联合循环热泵装置的制作方法

本发明属于动力、制冷与热泵技术领域。

背景技术：

冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；现实中，人们经常需要利用高温热能来实现制冷、供热或转化为动力，也需要利用动力来进行制冷或利用动力并结合低温热能进行供热。在实现上述目的之过程中，将面临多方面的考虑或条件限制，包括能源的类型、品位和数量，用户需求的类型、品位和数量，环境温度，工作介质的类型，设备的流程、结构和制造成本等等。

以吸收式热泵技术为代表的热能(温差)利用技术，利用高温热负荷驱动实现供热或制冷；但因受到工作介质(溶液和冷剂介质)的性质影响，其应用领域和应用范围受到较大限制。利用机械能与热能之间的品位差的压缩式热泵技术，具有一定的灵活性，但其很多情况下难以实现对热能的高效利用。同时，两种技术还有共同的不足之处——无法在制热或制冷的同时实现热能向机械能的转化。

为此，本发明针对利用优质燃料作为供热或供冷驱动能源，兼顾动力驱动或对外提供动力需求，提出了采用内燃机实现高温段温差利用并向双向循环压缩式热泵提供动力和热源、低温热源介质直接用作工质的联合循环热泵装置。

技术实现要素：

本发明主要目的是要提供联合循环热泵装置，具体

技术实现要素：
分项阐述如下：

1.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器和供热器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，内燃机和膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

2.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第三压缩机和第二高温热交换器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经第二高温热交换器和高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第三压缩机连通，第三压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经第二高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，内燃机和膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

3.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二高温热交换器和第二膨胀机所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经第二高温热交换器和高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道经第二高温热交换器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，内燃机、膨胀机和第二膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

4.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二膨胀机和低温热交换器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道经低温热交换器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，低温热交换器还有低温热介质通道与外部连通，内燃机、膨胀机和第二膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

5.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二膨胀机和低温热交换器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有热源介质通道经低温热交换器与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，低温热交换器还有低温热介质通道与外部连通，内燃机、膨胀机和第二膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

6.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和第三压缩机所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与第三压缩机连通，第三压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，内燃机和膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

7.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二膨胀机和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道经第二供热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机、膨胀机和第二膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

8.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二膨胀机和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与第二膨胀机连通，第二膨胀机还有热源介质通道经第二供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机、膨胀机和第二膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

9.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第三压缩机和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与第三压缩机连通，第三压缩机还有热源介质通道经第二供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机和膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

10.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和回热器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经回热器和供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经回热器和高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，内燃机和膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

11.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和回热器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器与外部连通；外部有热源介质通道经回热器与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器和回热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通，供热器还有被加热介质通道与外部连通，内燃机和膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

12.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器和第二供热器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机和膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

13.联合循环热泵装置，主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机连通，外部还有燃料通道与内燃机连通，内燃机还有冷却介质通道与外部连通，内燃机还有燃气通道经高温热交换器、第二供热器和供热器与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有热源介质通道经供热器与压缩机连通，压缩机还有热源介质通道经高温热交换器与膨胀机连通，膨胀机还有热源介质通道与外部连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机和膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

14.联合循环热泵装置，是在第1-13项所述的任一联合循环热泵装置中，将内燃机有冷却介质通道与外部连通调整为外部有冷却介质通道依次连通内燃机和供热器之后供热器再有冷却介质通道与外部连通，形成联合循环热泵装置。

15.联合循环热泵装置，是在第1-13项所述的任一联合循环热泵装置中，增加新增供热器，将内燃机有冷却介质通道与外部连通调整为外部有冷却介质通道依次连通内燃机和新增供热器之后新增供热器再有冷却介质通道与外部连通，新增供热器还有被加热介质通道与外部连通，形成联合循环热泵装置。

16.联合循环热泵装置，是在第1-13项所述的任一联合循环热泵装置中，增加新增膨胀机、新增循环泵和新增冷凝器，取消内燃机与外部连通的冷却介质通道，新增冷凝器有冷凝液管路经新增循环泵与内燃机连通之后内燃机再有蒸汽通道与新增膨胀机连通，新增膨胀机还有乏汽通道与新增冷凝器连通，新增冷凝器还有被加热介质或冷却介质通道与外部连通，新增膨胀机连接压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

17.联合循环热泵装置，是在第1-16项所述的任一联合循环热泵装置中，取消外部与内燃机连通的燃料通道，增加新增压缩机，外部有气态燃料通道与新增压缩机连通，新增压缩机还有压缩气态燃料通道与内燃机连通，内燃机连接新增压缩机并传输动力，形成联合循环热泵装置。

18.联合循环热泵装置，是在第1-17项所述的任一联合循环热泵装置中，增加动力机，动力机连接压缩机并向压缩机提供动力，形成附加外部动力驱动的联合循环热泵装置。

19.联合循环热泵装置，是在第1-17项所述的任一联合循环热泵装置中，增加工作机，内燃机连接工作机并向工作机提供动力，形成附加对外提供动力负荷的联合循环热泵装置。

附图说明：

图1是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第1种原则性热力系统图。

图2是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第2种原则性热力系统图。

图3是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第3种原则性热力系统图。

图4是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第4种原则性热力系统图。

图5是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第5种原则性热力系统图。

图6是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第6种原则性热力系统图。

图7是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第7种原则性热力系统图。

图8是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第8种原则性热力系统图。

图9是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第9种原则性热力系统图。

图10是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第10种原则性热力系统图。

图11是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第11种原则性热力系统图。

图12是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第12种原则性热力系统图。

图13是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第13种原则性热力系统图。

图14是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第14种原则性热力系统图。

图15是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第15种原则性热力系统图。

图16是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第16种原则性热力系统图。

图17是依据本发明所提供的联合循环热泵装置第17种原则性热力系统图。

图中，1-内燃机，2-压缩机，3-膨胀机，4-第二压缩机，5-高温热交换器，6-供热器，7-第三压缩机，8-第二高温热交换器，9-第二膨胀机，10-低温热交换器，11-第二供热器，12-回热器；a-新增供热器，b-新增膨胀机，c-新增循环泵，d-新增冷凝器，e-新增压缩机。

具体实施方式：

首先要说明的是，在结构和流程的表述上，非必要情况下不重复进行；对显而易见的流程不作表述。下面结合附图和实例来详细描述本发明。

图1所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器和供热器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6还有被加热介质通道与外部连通，内燃机1和膨胀机3连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图2所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第三压缩机和第二高温热交换器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经第二高温热交换器8和高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第三压缩机7连通，第三压缩机7还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经第二高温热交换器8与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6还有被加热介质通道与外部连通，内燃机1和膨胀机3连接压缩机2、第二压缩机4和第三压缩机7并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经第二高温热交换器8和高温热交换器5并逐步放热之后对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第三压缩机7升压升温，流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入第二压缩机4升压升温；第二压缩机4排放的热源介质流经第二高温热交换器8并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2、第二压缩机4和第三压缩机7作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图3所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二高温热交换器和第二膨胀机所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经第二高温热交换器8和高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道经第二高温热交换器8与第二膨胀机9连通，第二膨胀机9还有热源介质通道与外部连通；供热器6还有被加热介质通道与外部连通，内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经第二高温热交换器8和高温热交换器5并逐步放热之后对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功；膨胀机3排放的热源介质流经第二高温热交换器8并吸热，之后进入第二膨胀机9降压作功并对外排放；内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图4所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二膨胀机和低温热交换器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道经低温热交换器10与第二膨胀机9连通，第二膨胀机9还有热源介质通道与外部连通；供热器6还有被加热介质通道与外部连通，低温热交换器10还有低温热介质通道与外部连通，内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功；膨胀机3排放的热源介质流经低温热交换器10并吸热，之后进入第二膨胀机9降压作功并对外排放；内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，低温热介质通过低温热交换器10提供低温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图5所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二膨胀机和低温热交换器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二膨胀机9连通，第二膨胀机9还有热源介质通道经低温热交换器10与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6还有被加热介质通道与外部连通，低温热交换器10还有低温热介质通道与外部连通，内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质进入第二膨胀机9降压作功，第二膨胀机9排放的热源介质流经低温热交换器10并吸热，之后进入第二压缩机4升压升温；第二压缩机4排放的热源介质流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，低温热介质通过低温热交换器10提供低温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图6所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和第三压缩机所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与第三压缩机7连通，第三压缩机7还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6还有被加热介质通道与外部连通，内燃机1和膨胀机3连接压缩机2、第二压缩机4和第三压缩机7并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入第三压缩机7升压升温；第三压缩机7排放的热源介质流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2、第二压缩机4和第三压缩机9作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图7所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二膨胀机和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道经第二供热器11与第二膨胀机9连通，第二膨胀机9还有热源介质通道与外部连通；供热器6和第二供热器11还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功；膨胀机3排放的热源介质流经第二供热器11并放热，之后进入第二膨胀机9降压作功并对外排放；内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质分别通过供热器6和第二供热器11获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图8所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第二膨胀机和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与第二膨胀机9连通，第二膨胀机9还有热源介质通道经第二供热器11与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6和第二供热器11还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质进入第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入第二膨胀机9降压作功；第二膨胀机9排放的热源介质流经第二供热器11并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1、膨胀机3和第二膨胀机9输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质分别通过供热器6和第二供热器11获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图9所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器、第三压缩机和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与第三压缩机7连通，第三压缩机7还有热源介质通道经第二供热器11与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6和第二供热器11还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机1和膨胀机3连接压缩机2、第二压缩机4和第三压缩机7并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质进入第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入第三压缩机7升压升温；第三压缩机7排放的热源介质流经第二供热器11并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2、第二压缩机4和第三压缩机7作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质分别通过供热器6和第二供热器11获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图10所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和回热器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经回热器12和供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经回热器12和高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6还有被加热介质通道与外部连通，内燃机1和膨胀机3连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经回热器12和供热器6并逐步放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经回热器12和高温热交换器5并逐步吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图11所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和回热器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5与外部连通；外部有热源介质通道经回热器12与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6和回热器12与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通，供热器6还有被加热介质通道与外部连通，内燃机1和膨胀机3连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热并对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经回热器12并吸热，之后进入第二压缩机4升压升温；第二压缩机4排放的热源介质流经供热器6和回热器12并逐步放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图12所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5和第二供热器11与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6和第二供热器11还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机1和膨胀机3连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5和第二供热器11并逐步放热之后对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，燃气通过第二供热器11提供中温热负荷，被加热介质分别通过供热器6和第二供热器11获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图13所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，它主要由内燃机、压缩机、膨胀机、第二压缩机、高温热交换器、供热器和第二供热器所组成；外部有空气通道与内燃机1连通，外部还有燃料通道与内燃机1连通，内燃机1还有冷却介质通道与外部连通，内燃机1还有燃气通道经高温热交换器5、第二供热器11和供热器6与外部连通；外部有热源介质通道与第二压缩机4连通，第二压缩机4还有热源介质通道经供热器6与压缩机2连通，压缩机2还有热源介质通道经高温热交换器5与膨胀机3连通，膨胀机3还有热源介质通道与外部连通；供热器6和第二供热器11还分别有被加热介质通道与外部连通，内燃机1和膨胀机3连接压缩机2和第二压缩机4并传输动力。

(2)流程上，外部燃料和空气进入内燃机1，在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5、第二供热器11和供热器6并逐步放热之后对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2和第二压缩机4作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，燃气通过第二供热器11和供热器6提供中温热负荷，被加热介质分别通过供热器6和第二供热器11获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

图14所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的联合循环热泵装置中，将内燃机1有冷却介质通道与外部连通调整为外部有冷却介质通道依次连通内燃机1和供热器6之后供热器6再有冷却介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图1所示联合循环热泵装置的流程比较，不同之处在于：外部冷却介质流经内燃机1并吸热，流经供热器6并放热，之后对外排放，形成联合循环热泵装置。

图15所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的联合循环热泵装置中，增加新增供热器，将内燃机1有冷却介质通道与外部连通调整为外部有冷却介质通道依次连通内燃机1和新增供热器a之后新增供热器a再有冷却介质通道与外部连通，新增供热器a还有被加热介质通道与外部连通。

(2)流程上，与图1所示联合循环热泵装置的流程比较，不同之处在于：外部冷却介质流经内燃机1并吸热，流经新增供热器a并放热，之后对外排放，形成联合循环热泵装置。

图16所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的联合循环热泵装置中，增加新增膨胀机、新增循环泵和新增冷凝器，取消内燃机1与外部连通的冷却介质通道，新增冷凝器d有冷凝液管路经新增循环泵c与内燃机1连通之后内燃机1再有蒸汽通道与新增膨胀机b连通，新增膨胀机b还有乏汽通道与新增冷凝器d连通，新增冷凝器d还有被加热介质通道与外部连通，新增膨胀机b连接压缩机2并传输动力。

(2)流程上，与图1所示联合循环热泵装置的流程比较，不同之处在于：新增冷凝器d的冷凝液流经新增循环泵c升压，流经内燃机1吸热并汽化，蒸汽流经新增膨胀机b降压作功，之后进入新增冷凝器d放热于被加热介质并冷凝；新增膨胀机b输出的功提供给压缩机2作动力，形成联合循环热泵装置；其中，冷却介质(如环境空气或冷却水)取代被加热介质时，新增膨胀机b可增加作功。

图17所示的联合循环热泵装置是这样实现的：

(1)结构上，在图1所示的联合循环热泵装置中，取消外部与内燃机1连通的燃料通道，增加新增压缩机，外部有气态燃料通道与新增压缩机e连通，新增压缩机e还有压缩气态燃料通道与内燃机1连通，内燃机1连接新增压缩机e并传输动力。

(2)流程上，气体燃料流经新增压缩机e升压之后进入内燃机1，空气进入内燃机1；燃料和空气在内燃机1气缸内完成包括燃烧和膨胀在内的一系列过程，内燃机1排放的燃气流经高温热交换器5放热之后对外排放，外部冷却介质流经内燃机1吸热之后对外排放；外部热源介质流经第二压缩机4升压升温，流经供热器6并放热，之后进入压缩机2升压升温；压缩机2排放的热源介质流经高温热交换器5并吸热，之后进入膨胀机3降压作功并对外排放；内燃机1和膨胀机3输出的功提供给压缩机2、第二压缩机4和新增压缩机e作动力，燃料通过燃烧提供高温热负荷，被加热介质通过供热器6获取中温热负荷，热源介质通过进出流程提供低温热负荷，形成联合循环热泵装置。

本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的联合循环热泵装置，具有如下效果和优势：

(1)提出了直接利用燃料作驱动能源情况下温差利用的新思路和新技术。

(2)热能(温差)驱动，实现供热/制冷，或可选择同时对外提供动力。

(3)流程合理，能够实现热能(温差)的充分和高效利用。

(4)必要时，借助外部动力实现供热/制冷，方式灵活，适应性好。

(5)以压缩机、膨胀机和热交换器为压缩式热泵组成部件，结构简单。

(6)分别通过内燃机和热驱动压缩式热泵实现温差利用，提升了温差利用程度。

(7)低温热源介质直接用作工质，有利于提高制热/制冷的性能指数。

(8)给出多种具体技术方案，能够应对众多不同的实际状况，有较宽的适用范围。

(9)扩展了温差利用技术，丰富了热驱动联合循环热泵装置的类型，有利于更好地实现热能的高效利用。