[发明专利]一种串联动力热泵装置及串联动力热泵控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气发电和空调领域，尤其涉及一种串联动力热泵装置及串联动力热泵控制方法。

背景技术

随着天然气在城市的广泛使用，目前很多地区出现冷-热-电联产的能源站，可以提供制冷、供热(采暖和供热水)以及电力供应，其采用内燃发动机或燃气轮机驱动发电机单元发电，发电排出的高温尾气和热水供给吸收式热泵机组来制冷。

对于以夏季集中供冷为主的能源站，其冷负荷远大于供热负荷，必须用所发电再来驱动热泵机组，承担大部分制冷负荷，而吸收式热泵机组仅提供辅助供冷。这种制冷运行模式，燃气热能先转化为机械能，再转化为电能，最后再由电能转化为压缩机的机械能，能源重复转换，效率低，而且系统复杂，占地面积大，只适合大型系统。

冬季制热，一般常采用天然气直接燃烧的燃气锅炉，即使效率再所排烟气至少都有一百摄氏度以上，浪费较大。

此外：

公开号为102563970A的中国专利(申请号为201210042712.0)公开了一种交流电、燃气机并联双驱动热泵装置，该方案中，电机单元、燃气机采用皮带轮并联方式，结构复杂，采用皮带轮机械传动效率低，而且也无发电功能；此外制冷时，燃气机排出的高品位烟气热能没有利用，不能转化成冷源，燃气制冷效率低。

公开号为103090590A的中国专利公开了一种热动力机驱动螺杆式空气源热泵冷热水单元(申请号为201210527521.3)，该方案只是采用单一的热动力机驱动螺杆式压缩机，压缩机无电机，不能用电力驱动，功能单一，制冷时，燃气机排出的高品位烟气热能没有利用，不能转化成冷源，燃气制冷效率低。

公开号为106969529A的中国专利中(申请号为201710356192.3)，天然气高效制冷装置采用单一的燃气轮机直接驱动压缩机，制冷时，燃气机排出的高品位烟气热能通过吸收式制冷模块回收制冷，燃气制冷效率较高，但是压缩机没有电机单元驱动，只能采用燃气制冷，功能单一，适用范围有限。而且在实际使用工程中，燃气轮机的输出功率较大，往往会采用能产生较大制冷量的离心压缩机，叶轮转速高达一万多转，且内部结构配合精密，因而对压缩机输入传动轴的平稳性，即轴向震动和径向震动要求较高。而燃气轮机运行中可能会出现喘震的现象，直接用燃气动力驱动压缩机将影响压缩机安全运行，反之离心压缩机在低负荷下也会经常出现喘震，反过来也会影响燃气轮机的安全运行。

公开号为105276856A的中国专利公开了一种燃气热泵空气调节机(申请号为

201510254890.3)，其采用热动力机驱动压缩机，同时驱动发电机，无电机驱动压缩机功能，结构为皮带传动，功能较单一，结构复杂。

公开号为1776328的中国专利公开了一种混合动力燃气热泵空调及操作方法(申请号为200510122835.5)，该方案中，也采用电动机和热动力机混合驱动压缩机，并提到了混合动力装置采用串联方式和并联方式，该技术方案所谓的串联方式，是采用的一种电气和控制逻辑上的串联，即先用发动机发电，再用电机驱动压缩机，发动机和压缩机并无直接的机械连接；而其中并联方式指：发动机可独立带动压缩机，电动机也能独立带动压缩机，然后又可联合驱动压缩机。因此发动机与压缩机，电动机与压缩机之间，分别有独立的机械连接结构，然后再在一起并联，结构复杂，所以说明书里也提到：“并联式混合动力结构复杂，该发明不采用”。

公开号为1862947的中国专利公开了一种基于恒转速的燃气热泵独立供能系统(申请号为200610014290.0)，该系统中，热动力机可以同时驱动压缩机和发电机，根据附图，其结构也为直连方式，但是热动力机设置在压缩机与发电机之间，压缩机只能采用热动力机驱动，不能采用电机驱动，功能单一。

因此，有必要设计一种串联动力热泵装置及串联动力热泵控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种串联动力热泵装置及串联动力热泵控制方法，控制方法灵活性好，占地面积小，易于实施，可让燃气和电力完美地实现优势互补，同时双能源体系更具战略安全性。

发明的技术解决方案如下：

一种串联动力热泵装置，包括热动力机、电机单元和热泵机组；

所述的电机单元的两端均具有向外伸出的传动轴，包括定子、转子和轴承，其中定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子绕组由多个绕组组成，每个绕组由导线反复缠绕在同一定子铁芯部位而形成。