专利名称：一种发动机驱动的复叠式热泵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机驱动的复叠式热泵装置，属于热泵利用技术领域。
背景技术：
目前，我国建筑物的采暖供热，主要有锅炉房或热电厂供热、热泵供热等方式。锅炉房或热电厂供热大多靠直接燃烧化石燃料获取热量，这种供热方式不仅消耗了大量的不可再生能源，还排放大量的温室气体和污染物，造成了严重的环境污染。热泵供热在我国南方应用较多。它的缺点一是由于出水或出风温度较低，一般低于60°C，所以大多与风机盘管配合使用，系统复杂且初投资较高；二是在冬季温度比较低的北方运行时，效率较低，甚至无法正常运行；三是普通热泵出水温度一般较低，无法与目前北方普遍采用的末端暖气片联合供热，在热源温度较低时，普通热泵提升温差太大的话会导致其运行效率很低且易出故障；四是现有热泵中大部分是电动的，由于我国电力结构中煤发电仍占相当大的比重，所以热泵消耗的大量的电力不仅引起电力负荷峰谷差等供电问题，还间接造成了大量温室气体和污染物的排放，加剧温室效应和环境污染。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种提高了系统的用能效率， 实现能源的高效综合利用，减少温室气体和环境污染物的排放，还实现了同一机组完成夏季制冷、冬季制热、制取生活热水等多重功能的发动机驱动的复叠式热泵装置。本发明的的目的可以通过如下措施来达到一种发动机驱动的复叠式热泵装置， 其包括复叠式热泵系统、至少一个发动机系统和水回路三部分，其特征在于所述的复叠式热泵系统包括高温级循环系统和低温级循环系统，高温级压缩机、冷凝器、高温级储液器、 高温级节流阀、高温级制冷剂加热器、冷凝蒸发器、高温级气液分离器、第一制冷剂侧阀门、 第二制冷剂侧阀门组成高温级制冷剂循环系统，高温级压缩机连接冷凝器，冷凝器连接高温级储液器、供热热水出水口，高温级储液器连接高温级节流阀，高温级节流阀通过第一制冷剂侧阀门连接高温级制冷剂加热器，高温级制冷剂加热器通过第二制冷剂侧阀门连接冷凝蒸发器，冷凝蒸发器连接高温级气液分离器，高温级气液分离器连接高温级压缩机；低温级压缩机、冷凝蒸发器、低温级储液器、低温级节流阀、低温级制冷剂加热器、蒸发器、低温级气液分离器、第三制冷剂侧阀门、第四制冷剂侧阀门、第五制冷剂侧阀门、第六制冷剂侧阀门组成低温级制冷剂循环系统，低温级压缩机通过第五制冷剂侧阀门、第六制冷剂侧阀门连接冷凝蒸发器，冷凝蒸发器连接低温级储液器，低温级储液器连接低温级节流阀，低温级节流阀连接低温级制冷剂加热器，低温级制冷剂加热器连接蒸发器，蒸发器连接低温级气液分离器，低温级气液分离器连接低温级压缩机，低温级储液器和高温级制冷剂加热器之间设有第三制冷剂侧阀门、第四制冷剂侧阀门，每个发动机系统由一个发动机、一个发动机冷却换热器、一个烟气换热器、一个冷却水旁通阀、一个燃料调节阀组成，每个发动机连接一发动机冷却换热器，每个发动机与发动机冷却换热器之间设有一冷却水旁通阀，每个发动机冷却换热器的出水口连接一烟气换热器的进水口，每个烟气换热器连接一发动机， 每个发动机连接一燃料调节阀，水侧回路由三通调节阀、截止阀或电磁阀、第一水侧阀门、 第二水侧阀门、第三水侧阀门、第四水侧阀门组成，每个烟气换热器的出水口均通过三通调节阀连接三通第十调节阀、三通第五调节阀，三通第十调节阀分别连接三通第十一调节阀及用户热水，三通第十一调节阀分别连接冷凝器及三通第十三调节阀，每个发动机冷却换热器的出水口均通过三通调节阀连接三通调节阀，每个发动机冷却换热器的进水口连接第四水侧阀门、低温级制冷剂加热器、三通第十二调节阀，三通第十二调节阀分别连接三通第十三调节阀及截止阀或电磁阀，截止阀或电磁阀连接补水口，三通第十三调节阀分别连接回水口、三通第十一调节阀，三通第五调节阀分别连接低温级制冷剂加热器、第三水侧阀门，第三水侧阀门连接第一水侧阀门，第一水侧阀门连接冷却水进口及高温级制冷剂加热器，高温级制冷剂加热器分别连接第二水侧阀门、第四水侧阀门，第二水侧阀门连接冷却水出口，发动机与压缩机之间传动连接。为了进一步实现本发明的目的，其特征在于所述的复叠式热泵系统还包括中温级循环系统，中温级压缩机、冷凝器、中温级储液器、中温级节流阀、高温级制冷剂加热器、冷凝蒸发器、中温级气液分离器、第一制冷剂侧阀门、第二制冷剂侧阀门组成中温级制冷剂循环系统，中温级压缩机连接另一个冷凝蒸发器，另一个冷凝蒸发器连接中温级储液器，中温级储液器连接中温级节流阀，中温级节流阀通过第一制冷剂侧阀门连接高温级制冷剂加热器，高温级制冷剂加热器通过第二制冷剂侧阀门连接冷凝蒸发器，冷凝蒸发器连接中温级气液分离器，中温级气液分离器连接中温级压缩机。为了进一步实现本发明的目的，其特征在于所述的高温级储液器与高温级节流阀之间及冷凝蒸发器与高温级气液分离器之间设有高温级回热换热器。为了进一步实现本发明的目的，其特征在于所述的低温级储液器与低温级节流阀之间及蒸发器与低温级气液分离器之间设有低温级回热换热器。为了进一步实现本发明的目的，其特征在于所述的中温级储液器与中温级节流阀之间及冷凝蒸发器与中温级气液分离器之间设有中温级回热换热器。为了进一步实现本发明的目的，其特征在于所述的发动机系统中包含一个以上的发动机，发动机与压缩机之间通过皮带轮或齿轮组及离合器连接，一台发动机驱动一台、两台或三台压缩机。本发明的技术原理是发动机驱动的复叠式热泵装置由发动机系统、复叠热泵系统以及水回路三个部分组成，发动机系统包括发动机、发动机冷却换热器、发动机烟气换热器、离合器以及水流旁通调节阀、燃料调节阀等附件；热泵系统对于二元复叠式热泵包括高温级压缩机、冷凝器、高温级储液器、高温级节流阀、高温级回热换热器、高温级制冷剂加热器、冷凝蒸发器、高温级气液分离器、低温级压缩机、低温级储液器、低温级节流阀、 低温级蒸发器、低温级回热换热器、低温级制冷剂加热器、低温级气液分离器等，三元复叠式热泵还包括中温级压缩机、中温级冷凝蒸发器、中温级储液器、中温级节流阀、中温级回热换热器、中温级气液分离器等。水回路包括回收发动机冷却余热和尾气余热的水管回路及附带的三通调节阀等。发动机系统和复叠式热泵系统之间通过齿轮或皮带传动连接，其中对应二元复叠式热泵系统，发动机系统中可以包含两台发动机，也可以包括一台发动机。 采用两台发动机时，每台发动机分别驱动一台压缩机，即通过齿轮或皮带传动经离合器与压缩机的输入轴连接；采用一台发动机时，发动机输出轴通过齿轮或皮带同时传递动力给两台压缩机，压缩机和从动齿轮或从动皮带轮之间通过离合器连接，离合器控制与其连接的压缩机是否投入运行。对三元复叠式热泵，发动机系统可以包括1台、2台或3台发动机， 分别由1台发动机驱动3台压缩机、1台发动机驱动两台压缩机而另一台驱动第三台压缩机、3台发动机分别驱动3台压缩机。发动机与离合器之间采用齿轮传动或皮带传动。发动机的冷却余热和尾气余热分别由发动机冷却换热器和发动机尾气换热器回收利用。该装置制热运行时，回收的热量分成三部分一部分直接生产生活热水；一部分送往制冷剂加热器加热制冷剂，增加热泵低温热量；另一部分进入冷凝器继续加热提升供热水的温度或与冷凝器出水并联进行供热。制冷运行时，回收的发动机余热只用于制取生活热水。本发明同已有技术相比具有实质性特点和显著进步本发明通过以天然气、沼气、 生物质柴油等清洁能源为燃料的发动机驱动二元、三元复叠式热泵系统中的压缩机，大幅提高低温热源条件下的热泵供热温度值，提供给现有末端暖气片进行室内供热，同时利用发动机余热制取生活热水、加热制冷剂和预热供热用水，不仅提高了系统的用能效率，实现能源的高效综合利用，减少温室气体和环境污染物的排放，还实现了同一机组完成夏季制冷、冬季制热、制取生活热水等多重功能。其优点如下其一，除能实现制冷、制热运行外，还能回收发动机余热用于制热、制取生活热水和加热制冷剂，为严寒季节或高寒地区用户提供了方便、清洁的采暖手段和舒适性条件；其二，以清洁能源为一次燃料，减少温室气体和污染物的排放，实现了燃料的高效综合利用；其三，该系统制热运行时能制取高温度的供热用水，能充分利用现有采暖设施供热，有效地克服了普通单级热泵循环制取中高温热水时因压缩比过大而导致的效率较低的缺点；该系统制冷运行时，在酷热和炎热天气下为用户提供了节能、高效的空调装置；其四，系统制热运行的时候，将蒸发器的出水或出风送往用户进行制冷，可实现系统的同时制冷与制热运行。综合上述，本发明通过对发动机余热的回收与综合利用，不仅实现了燃料的高效利用，减少了温室气体与污染物的排放，还能改进热泵的低温工作性能，减少或避免了热泵在低温环境下因蒸发器结霜而影响制热，同时又增加系统的制热量。可见，本发明提出的发动机驱动复叠式热泵装置具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
图Ia为本发明的一种一台发动机驱动两台压缩机的二元复叠式热泵系统结构原理示意图；图Ib为本发明的一种两台发动机驱动两台压缩机的二元复叠式热泵系统结构原理示意图；图加为本发明的另一种一台发动机驱动两台压缩机的二元复叠式热泵系统结构原理示意图；图2b为本发明的另一种两台发动机驱动两台压缩机的二元复叠式热泵系统结构原理示意图；图3a为本发明一台发动机驱动三台压缩机的三元复叠式热泵系统结构原理示意图；图北为本发明两台发动机驱动三台压缩机的三元复叠式热泵系统结构原理示意图；图3c为本发明三台发动机驱动三台压缩机的三元复叠式热泵系统结构原理示意图；图如为本发明一台发动机与一台压缩机之间通过皮带轮连接的示意图；图4b为本发明一台发动机与两台压缩机之间通过皮带轮连接的示意图；图如为本发明一台发动机与三台压缩机之间通过皮带轮连接的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的最佳实施方式做详细说明实施例1 如图Ia所示，一台发动机驱动两台压缩机的二元复叠式热泵装置包括二元复叠式热泵系统、发动机系统和水回路三部分组成。如Ia所示，一台发动机驱动两台压缩机的二元复叠式热泵系统包括包括高温级循环系统和低温级循环系统。高温级压缩机 3-1、冷凝器4、高温级储液器23-1、高温级节流阀5-1、高温级制冷剂加热器14-1、冷凝蒸发器6、高温级气液分离器M-1、第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2组成高温级制冷剂循环系统，高温级压缩机3-1连接冷凝器4，冷凝器4连接高温级储液器23-1、供热热水出口，高温级储液器23-1连接高温级节流阀5-1，高温级节流阀5-1通过第一制冷剂侧阀门25-1连接高温级制冷剂加热器14-1，高温级制冷剂加热器14-1通过第二制冷剂侧阀门25-2连接冷凝蒸发器6，冷凝蒸发器6连接高温级气液分离器对-1，高温级气液分离器M-I连接高温级压缩机3-1 ；低温级压缩机3-2、冷凝蒸发器6、低温级储液器23-2、 低温级节流阀5-2、低温级制冷剂加热器14-2、蒸发器7、低温级气液分离器M-2、第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第五制冷剂侧阀门25-5、第六制冷剂侧阀门25_6 组成低温级制冷剂循环系统，低温级压缩机3-2通过第五制冷剂侧阀门25-5、第六制冷剂侧阀门25-6连接冷凝蒸发器6，冷凝蒸发器6连接低温级储液器23-2，低温级储液器23_2 连接低温级节流阀5-2，低温级节流阀5-2连接低温级制冷剂加热器14-2，低温级制冷剂加热器14-2连接蒸发器7，蒸发器7为制冷剂与水换热的换热器，蒸发器7连接低温级气液分离器M-2，低温级气液分离器M-2连接低温级压缩机3-2，低温级储液器23-2和高温级制冷剂加热器14-1之间设有第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4。发动机系统由发动机1、发动机冷却换热器9、烟气换热器8、冷却水旁通阀10、燃料调节阀11组成， 发动机1连接发动机冷却换热器9，发动机1与发动机冷却换热器9之间设有冷却水旁通阀10，发动机冷却换热器9连接烟气换热器8，烟气换热器8连接发动机1，发动机1连接燃料调节阀11，燃料调节阀11连接燃料源。水侧回路由三通第一调节阀17-1、三通第二调节阀17-2、三通第五调节阀17-5、三通第十调节阀17-10、三通第i^一调节阀17-11、三通第十二调节阀17-15、三通第十三调节阀17-16、截止阀或电磁阀20、第一水侧阀门沈_1、第二水侧阀门26-2、第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门26-4组成，三通第一调节阀17-1分别连接烟气换热器8的出水口、三通第十调节阀17-10、三通第五调节阀17-5，三通第二调节阀17-2分别连接烟气换热器8的进水口、发动机冷却换热器9的出水口、三通第五调节阀 17-5，三通第十调节阀17-10分别连接三通第一调节阀17-1、三通第i^一调节阀17-11及生活热水出口，三通第十一调节阀17-11分别连接三通第十调节阀17-10、冷凝器4及三通第十三调节阀17-16 ；三通第十二调节阀17-15分别连接发动机冷却换热器9的进水口、三通第十三调节阀17-16及截止阀或电磁阀20，截止阀或电磁阀20连接补水口，三通第十三调节阀17-16分别连接三通第十二调节阀17-15、供热热水与生活热水回水口、三通第十一调节阀17-11，三通第五调节阀17-5分别连接低温级制冷剂加热器14-2、第三水侧阀门沈_3， 第三水侧阀门26-3连接第一水侧阀门26-1，第一水侧阀门沈-1连接冷却水进口及高温级制冷剂加热器14-1，高温级制冷剂加热器14-1分别连接第二水侧阀门沈-2、第四水侧阀门沈-4，第二水侧阀门沈-2连接冷却水出口。发动机1与压缩机3-1之间通过主动齿轮15、 从动齿轮16-1、离合器2-1连接，发动机1与压缩机3-2之间通过主动齿轮15、从动齿轮 16-2、离合器2-2连接。其中主动齿轮和从动齿轮的齿轮传动连接可以用主动皮带轮与从动皮带轮的皮带传动代替。系统制冷运行时，高温级压缩机不运行，离合器2-1断开，高温级制冷剂加热器 14-1作冷凝器用，发动机余热只用于生产生活热水，制冷剂在低温级制冷剂加热器14-2中不换热，第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门26-4关闭，第一水侧阀门26-1、第二水侧阀门沈-2打开，第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2、第五制冷剂侧阀门25-5关闭， 第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第六制冷剂侧阀门25-6打开，三通第十调节阀17-10左侧通路关闭。制冷剂在蒸发器7与水换热，水的温度降低后送往空调用户制冷，制冷剂吸热气化后经低温级气液分离器M-2进入压缩机3-2，压缩为高温高压气体后依次经第六制冷剂侧阀门25-6、第四制冷剂侧阀门25-4进入高温级制冷剂加热器14-1，与冷却水换热，制冷剂放热凝结后经第三制冷剂侧阀门25-3进入低温级储液器23-2，经低温级节流阀5-2节流后经低温级制冷剂加热器14-2回到蒸发器7完成制冷循环。冷却水由第一水侧阀门26-1进入高温级制冷剂加热器14-1吸热后由第二水侧阀门沈-2流出。补水由阀门20与来自三通第十三调节阀17-16的回水经三通第十二调节阀17-15混合后进入发动机冷却换热器9回收发动机冷却余热，出水经三通第二调节阀17-2进入烟气换热器 8回收烟气余热，出水先后经三通第一调节阀17-1、三通第十调节阀17-10供给用户制取生活热水。制热运行时，该系统可回收发动机余热用于制取生活热水、加热制冷剂、预热供热热水。此时第一水侧阀门26-1、第二水侧阀门沈-2关闭，第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门沈-4打开，第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2、第五制冷剂侧阀门25-5打开，第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第六制冷剂侧阀门25-6关闭，高温级系统投入运行。高温级制冷剂在冷凝蒸发器6中吸收低温级制冷剂热量，气化后经高温级气液分离器M-I进入高温级压缩机3-1压缩，变成高温高压的过热气体，进入冷凝器4放热后凝结进入高温级储液器23-1，经高温级节流阀5-1节流后经第一制冷剂侧阀门25-1进入高温级制冷剂加热器14-1，与来自发动机烟气换热器8和冷却换热器9的热水换热，部分气化后再经第二制冷剂侧阀门25-2进入冷凝蒸发器6完成高温级循环；低温级制冷剂在蒸发器7中与水换热，气化后经过低温级气液分离器M-2进入压缩机3-2压缩，变为中温中压气体后经第五制冷剂侧阀门25-5进入冷凝蒸发器6，与高温级制冷剂换热，凝结后进入低温级储液器23-2，经低温级节流阀5-2节流后经低温级制冷剂加热器14-2与来自发动机烟气换热器8和冷却换热器9的热水换热，部分气化后回到蒸发器7完成低温级循环。水回路循环如下来自供热与热水用户的回水在三通第十三调节阀17-16中分为两路，一路经三通第十一调节阀17-11并与发动机换热器部分出水混合后，继续进入冷凝器4被加热后送给用户供热，另一路在三通第十二调节阀17-15中与补水混合后再与来自高温级制冷剂加热器14-1、低温级制冷剂加热器14-2的回水混合进入发动机冷却换热器9加热，出水经三通第二调节阀17-2进入烟气换热器8被加热，出水经三通第一调节阀17-1，在三通第十调节阀17-10分为两路，一路用于制取用户热水，另一路与用户回水在三通第十一调节阀17-11处混合后进入冷凝器4继续加热后送给用户供热。从三通第一调节阀17-1、三通第二调节阀17-2出来的部分热水汇合后在三通第五调节阀17-5处分成两路分别送往高温级制冷剂加热器14-1、低温级制冷剂加热器14-2加热制冷剂，两个换热器出水混合后与回水一起进入冷却换热器9继续循环。 实施例2 如图Ib所示，两台发动机驱动两台压缩机的二元复叠式热泵装置包括二元复叠式热泵系统、发动机系统和水回路三部分组成。二元复叠式热泵系统及其制冷、 制热运行原理与实施例1基本相同，区别在于系统的两个压缩机3-1、3-2分别由两个发动机1-1、1-2驱动。发动机系统由发动机1-1、1_2、发动机冷却换热器9-1、9-2、烟气换热器 8-1、8-2、冷却水旁通阀10-1、10-2、燃料调节阀11_1、11_2组成。发动机1_1连接发动机冷却换热器9-1，发动机1-1与发动机冷却换热器9-1之间设有冷却水旁通阀10-1，发动机冷却换热器9-1连接烟气换热器8-1，烟气换热器8-1连接发动机1-1，发动机1-1连接燃料调节阀11-1，燃料调节阀11-1连接燃料源，发动机1-2连接发动机冷却换热器9-2，发动机1-2与发动机冷却换热器9-2之间设有冷却水旁通阀10-2，发动机冷却换热器9-2连接烟气换热器8-2，烟气换热器8-2连接发动机1-2，发动机1-2连接燃料调节阀11_2，燃料调节阀11-2连接燃料源。水侧回路由三通第一调节阀17-1、三通第二调节阀17-2、三通第三调节阀17-3、三通第四调节阀17-4、三通第五调节阀17-5、三通第十调节阀17-10、三通第i^一调节阀17-11、三通第十二调节阀17-15、三通第十三调节阀17-16、截止阀或电磁阀20、第一水侧阀门26-1、第二水侧阀门26-2、第三水侧阀门26_3、第四水侧阀门26-4组成，三通第一调节阀17-1分别连接烟气换热器8-1的出水口、三通第十调节阀17-10、三通第五调节阀17-5，三通第二调节阀17-2分别连接烟气换热器8-1的进水口、发动机冷却换热器9-1的出水口、三通第五调节阀17-5，三通第三调节阀17-3分别连接烟气换热器8-2 的出水口、三通第十调节阀17-10、三通第五调节阀17-5，三通第四调节阀17-4分别连接烟气换热器8-2的进水口、发动机冷却换热器9-2的出水口、三通第五调节阀17-5，三通第十调节阀17-10分别连接三通第一调节阀17-1、三通第十一调节阀17-11及生活热水出口， 三通第十一调节阀17-11分别连接三通第十调节阀17-10、冷凝器4及三通第十三调节阀 17-16 ；三通第十二调节阀17-15分别连接发动机冷却换热器9-1的进水口、发动机冷却换热器9-2的进水口、三通第十三调节阀17-16及截止阀或电磁阀20，截止阀或电磁阀20连接补水口，三通第十三调节阀17-16分别连接三通第十二调节阀17-15、供热热水与生活热水回水口、三通第十一调节阀17-11，三通第五调节阀17-5分别连接低温级制冷剂加热器 14-2、第三水侧阀门26-3，第三水侧阀门沈-3连接第一水侧阀门26-1，第一水侧阀门连接冷却水进口及高温级制冷剂加热器14-1，高温级制冷剂加热器14-1分别连接第二水侧阀门26-2、第四水侧阀门沈-4，第二水侧阀门沈-2连接冷却水出口。发动机1-1与压缩机3-1之间通过主动齿轮15-1、从动齿轮16-1、离合器2-1连接，发动机1_2与压缩机3_2 之间通过主动齿轮15-2、从动齿轮16-2、离合器2-2连接。其中主动齿轮和从动齿轮的齿轮传动连接可用主动皮带轮与从动皮带轮的皮带传动代替。来自用户的回水经三通第十三调节阀17-16分成两路，一路经三通第十一调节阀17-11与三通第十调节阀17-10的部分出水混合后送往冷凝器4加热送往用户供热，另一路在三通第十二调节阀17-15处与补水混合，出水再与来自高温级制冷剂加热器14-1、低温级制冷剂加热器14-2的回水混合后分成两路分别送往高温级发动机冷却换热器9-1和低温级发动机冷却换热器9-2吸收发动机 2-1,2-2的冷却余热，两路出水分别经三通第二调节阀17-2、三通第四调节阀17-4进入高、 低温级烟气换热器8-1、8-2继续吸收发动机烟气余热，出水经三通第一调节阀17-1、三通第三调节阀17-3并汇合，然后在三通第十调节阀17-10处分成两路，一路用于制取生产热水，另一路在三通第十一调节阀17-11处与回水混合后进入冷凝器4加热后给用户供热，三通第一调节阀17-1、三通第二调节阀17-2、三通第三调节阀17-3、三通第四调节阀17_4分出的部分热水混合后经三通第五调节阀17-5分别送往高温级制冷剂加热器14-1、低温级制冷剂加热器14-2加热制冷剂，两个加热器的出水与三通第十二调节阀17-15出水混合后继续循环。实施例3 如图加所示，其与实施例1基本相同，其区别在于在二元复叠式热泵系统中增加了高、低温级回热换热器12-1、12-2。高温级储液器23-1和高温级节流阀5_1之间及高温级气液分离器M-I和冷凝蒸发器6之间连接高温级回热换热器12-1，低温级储液器23-2和低温级节流阀5-2之间及低温级气液分离器M-2和蒸发器7之间连接低温级回热换热器12-2 ；蒸发器7为风冷蒸发器。系统制冷运行时，高温级压缩机不运行，离合器2-1断开，高温级制冷剂加热器 14-1作冷凝器用，发动机余热只用于制取生活热水，制冷剂在低温级制冷剂加热器14-2中不换热，第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门26-4关闭，第一水侧阀门26-1、第二水侧阀门 26-2打开，第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2、第五制冷剂侧阀门25-5关闭，第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第六制冷剂侧阀门25-6打开，三通第十调节阀17-10左侧通路关闭。空气经蒸发器7放热后可送往空调用户制冷，制冷剂在其中气化后进入低温级回热换热器12-2吸收从低温级储液器23-2出来的制冷剂热量，经低温级气液分离器M-2进入压缩机3-2压缩，变为高温高压气体后依次经第六制冷剂侧阀门25-6、第四制冷剂侧阀门25-4进入高温级制冷剂加热器14-1，与冷却水换热，制冷剂在其中放热凝结后依次经第三制冷剂侧阀门25-3、低温级储液器23-2进入低温级回热换热器12-2继续放热以增加制冷剂过冷度，再经低温级节流阀5-2节流后经低温级制冷剂加热器14-2回到蒸发器7完成制冷循环。冷却水由第一水侧阀门沈-1进入高温级制冷剂加热器14-1吸热后由阀门沈-2流出。在水回路中，补水由阀门20与来自三通第十三调节阀 17-16的回水经三通第十二调节阀17-15混合进入发动机冷却换热器9，并经三通第二调节阀17-2进入烟气换热器8，流出后先后经三通第一调节阀17-1、三通第十调节阀17-10供给用户制取生活热水。制热运行时，系统可回收发动机余热制取生活热水、加热制冷剂、预热部分进入冷凝器4的水，以进一步提高制热量和出水温度。制热时第一水侧阀门26-1、第二水侧阀门沈-2关闭，第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门沈-4打开，第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2、第五制冷剂侧阀门25-5打开，第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第六制冷剂侧阀门25-6关闭，高温级系统投入运行，高温级制冷剂在冷凝蒸发器 6中与低温级制冷剂换热，温度升高完全气化后进入高温级回热换热器12-1吸收高温级储液器23-1出来的制冷剂的热量，再经高温级气液分离器M-I进入压缩机3-1压缩成高温高压的过热气体后，在冷凝器4放热凝结后经高温级储液器23-1进入高温级回热换热器12-1，再通过高温级节流阀5-1节流后经阀门25-1进入高温级制冷剂加热器14-1与来自发动机冷却换热器9和烟气换热器8的热水换热，经第二制冷剂侧阀门25-2进入冷凝蒸发器6完成高温级循环；低温级制冷剂在蒸发器7中与空气换热，气化后经低温级回热换热器 12-2、低温级气液分离器M-2进入低温级压缩机3-2压缩，变为高温高压气体后经第五制冷剂侧阀门25-5进入冷凝蒸发器6，与高温级制冷剂换热，出来后经低温级储液器23-2进入低温级回热换热器12-2，经低温级节流阀5-2节流后进入低温级制冷剂加热器14-2并吸收发动机部分余热后回到蒸发器7完成低温级循环。在水回路中，来自供热与热水用户的回水在三通第十三调节阀17-16中分为两路，一路经三通第十一调节阀17-11与三通第十调节阀17-10部分出水混合后，继续进入冷凝器4被加热后送给用户供热，另一路在三通第十二调节阀17-15中与补水混合后再与来自高、低温级制冷剂加热器14-1、14-2的回水混合后进入发动机冷却换热器9加热，出水经三通第二调节阀17-2进入烟气换热器8被加热，出水经三通第一调节阀17-1、三通第十调节阀17-10并在三通第十调节阀17-10处分成两路，一路用于制取生活热水，另一路与用户回水在三通第十一调节阀17-11处混合后进入冷凝器4继续加热后供给供热用户，从三通第一调节阀17-1、三通第二调节阀17-2出来部分热水混合后经三通第五调节阀17-5分流后分别送往高、低温级制冷剂加热器14-1、 14-2加热制冷剂，两个换热器出水混合后与回水一起进入冷却换热器9继续循环。实施例4 如图2b所示，两台发动机驱动两台压缩机的二元复叠式热泵装置包括二元复叠式热泵系统、发动机系统和水回路三部分组成。二元复叠式热泵系统及其制冷、制热运行原理与实施例3基本相同，其区别在于发动机系统的两个压缩机3-1、3-2分别由两个发动机1-1、1-2驱动，其发动机系统的结构与实施例2的发动机系统的结构完全相同。其原理参见参见实施例3和实施例2。实施例5 如图3a所示，一台台发动机驱动三台压缩机的三元复叠式热泵装置包括三元复叠式热泵系统、发动机系统和水回路三部分组成。其与实施例3基本相同，其区别在于复叠式热泵系统为三元复叠式热泵系统，包括高温级、中温级和低温级三个制冷剂循环。其中，由高温级压缩机3-1、冷凝器4、高温级储液器23-1、高温级回热换热器12-1、 高温级节流阀5-1、高温级气液分离器M-1、高温级冷凝蒸发器6-1组成高温级制冷剂循环；低温级压缩机3-2、冷凝蒸发器6、低温级回热换热器12-2、低温级储液器23-2、低温级节流阀5-2、低温级制冷剂加热器14-2、低温级气液分离器M-2、蒸发器7、第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第五制冷剂侧阀门25-5、第六制冷剂侧阀门25_6组成低温级制冷剂循环；中温级压缩机3-3、高温级冷凝蒸发器6-1、冷凝蒸发器6、中温级回热换热器12-3、中温级储液器23-3、中温级节流阀5-3、制冷剂加热器14_1、中温级气液分离器 M-3、第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2组成中温级制冷剂循环。发动机1 与压缩机3-1之间通过主动齿轮组15-1、从动齿轮16-1、离合器2-1连接，发动机1与压缩机3-2之间通过主动齿轮组15-1、从动齿轮16-2、离合器2-2连接，发动机1与压缩机3_3 之间通过主动齿轮组15-1、从动齿轮16-3、离合器2-3连接。其中主动齿轮组与从动齿轮传动方式可用主动皮带轮和从动皮带轮传动方式代替。系统制冷运行时，高、中温级压缩机3-1、3_3不运行，离合器2-1、2_3断开，制冷剂加热器14-1作冷凝器用，发动机余热只用于制取生活热水，制冷剂在低温级制冷剂加热器 14-2中不换热，第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门26-4关闭，第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2、第五制冷剂侧阀门25-5关闭，第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第六制冷剂侧阀门25-6打开，三通第十调节阀17-10左侧通路关闭。制冷剂在蒸发器7中吸收空气的热量，空气的温度降低后送往空调用户制冷，制冷剂吸热气化后经过低温级回热换热器12-2经低温级气液分离器M-2进入压缩机3-2压缩，变为高温高压气体后经第六制冷剂侧阀门25-6、第四制冷剂侧阀门25-4进入制冷剂加热器14-1，与冷却水换热，制冷剂在其中放热凝结后经第三制冷剂侧阀门25-3进入低温级储液器23-2，再进入低温级回热换热器12-2，经低温级节流阀5-2节流后，由低温级制冷剂加热器14-2回到蒸发器7完成制冷剂循环。冷却水由第一水侧阀门沈-1进入制冷剂加热器14-1吸热后由第二水侧阀门26-2流出。补水经阀门20与来自三通第十三调节阀17-16的回水经三通第十二调节阀17-15混合后进入发动机冷却换热器9吸收冷却余热，并经三通第二调节阀 17-2进入烟气换热器8，流出后先后经三通第一调节阀17-1、三通第十调节阀17-10供给用户制取生活热水。 制热运行时，系统可回收发动机余热用于制取生活热水、加热制冷剂、预热部分供热热水。制热时，第一水侧阀门26-1、第二水侧阀门26-2关闭，第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门26-4打开，第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2、第五制冷剂侧阀门 25-5打开，第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第六制冷剂侧阀门25-6关闭， 高、中温级系统同时投入运行。高温级制冷剂在高温级冷凝蒸发器6-1中与中温级制冷剂换热，温度升高后依次经高温级回热换热器12-1、高温级气液分离器M-I进入压缩机3-1 压缩成高温高压的过热气体，接着进入冷凝器4放热凝结后经高温级储液器23-1进入高温级回热换热器12-1，再经高温级节流阀5-1节流后进入高温级冷凝蒸发器6-1完成高温级循环；中温级制冷剂在冷凝蒸发器6中与低温级制冷剂换热，温度升高后进入中温级回热换热器12-3，经中温级气液分离器M-3再进入压缩机3-3压缩，变成较高温高压的过热气体后进入高温级冷凝蒸发器6-1放热凝结后经中温级储液器23-3进入中温级回热换热器12-3，经中温级节流阀5-3节流后经阀门25-1进入制冷剂加热器14_1与来自发动机冷却换热器9和烟气换热器8的部分热水换热，制冷剂吸热后经阀门25-2进入冷凝蒸发器6 完成中温级循环；低温级制冷剂在蒸发器7中与空气换热，气化后经过低温级回热换热器 12-2、低温级气液分离器M-2进入压缩机3-2压缩，变为中温中压气体后经阀门25-5进入冷凝蒸发器6，与中温级制冷剂换热凝结，出来后进入低温级储液器23-2、低温级回热换热器12-2，经低温级节流阀5-2节流后进入低温级制冷剂加热器14-2与来自发动机冷却换热器9和烟气换热器8的部分热水换热，再回到蒸发器7完成低温侧制冷剂循环。水回路中，来自供热用户的回水在三通第十三调节阀17-16中分为两路，一路在三通第十一调节阀17-11中与来自三通第十调节阀17-10的部分出水混合后进入冷凝器4吸热供给用户， 另一路在三通第十二调节阀17-15中与补水混合，再与高温级制冷剂加热器14-1、低温级制冷剂加热器14-2的回水混合后进入发动机冷却换热器9加热，出水经三通第二调节阀 17-2继续进入烟气换热器8被加热，从烟气换热器8出来的水经三通第一调节阀17-1、三通第十调节阀17-10并在三通第十调节阀17-10处再分成两路，一路用于制取生活热水，另一路经过三通第十一调节阀17-11并与部分用户回水混合后进入冷凝器4继续加热后为用户供热。从三通第一调节阀17-1、三通第二调节阀17-2出来的部分热水混合后经三通第五调节阀17-5分流后分别送往高、低温级制冷剂加热器14-1、14-2加热制冷剂，两个换热器出水混合后与回水一起进入冷却换热器9继续循环。实施例6 如图北所示，两台发动机驱动三台压缩机的三元复叠式热泵装置包括三元复叠式热泵系统、发动机系统和水回路三部分组成。三元复叠式热泵系统及其制冷、制热运行原理与实施例5基本相同，其区别在于发动机系统的三个压缩机3-1、3-2、3-3分别由两个发动机1-1、1_2驱动，其发动机系统的结构与实施例2的发动机系统的结构基本相同。其原理参见参见实施例5和实施例2。制冷时，发动机余热只用于制取生活热水，补水经阀门20与三通第六调节阀17-6 的回水在三通第十二调节阀17-15混合后在三通第六调节阀17-6分成两路分别进入发动机冷却换热器9-1、发动机冷却换热器9-2，然后分别经三通第四调节阀17-4、三通第九调节阀17-12进入烟气换热器8-2、烟气换热器8-1，流出后分别经三通第三调节阀17-3、三通第一调节阀17-1再经过三通第十调节阀17-10供给用户制取生活热水。制热运行时，来自用户的供热与热水回水在三通第十三调节阀17-16中分为两路，一路与来自三通第十调节阀17-10的部分出水在三通第i^一调节阀17-11混合后进入冷凝器4加热提供用户供热热水，另一路在三通第十二调节阀17-15中与补水混合后再与低温级制冷剂加热器14-2、制冷剂加热器14-1回水混合后经三通第六调节阀17-6分成两路，分别进入发动机冷却换热器9-1、发动机冷却换热器9-2吸收冷却余热，出水分别经三通第四调节阀17-4、三通第九调节阀17-12继续进入烟气换热器8-2、烟气换热器8-1被加热，从烟气换热器8-2、烟气换热器8-1出来的水分别经三通第一调节阀17-1、三通第三调节阀17-3后汇合并在三通第十调节阀17-10处再分成两路，一路用于直接制取生活热水，另一路经三通第十一调节阀17-11与部分用户回水混合后进入冷凝器4继续加热后供热。从三通第一调节阀17-1、三通第九调节阀17-12、三通第三调节阀17-3、三通第四调节阀17-4出来部分热水混合后经三通第五调节阀17-5分流后分别送往制冷剂加热器14-1、 低温级制冷剂加热器14-2加热制冷剂，两个换热器出水混合后与回水一起继续循环。实施例7 如图3c所示，三台发动机驱动三台压缩机的三元复叠式热泵装置包括三元复叠式热泵系统、发动机系统和水回路三部分组成。三元复叠式热泵系统及其制冷、制热运行原理与实施例5基本相同，其区别在于发动机系统的三个压缩机3-1、压缩机3-2、压缩机3-3分别由三个发动机1-1、发动机1-2、发动机1-3驱动，发动机系统由发动机1-1、 发动机1-2、发动机1-3、发动机冷却换热器9-1、发动机冷却换热器9-2、发动机冷却换热器
9-3、烟气换热器8-1、烟气换热器8-2、烟气换热器8-3、冷却水旁通阀10_1、冷却水旁通阀
10-2、冷却水旁通阀10-3、燃料调节阀11-1、燃料调节阀11-2、燃料调节阀11_3组成。发动机1-3连接发动机冷却换热器9-3，发动机1-3与发动机冷却换热器9-3之间设有冷却水旁通阀10-3，发动机冷却换热器9-3连接烟气换热器8-3，烟气换热器8-3连接发动机1_3，发动机1-3连接燃料调节阀11-3，燃料调节阀11-3连接燃料源。三通第八调节阀17-9分别连接烟气换热器8-3的出水口、三通第十调节阀17-10、三通第五调节阀17-5，三通第九调节阀17-12分别连接烟气换热器8-3的进水口、发动机冷却换热器9-3的出水口、三通第五调节阀17-5，三通第七调节阀17-7分别发动机冷却换热器9-3的进水口、发动机冷却换热器9-1的进水口、三通第六调节阀17-6，发动机1-3与压缩机3-3之间通过主动齿轮15_3、 从动齿轮16-3、离合器2-3连接，其中主动齿轮与从动齿轮的齿轮传动方式可用主动皮带轮和从动皮带轮皮带传动方式代替。其余发动机系统的结构与实施例2的发动机系统的结构基本相同。其原理参见参见实施例6和实施例2。系统制冷运行时，高温级压缩机3-1、中温级压缩机3-3不运行，离合器2-1、离合器2-3断开，制冷剂加热器14-1作冷凝器用，发动机余热只用于制取生活热水，制冷剂在低温级制冷剂加热器14-2中不换热，第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门沈-4关闭，第一水侧阀门26-1、第二水侧阀门沈-2打开，第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2、第五制冷剂侧阀门25-5关闭，第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第六制冷剂侧阀门25-6打开，三通第十调节阀17-10左侧通路关闭。制冷剂在蒸发器7中吸收空气的热量，空气的温度降低后可送往空调用户制冷，制冷剂气化后经过低温级回热换热器12-2、 低温级气液分离器M-2进入压缩机3-2压缩，变为高温高压气体后经第六制冷剂侧阀门 25-6、第四制冷剂侧阀门25-4进入制冷剂加热器14-1，与冷却水换热，制冷剂在其中放热后通过第三制冷剂侧阀门25-3再经低温级储液器23-2、回热换热器12-2、低温级节流阀 5-2节流后，再经低温级制冷剂加热器14-2回到蒸发器7完成制冷循环。在水回路中，冷却水由第一水侧阀门26-1进入制冷剂加热器14-1吸热后由第二水侧阀门沈-2流出。补水经阀门20与来自三通第十三调节阀17-16的回水混合后经三通第十二调节阀17-15，再在三通第六调节阀17-6处分成两路，一路进入发动机冷却换热器9-2，另一路经三通第七调节阀17-7分成两路分别进入发动机冷却换热器9-1、发动机冷却换热器9-3，进入发动机冷却换热器9-1、发动机冷却换热器9-2、发动机冷却换热器9-3的水分别经三通第二调节阀 17-2、三通第四调节阀17-4、三通第九调节阀17-12进入烟气换热器8_1、烟气换热器8_2、 烟气换热器8-3，出水经三通第一调节阀17-1、三通第三调节阀17-3、三通第八调节阀17-9 后汇合后再经三通第十调节阀17-10供给用户制取生活热水。制热运行时，系统可回收发动机余热用于制取生活热水、加热制冷剂、预热供热用水。制热时第一水侧阀门26-1、第二水侧阀门沈-2关闭，第三水侧阀门26-3、第四水侧阀门沈-4打开，第一制冷剂侧阀门25-1、第二制冷剂侧阀门25-2、第五制冷剂侧阀门25-5打开，第三制冷剂侧阀门25-3、第四制冷剂侧阀门25-4、第六制冷剂侧阀门25-6关闭，高、中温级系统同时投入运行。高温级制冷剂在高温级冷凝蒸发器6-1中与中温级制冷剂换热， 温度升高后经高温级回热换热器12-1，再进入高温级气液分离器M-I后进入压缩机3-1 压缩成高温高压的过热气体，进入冷凝器4放热后经高温级储液器23-1进入高温级回热换热器12-1，再经高温级节流阀5-1节流后进入高温级冷凝蒸发器6-1完成高温级循环； 中温级制冷剂在冷凝蒸发器6中与低温级制冷剂换热，温度升高后进入中温级回热换热器 12-3，经中温级气液分离器M-3进入压缩机3-3压缩成温度和压力较高的过热气体，进入高温级冷凝蒸发器6-1放热凝结后经中温级储液器23-3再进入中温级回热换热器12-3， 经中温级节流阀5-3节流后经第一制冷剂侧阀门25-1进入制冷剂加热器14-1加热后，再经第二制冷剂侧阀门25-2进入冷凝蒸发器6完成中温级循环；低温级制冷剂在蒸发器7中与空气换热，气化后经过低温级制冷剂回热换热器12-2吸热经低温级气液分离器M-2进入压缩机3-2压缩，变为中温中压气体后进入冷凝蒸发器6，与中温级制冷剂换热，出来后进入低温级储液器23-2，经低温级制冷剂回热换热器12-2放热后再经低温级节流阀5-2 节流后经低温级制冷剂加热器14-2回到蒸发器7完成低温侧制冷剂循环。水回路中，来自供热与热水用户的回水在三通第十三调节阀17-16中分为两路，一路与来自三通第十调节阀17-10的部分出水混合后经三通第十一调节阀17-11进入冷凝器4加热供给用户制热，另一路在三通第十二调节阀17-15中与补水混合后再与低温级制冷剂加热器14-2和制冷剂加热器14-1回水混合后经三通第六调节阀17-6被分成两路，其中一路进入发动机冷却换热器9-2加热，出水经三通第四调节阀17-4继续进入烟气换热器8-2被加热，由三通第六调节阀17-6出来的另一路在三通第七调节阀17-7处分成两路分别进入发动机冷却换热器9-1、发动机冷却换热器9-3加热，出水分别经过三通第二调节阀17-2、三通第九调节阀 17-12进入烟气换热器8-1、烟气换热器8-3，从烟气换热器8-1、烟气换热器8_2、烟气换热器8-3出来的水分别经三通第一调节阀17-1、第三调节阀17-3、三通第八调节阀17-9后汇合，然后在三通第十调节阀17-10处再分成两路，一路用于直接制取生活热水，另一路与部分供热回水经三通第十一调节阀17-11混合进入冷凝器4继续吸热后用于供热。从三通第一调节阀17-1、三通第二调节阀17-2、三通第八调节阀17-9、三通第九调节阀17-12、三通第三调节阀17-3、三通第四调节阀17-4出来部分热水混合后进入制冷剂加热器14-1和低温级制冷剂加热器14-2加热制冷剂，从两个制冷剂加热器出来的回水继续回到各个冷却换热器循环加热。上述实施例中，蒸发器可以是板式、管壳式、套管、翅片管等换热器形式，与制冷剂换热的介质可以相应选择空气、乙二醇溶液、水等二次介质中的一种，水也可以是地下水、 湖水、河水等；发动机可以是专用燃料发动机，也可以是双燃料发动机；压缩机可以是开启式压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机等；冷凝器可以采用水冷的管壳式、套管式、板式等形式的换热器；节流阀可以是热力阀、电子膨胀阀等。上述实施例中，发动机与压缩机之间通过主动齿轮或齿轮组与从动齿轮连接进行动力传递，发动机与压缩机之间也可采用主动皮带轮和从动皮带轮皮带传动方式，以图如为例进行说明即发动机1输出轴上装有主动带轮18，压缩机3输入轴与离合器2连接， 离合器2另一端与从动带轮19连接，从动带轮19与主动带轮18通过皮带13实现动力传递。以图4b为例进行说明即发动机1输出轴上装有主动带轮18，压缩机3-1、压缩机3-2 输入轴分别与离合器2-1、离合器2-2连接，离合器2-1、离合器2-2另一端分别与从动带轮 19-1、从动带轮19-2连接，从动带轮19-1、从动带轮19-2与主动带轮18通过皮带13实现动力传递。以图4c为例进行说明即发动机1输出轴上装有主动带轮18，压缩机3-1、压缩机3-2、压缩机3-3输入轴分别与离合器2-1、离合器2-2、离合器2_3连接，离合器2_1、离合器2-2、离合器2-3另一端分别与从动带轮19-1、从动带轮19-2、从动带轮19_3连接，从动带轮19-1、从动带轮19-2、从动带轮19-3与主动带轮18通过皮带13实现动力传递。离合器离合与否决定了与其连接的压缩机是否投入运行。本发明的复叠式压缩热泵在进行制热、制冷运行时需要充注合适的制冷剂。水侧回路中三通调节阀旁通开度要根据装置制冷量、制热量及制冷剂过热度等参数情况进行综合调节。本发明中的复叠式热泵系统的高温级与低温级应优先采用同种纯制冷剂或混合制冷剂，水侧回路中的水在外接泵驱动下流动。
权利要求
1.一种发动机驱动的复叠式热泵装置，其包括复叠式热泵系统、至少一个发动机系统和水回路三部分，其特征在于所述的复叠式热泵系统包括高温级循环系统和低温级循环系统，高温级压缩机、冷凝器、高温级储液器、高温级节流阀、高温级制冷剂加热器、冷凝蒸发器、高温级气液分离器、第一制冷剂侧阀门(25-1)、第二制冷剂侧阀门05- 组成高温级制冷剂循环系统，高温级压缩机连接冷凝器(4)，冷凝器4连接高温级储液器、供热热水出水口，高温级储液器连接高温级节流阀，高温级节流阀通过第一制冷剂侧阀门05-1)连接高温级制冷剂加热器，高温级制冷剂加热器通过第二制冷剂侧阀门05- 连接冷凝蒸发器，冷凝蒸发器连接高温级气液分离器，高温级气液分离器连接高温级压缩机；低温级压缩机、冷凝蒸发器、低温级储液器、低温级节流阀、低温级制冷剂加热器、蒸发器(7)、低温级气液分离器、第三制冷剂侧阀门、第四制冷剂侧阀门05-4)、第五制冷剂侧阀门 (25-5)、第六制冷剂侧阀门05-6)组成低温级制冷剂循环系统，低温级压缩机通过第五制冷剂侧阀门(25-5)、第六制冷剂侧阀门05-6)连接冷凝蒸发器，冷凝蒸发器连接低温级储液器，低温级储液器连接低温级节流阀，低温级节流阀连接低温级制冷剂加热器，低温级制冷剂加热器连接蒸发器(7)，蒸发器(7)连接低温级气液分离器，低温级气液分离器连接低温级压缩机，低温级储液器和高温级制冷剂加热器之间设有第三制冷剂侧阀门(25-3)、 第四制冷剂侧阀门(25-4)，每个发动机系统由一个发动机、一个发动机冷却换热器、一个烟气换热器、一个冷却水旁通阀、一个燃料调节阀组成，每个发动机连接一发动机冷却换热器，每个发动机与发动机冷却换热器之间设有一冷却水旁通阀，每个发动机冷却换热器的出水口连接一烟气换热器的进水口，每个烟气换热器连接一发动机，每个发动机连接一燃料调节阀，水侧回路由三通调节阀、截止阀或电磁阀(20)、第一水侧阀门(沈-1)、第二水侧阀门(沈-2)、第三水侧阀门(沈-3)、第四水侧阀门(26-4)组成，每个烟气换热器的出水口均通过三通调节阀连接三通第十调节阀(17-10)、三通第五调节阀(17-5)，三通第十调节阀(17-10)分别连接三通第十一调节阀(17-11)及用户热水，三通第十一调节阀(17-11) 分别连接冷凝器(4)及三通第十三调节阀(17-16)，每个发动机冷却换热器的出水口均通过三通调节阀连接三通调节阀(17-5)，每个发动机冷却换热器的进水口连接第四水侧阀门 06-4、低温级制冷剂加热器、三通第十二调节阀(17-15)，三通第十二调节阀(17-1 分别连接三通第十三调节阀(17-16)及截止阀或电磁阀(20)，截止阀或电磁阀OO)连接补水口，三通第十三调节阀(17-16)分别连接回水口、三通第i^一调节阀(17-11)，三通第五调节阀(17- 分别连接低温级制冷剂加热器、第三水侧阀门(沈-3)，第三水侧阀门06-3) 连接第一水侧阀门(26-1)，第一水侧阀门Q6-1)连接冷却水进口及高温级制冷剂加热器， 高温级制冷剂加热器分别连接第二水侧阀门06- 、第四水侧阀门(沈-4)，第二水侧阀门 (26-2)连接冷却水出口，发动机与压缩机之间传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种发动机驱动的复叠式热泵装置，其特征在于所述的复叠式热泵系统还包括中温级循环系统，中温级压缩机、冷凝器、中温级储液器、中温级节流阀、 高温级制冷剂加热器、冷凝蒸发器、中温级气液分离器、第一制冷剂侧阀门05-1)、第二制冷剂侧阀门05- 组成中温级制冷剂循环系统，中温级压缩机连接另一个冷凝蒸发器，另一个冷凝蒸发器连接中温级储液器，中温级储液器连接中温级节流阀，中温级节流阀通过第一制冷剂侧阀门05-1)连接高温级制冷剂加热器，高温级制冷剂加热器通过第二制冷剂侧阀门05- 连接冷凝蒸发器，冷凝蒸发器连接中温级气液分离器，中温级气液分离器连接中温级压缩机。
3.根据权利要求1所述的一种发动机驱动的复叠式热泵装置，其特征在于所述的高温级储液器与高温级节流阀之间及冷凝蒸发器与高温级气液分离器之间设有高温级回热换热器。
4.根据权利要求1所述的一种发动机驱动的复叠式热泵装置，其特征在于所述的低温级储液器与低温级节流阀之间及蒸发器与低温级气液分离器之间设有低温级回热换热器。
5.根据权利要求1所述的一种发动机驱动的复叠式热泵装置，其特征在于所述的中温级储液器与中温级节流阀之间及冷凝蒸发器与中温级气液分离器之间设有中温级回热换热器。
6.根据权利要求1所述的一种发动机驱动的复叠式热泵装置，其特征在于所述的发动机系统中包含一个以上的发动机，发动机与压缩机之间通过皮带轮或齿轮组及离合器连接，一台发动机驱动一台、两台或三台压缩机。
全文摘要
本发明公开了一种发动机驱动的复叠式热泵装置，其包括复叠式热泵系统、至少一个发动机系统和水回路三部分，其特征在于所述的复叠式热泵系统包括高温级循环系统和低温级循环系统，高温级压缩机、冷凝器、高温级储液器、高温级节流阀、高温级制冷剂加热器、冷凝蒸发器、高温级气液分离器、制冷剂侧阀门组成高温级制冷剂循环系统，低温级压缩机、冷凝蒸发器、低温级储液器、低温级节流阀、低温级制冷剂加热器、蒸发器、低温级气液分离器、制冷剂侧阀门组成低温级制冷剂循环系统，发动机系统由发动机、发动机冷却换热器、烟气换热器、冷却水旁通阀、燃料调节阀组成，本发明能提高燃料的利用效率，实现能源的高效利用，减少污染，还实现了同一机组完成夏季制冷、冬季制热、制取生活热水等多重功能。
文档编号F25B40/06GK102226596SQ20111012266
公开日2011年10月26日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者吴坤, 赵海波 申请人:烟台大学