵13加壓后，依次經過輔助換熱器6、低溫溶液熱交換器14、高溫溶液熱交換器15，進入高壓發生器16。溶液進入高壓發生器16后吸收高溫煙氣的熱量，產生水蒸氣并成為中間溶液(當工質對為LiBr-H2O時，中間溶液濃度通常在60％左右)。從高壓發生器16流出的中間濃度溶液在高溫熱交換器15中放熱后進入低壓發生器17，在低壓發生器17中被兩種熱源加熱，一種是來自高壓發生器16的制冷劑蒸汽，另一種是吸收了缸套水和低溫煙氣熱量后的熱回收水，中間溶液在低壓發生器17中發生出一部分制冷劑蒸汽，溶液濃度升高形成濃溶液(當工質對為LiBr-H2O時，濃溶液濃度通常在62％左右)，低壓發生器17流出的濃溶液經過低溫溶液熱交換器14冷卻放熱后進入吸收器12，與吸收器中的稀溶液(當工質對為LiBr-H2O時，稀溶液濃度通常在57％左右)混合后吸收來自第二蒸發器20的水蒸氣發生放熱反應，同時在第二冷凝器18中一次吸熱升溫后的第一路循環水在吸收器12中二次吸熱升溫；
冷劑水的流動過程：高壓發生器16產生的蒸汽在低壓發生器17中放熱后凝結成水進入第二冷凝器18，低壓發生器17發生的制冷劑蒸汽也進入第二冷凝器18中，將熱量釋放給第一路循環水后被冷凝為冷劑水，第一路循環水經過一次吸熱升溫。冷劑水經第二膨脹閥19節流后進入第二蒸發器20，在第二蒸發器20中吸收第二路循環水的熱量后成為水蒸氣，此水蒸氣在吸收器12中被溶液吸收；
所述的燃氣發動機系統的余熱回收循環過程如下：缸套水與發動機缸套換熱，帶走發動機的多余熱量，從而保證發動機的正常運行，獲得熱量后的缸套水在缸套換熱器21中將熱量釋放給熱回收水，熱回收水經缸套換熱器21加熱后流經煙氣換熱器22，吸收低溫煙氣的熱量，升溫后的熱回收水進入低壓發生器17作為驅動熱源，在低壓發生器17中放出熱量后返回缸套換熱器21；燃氣發動機排放的煙氣，依次經過高壓發生器16和煙氣換熱器22，之后通過排煙出口排出。
在所述的壓縮子系統循環、吸收子系統循環以及燃氣發動機系統的余熱回收循環過程中，分為制熱模式運行、制冷模式運行和制冷供生活熱水模式運行；
當系統在制熱模式運行時，氣態制冷劑通過第一種模式進入第一冷凝器7，具體過程為：氣態制冷劑通過第一截止閥4進入第一冷凝器7，將熱量釋放給第一路循環水，溫度升高后的第一路循環水被輸送到供熱用戶換熱，所述的第二路循環水在第一蒸發器10中換熱降溫后被輸送到室外換熱器吸收外界的熱量；所述的室外換熱器可以為風冷式換熱器或水冷式換熱器等；
當系統在制冷模式運行時，氣態制冷劑通過第二種模式進入第一冷凝器7，具體過程為：氣態制冷劑通過第二截止閥5進入輔助換熱器6，與來自吸收器12的濃溶液進行熱量交換，制冷劑從輔助換熱器6流出后進入第一冷凝器7中將熱量釋放給第一路循環水，溫度升高后的第一路循環水被輸送到室外換熱器將熱量釋放到外界；所述的室外換熱器可以為風冷式換熱器或水冷式換熱器等；所述的第二路循環水在第一蒸發器10中換熱降溫后被輸送到供冷用戶換熱；
當系統在制冷供生活熱水模式運行時，氣態制冷劑通過第二種模式進入第一冷凝器7，具體過程為：氣態制冷劑通過第二截止閥5進入輔助換熱器6，與來自吸收器12的濃溶液進行熱量交換，制冷劑從輔助換熱器6流出后進入第一冷凝器7中將熱量釋放給第一路循環水，溫度升高后的第一路循環水被輸送到用戶加熱生活熱水，所述的第二路循環水在第一蒸發器10中換熱降溫后被輸送到供冷用戶換熱。
如附圖所示的本發明在壓縮子系統部分，制冷劑管道依次連接壓縮機2、油分離器3、第二截止閥5、輔助換熱器6、第一冷凝器7、儲液器8、第一膨脹閥9、第一蒸發器10、氣液分離器11，最后連接壓縮機2入口。其中潤滑油通過回油管返回壓縮機2，第一截止閥4所在的管路一端連接在油分離器3和第二截止閥5之間并且另一端連接在輔助換熱器6和第一冷凝器7之間；
在吸收子系統部分，吸收器12的溶液出口管道依次連接溶液泵13、輔助換熱器6、低溫溶液熱交換器14、高溫溶液熱交換器15、高壓發生器16，高壓發生器16的溶液出口依次連接高溫溶液熱交換器15、低壓發生器17、低溫溶液熱交換器14，最后連接吸收器12的溶液入口。高壓發生器16的冷劑出口管道連接在低壓發生器17的蒸汽熱源管道入口，而后進入第二冷凝器18，第二冷凝器18的冷劑出口管道經第二膨脹閥19連接到第二蒸發器20，第二蒸發器20和吸收器12相通。
在燃氣發動機系統部分，在缸套水循環回路中，缸套水管道連接在燃氣發動機1的缸套和缸套換熱器21之間。在熱回收水循環回路中，缸套換熱器21的熱回收水管道出口依次連接煙氣換熱器22的熱回收水管路、低壓發生器17的熱回收水管路、熱回收水泵23，最后連接在缸套換熱器21的熱回收水管道入口。