一种多能源复合式供热系统的制作方法

1.本发明属于热泵供热系统技术领域，具体为一种多能源复合式供热装置结构及其运行方式。


背景技术：

2.我国北方城镇未来2050年供暖面积达200亿平米左右，为实现低碳发展，要向低品位余热为主的能源结构转型。热电联产和工业余热为主体热源的问题是其热量虽然很多，且相对比较集中，但是为了缓解对空气质量恶化造成的压力，燃煤为主的发电或工业在核心区域均受到约束，离城市热负荷中心往往较远，如何高效回收这些余热并将这些热量低成本输送到城市，是余热作为供暖热源的关键问题。分析表明热量长途输送，降低热网回水温度是主要的解决方法。在热力站安装吸收式换热机组可以降低热网回水温度，但由于老城区新旧管网质量参差不齐造成的管道耐温及承压能力限制，且部分老城区热力站改造存在空间狭小、产权归属等实际困难，很难做到对市区既有热力站全部大温差改造。为尽可能减少对现状管网及热力站运行条件的改变，并充分利用现状热网，同时满足城市集中供热需要配置25％～40％的调峰热源问题，可以在现状热源厂、锅炉房、隔压站等原有厂址改造建设中继能源站，结合城市热网调峰以降低回水温度。
3.这种中继能源站要满足巨大供热量的要求，且需要满足换热、泵热及补热调峰等功能，因此单一供热装置无法实现。比如换热器成本低换热效率高，但是只能从高温向低温传导，温差过大时就会产生损失；燃气燃煤锅炉供热限制少，投资低，但是碳排放大，只适合调峰；吸收式热泵适合大温差的提温，但是自身驱动能量需求高，供热cop低；电动压缩式热泵只适合小温差的能力品味提高，但是耗电量大等。
4.因此，我们提出了综合利用上述多种不同类型供热单元构成一个的复合式供热设备来满足实际需求。但复合式供热系统中不同供热单元的工作特性不同，运维工况不同，各个供热单元需要根据其自身的特点运行在最佳的工况；不同的工况还存在最佳的流程优化，比如最佳的分级数和最佳运行台数等；同时还需要根据供热的需要变化进行工况、能力的调节，以保证整个供热系统的能效最佳，各机组运行可靠性、安全性最佳。另外，其中一些设备运行时包含燃气、高压电力、蒸汽和高压容器等危险因素(例如燃气驱动热源和燃气锅炉包含易燃气体，运行时要杜绝高压电；而大规模热泵所需要的压缩机由于容量巨大必须有10kv的高压电力直接驱动)，现有技术对这些供热单元的空间布局没有合理的限定，将这些设备布置在一个工作空间内会带来很大的安全隐患。并且由于不同的供热单元对环境温度的要求不同，有些运行在高温环境，有些则需要较低的温度环境，将这些设备布置在一个工作空间内会降低系统的运行效率。
5.综上所述，对现有复合供热系统的各个供热单元进行统一的流程设计，统一的运行控制，以及更加合理的空间布局就显得尤为重要。这个设备具有以零碳的余热为主供热；功能全面；投资最少；安全性好；根据用户需求和各供热单元的特性，随时给出最佳运行策略，使得运行费用最低等特点。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种多能源复合式供热系统，该多能源复合供热系统将吸收式热泵和压缩式热泵的零部件进行了分割，组成了由零部件矩阵构成的供热单元。分割成供热单元后，两种热泵间不在是简单的串并联叠加关系，而是可以通过不同的组成和连接关系组成了一种全新是热泵系统。此系统可以针对性的发挥各供热单元的能力，从而使系统综合能效比，出水温度，安全性，经济性，占地空间等最优化。
7.例如，为了在系统性能方面提高系统的出水温度和减少能源消耗：可以将热网回水先吸收式热泵的吸收器然后再流经压缩式热泵的冷凝器，最后流经吸收式热泵的冷凝器。此种方法的优势在于，可以充分利用燃气的做功能力，将热泵的出水温度进一步抬高，实现相同的供热面积回收更多的余热量。以35℃热网回水为例，另一侧余热水也由35℃降低到20℃，采用已有专利的方法，由于热网回水要先进过压缩式热泵的冷凝器，吸收式热泵吸收器的进水温度较高，则稀溶液浓度较高，另外发生器由于受溶液腐蚀等限制，浓溶液温度最高到165℃，则冷凝器出口温度最多提升到100℃，而采用本专利方法，由于热网回水先进吸收式热泵的吸收器，可以保持稀溶液浓度在一个合理范围，中间加热温度段由压缩式热泵的冷凝器补充后，冷凝器出口温度可以达113℃。从另一个角度解释，在驱动热源温度及低温热源温度不变的情况下，当热网进水温度越低时，吸收式热泵需要获得的提升温差(吸收器溶液温度
‑
蒸发温度)越小，需要付出的驱动温差(发生器溶液温度
‑
冷凝温度)也可以更小，可使热网出水温度更高。
8.再比如从安全性考虑：对不同供热单元的空间布局进行优化，对具有较高危险性的供热单元进行了物理隔离，降低了系统运行的安全隐患，增加了运行稳定性。
9.再比如从经济性考虑，在空间布局上采用多层设置，以减小复合式供热系统的占地面积，管路系统更加容易布置，循环水泵功耗最低。
10.本发明目的是提供一种多能源复合式供热系统，解决现有复合式供热系统各个供热单元空间布局不合理的问题。
11.为实现上述效果，本发明的基本构思是：一种多能源复合式供热系统，其特征在于，包括支撑框架和设置在支撑框架内的复合热泵系统，所述复合热泵系统包括吸收式发生器、吸收式冷凝器、吸收式蒸发器、吸收式吸收器、压缩式蒸发器、压缩式冷凝器、压缩式压缩机、热网水系统、余热水系统和驱动热源系统；
12.所述驱动热源系统包括：燃气驱动热源、驱动热源供出管和驱动热源回收管；所述驱动热源供出管与吸收式发生器热源入口相连，吸收式发生器热源出口与驱动热源回收管相连；
13.所述压缩式蒸发器和吸收式蒸发器通过余热水系统相串联；
14.所述吸收式吸收器、压缩式冷凝器和吸收式冷凝器通过热网水系统相串联；
15.所述支撑框架包括至少一个隔离结构，所述隔离结构将支撑框架内部分为至少两个独立隔间，所述燃气驱动热源和压缩式压缩机分别设置于不同独立隔间内。
16.进一步的，所述隔离结构为多个，且水平布置在所述支撑框架内，将支撑框架内部自上而下分割成多个独立隔间，其中燃气驱动热源设置在最上层隔间；吸收式蒸发器和吸收式吸收器设置在最下层隔间；压缩式压缩机设置在最上层和最下层之间的任意一层隔
间。
17.进一步的，所述吸收式发生器与燃气驱动热源设置在同一层隔间或所述吸收式发生器设置在燃气驱动热源的下面一层隔间，所述吸收式冷凝器设置在燃气驱动热源的下面一层隔间，压缩式冷凝器设置在燃气驱动热源的下面一层隔间，所述压缩式蒸发器设置在最下层隔间，所述压缩式压缩机设置在燃气驱动热源的下面一层隔间与最下层隔间之间的任一层隔间内。
18.进一步的，所述隔离结构为多个且竖直布置在所述支撑框架内，将支撑框架内部分割成多个左右分布的独立隔间，其中至少燃气驱动热源和压缩式压缩机设置在不同的独立隔间内。
19.进一步的，所述隔离结构为隔板、隔墙或楼板，其材质为防火阻燃材料。
20.进一步的，所述余热水系统包括：
21.余热水回水管和余热水供水管；
22.所述余热水回水管与压缩式蒸发器热源入口相连，所述压缩式蒸发器热源出口通过余热水回水管与吸收式蒸发器热源入口相连，所述吸收式蒸发器热源出口与余热水供水管相连；
23.或所述余热水回水管与吸收式蒸发器热源入口相连，所述吸收式蒸发器热源出口通过余热水回水管与压缩式蒸发器热源入口相连，所述压缩式蒸发器热源出口与余热水供水管相连。
24.进一步的，所述热网水系统包括：
25.热网水回水管和热网水供水管；
26.所述热网水回水管与吸收式吸收器冷却液入口连接，吸收式吸收器冷却液出口通过热网水回水管与压缩式冷凝器冷却液入口连接，压缩式冷凝器冷却液出口通过热网水回水管与吸收式冷凝器冷却液入口连接，吸收式冷凝器冷却液出口与热网水供水管连接；
27.或所述热网水回水管与压缩式冷凝器冷却液入口连接，压缩式冷凝器冷却液出口通过热网水回水管与吸收式吸收器冷却液入口连接，吸收式吸收器冷却液出口通过热网水回水管与吸收式冷凝器冷却液入口连接，吸收式冷凝器冷却液出口与热网水供水管连接。
28.进一步的，还包括燃气锅炉，所述燃气锅炉进水口通过热网水供水管与吸收式冷凝器冷却液出口相连，所述燃气锅炉出水口与热网水供水管相连，所述燃气锅炉与所述驱动热源设置在同一隔间内；还包括总换热器，所述总换热器热源侧与余热水系统串联，所述总换热器冷却水侧与热网水系统串联。
29.进一步的，所述吸收式发生器、吸收式蒸发器、吸收式冷凝器、吸收式吸收器、压缩式冷凝器、压缩式压缩机、压缩式蒸发器、燃气锅炉和总换热器为单级结构，或为多级串联结构，或为多级并联结构，或为多组多级串联结构相互并联而成的矩阵结构，，或为多组多级并联结构相互串联而成的矩阵结构，上述供热单元无需存在一一对应关系，压缩式供热单元与吸收式供热单元数量也无需一一对应。
30.进一步的，还包括驱动热源余热回收系统，所述驱动热源余热回收系统包括：换热器和驱动热源余热回收管，所述换热器设置在驱动热源回收管上，所述换热器入口通过驱动热源余热回收管与余热水供水管相连，所述换热器出口通过驱动热源余热回收管与余热水回水管相连。
31.进一步的，还包括集中控制中心，所述集中控制中心协通过电路调控各供热单元开启或关闭，以及控制水泵调节各个管路中的水流方向水流速度；其中吸收式热泵、压缩式热泵内部还包括独立运行调控单元，集中控制中心调控压缩式热泵和吸收式热泵的开启或关闭，再由压缩式热泵和吸收式热泵内部的独立运行调控单元进行具体运行功率调控，以实现总控与分控相结合的控制方法；或压缩式热泵和吸收式热泵的独立调控单元集成在集中控制中心内部，由集中控制中心统一调控。
32.进一步的，所述集中控制中心根据供热负荷给出最佳经济运行策略，优先顺序依次为利用余热水系统结合总换热器供热；其他热源结合总换热器供热；余热水系统结合压缩式热泵供热；余热水系统结合吸收式热泵供热；燃气锅炉调峰供热；余热水系统结合压缩式热泵和吸收式热泵和燃气锅炉供热联合供热。
33.进一步的，余热网侧回水依次流经压缩式蒸发器单元、吸收式蒸发器单元或反之；热网侧回水依次流经吸收式吸收器、压缩式冷凝器、吸收式冷凝器，或者压缩式冷凝器、吸收式吸收器、吸收式冷凝器，或者吸收式吸收器、吸收式冷凝器、压缩式冷凝器。
34.本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
35.本发明公开了一种多能源复合式供热系统，解决了现有复合式供热系统各个供热单元空间布局不合理存在安全隐患，且影响系统运行效率的问题。将复合式供热系统设置在支撑框架内，并且在支撑框架内设置有隔离结构，通过设置隔离结构将包含易燃气体的燃气驱动热源和包含高压电的压缩式热泵压缩机进行物理隔离，消除了安全隐患。同时，本发明将把压缩式热泵和吸收式热泵，燃气锅炉和总换热器集成在一个支撑框架内，有机的构成了一个全新的复合设备，不是单纯的空间布置的优化。
36.还进一步将需要较低工作温度的供热单元与高温供热单元隔离，提高了系统的运行效率。通过合理空间布局优化，使得系统的安全性和经济性都得到了提升。
37.此外，本发明还包括集中控制中心，根据供热能力的需求利用集中控制中心对进行统中各种吸收器、发生器、燃气锅炉、蒸发器和冷凝器等各种供热单元的工作状态进行统一调控。以便实现能源的高效合理利用和各供热单元的效率最佳。在控制空心的调控下，多种供热单元有机的构成了一个整体。
38.本发明提供的复合供热系统具有以零碳的余热为主供热，功能全面，保证投资最少，安全性好，根据用户需求和各供热单元的特性，随时给出最佳运行策略，使得运行费用最低。
附图说明
39.图1为本发明第一实施例的示意图；
40.图2为本发明第二实施例的示意图；
41.图3为本发明第三实施例的示意图；
42.图4为本发明第四实施例的示意图；
43.图5为本发明第五实施例的示意图；
44.图6为本发明实施例中复合热泵系统各部的第一种连接关系示意图；
45.图7为本发明实施例中复合热泵系统各部的第二种连接关系示意图；
46.图8为本发明实施例中复合热泵系统各部的第三种连接关系示意图；
47.图9为本发明实施例中复合热泵系统各部的第四种连接关系示意图；
48.图10为图6中余热水系统的另一种连接关系示意图；
49.图11为吸收式热泵示意图；
50.图12为压缩式热泵示意图；
51.图13为供热单元为单极的示意图；
52.图14为供热单元为多级串联的示意图；
53.图15为供热单元为多级并联的示意图；
54.图16为供热单元为多组串联结构相互并联构成矩阵结构的示意图；
55.图17为供热单元为多组并联结构相互串联构成矩阵机构的示意图；
56.图18为图6中供热单元为矩阵布置时的供热流程图；
57.图19为图9中供热单元为矩阵布置时的供热流程图；
58.图20为本发明一种多能源复合供热系统的结构示图；
59.图21为本发明一种多能源复合供热系统的另一种结构示图。
60.附图标记：
61.其中100、支撑框架；110、隔离结构；200、复合热泵系统；300、热网水系统；400、余热水系统；210、吸收式热泵；220、压缩式热泵；211、吸收式发生器；212、吸收式冷凝器；213、吸收式蒸发器；214、吸收式吸收器；221、压缩式蒸发器；222、压缩式冷凝器；223、压缩式压缩机；310、热网水回水管；320、热网水供水管；410、余热水回水管；420、余热水供水管；430、驱动热源余热回收管；510、燃气驱动热源；520、驱动热源供出管；530、驱动热源回收管；6、换热器；7、燃气锅炉；8、循环泵；9、总换热器；10、集中控制中心；11、维护楼梯。
具体实施方式
62.在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
63.显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
64.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
65.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
66.本发明提供的一种多能源复合式供热系统设置在热网供暖系统中，以便回收余热水或热网回水的余热，提高能源使用效率。可以理解地，在发明的其他实施例中，上述复合
式热泵系统也可以用于其他场合，如工业或农业热水系统，此处不做唯一限定。
67.参见图1，本发明实施例中，一种多能源复合式供热系统，包括支撑框架100和设置在支撑框架100内的复合热泵系统200，所述复合热泵系统200包括吸收式热泵210、压缩式热泵220、热网水系统300、余热水系统400和驱动热源系统；
68.所述压缩式蒸发器221和吸收式蒸发器213通过余热水系统400相串联；所述吸收式吸收器214、压缩式冷凝器222和吸收式冷凝器212通过热网水系统300相串联。
69.由于本发明的主要目的是对供热系统的各供热单元空间布局进行优化，因此对各供热单元与热网水系统300的以及余热水系统400的连接顺序可不做具体限定。虽然供热单元与热网水系统300及余热水系统400管路的不同连接顺序可以带来不同效能的加热效果，但只要能确保各供热单元的正常工作的连接顺序都可以采用。因此只需要确保所述压缩式蒸发器221和吸收式蒸发器213通过余热水系统400相串联；所述吸收式吸收器214、压缩式冷凝器222和吸收式冷凝器212通过热网水系统300相串联即可。
70.所述驱动热源系统包括：燃气驱动热源510、驱动热源供出管520和驱动热源回收管530；所述驱动热源供出管520与吸收式发生器211热源入口相连，吸收式发生器211热源出口与驱动热源回收管530相连。
71.驱动热源是驱动吸收式热泵的必要组件，通常采用燃气驱动热源510，由于其运行时包含易燃易爆气体，属于危险性较高的组件，要避免工作环境中有存在电气设备，尤其是高压电路设备。一旦燃气泄漏接触到电火花，极易发生爆燃爆炸等安全生产事故。故考虑应当将燃气驱动热源510与带有高压电的设备隔离。
72.具体的，参见图2，所述支撑框架100包括至少一个隔离结构110，所述隔离结构110将支撑框架100内部分割为至少两个独立隔间，所述燃气驱动热源510和压缩式压缩机223分别设置于不同独立隔间内。
73.本发明通过设置隔离结构110，将设备中包含燃气、高压电力等危险因素的热泵单元进行物理隔离，杜绝火灾等安全隐患。包含燃气的燃气驱动热源510内不能存在高压电力，但是大规模热泵所需要的压缩式压缩机223由于容量巨大必须有10kv的高压电力直接驱动，因此，供热系统中至少燃气驱动热源510和压缩式压缩机223必须设置在不同的独立隔间内。而对于供热系统中的其他供热单由于其危险性很低，其空间布局可以不做具体限定，即其余的供热单元可以任意布置在两个隔间内，或其中一个隔间内，并不做具体限定。因此图2中供热系统内并未具体示出其他供热单元，以及其他各供热单元与热网水系统300和余热水系统400的具体连接顺序。各供热单元与热网水系统300和余热水系统400的连接顺序在后续的图6
‑
9中进行具体阐述。
74.参见图2，为了使多能源复合式供热系统的运行效果更佳，空间布局更加合理，本发明还对其他供热单元的空间布局进行优化。具体的，在支撑框架100内设置多个(即两个或两个以上)隔离结构110，隔离结构110以水平方式设置，将支撑框架100内部自上而下分割成多个(即三个或三个以上)独立隔间，图2中以设置两个隔离结构110将支撑框架100分割为三个独立隔间为例，其中燃气驱动热源510设置在最上层隔间，吸收式蒸发器213和吸收式吸收器214设置在最下层隔间，压缩式压缩机223设置在最上层和最下层之间的任意层隔间。
75.将燃气驱动热源510设置在最上层隔间是出于安全的考虑。由于发生火灾时火势
是随热空气向上燃烧蔓延的，如果燃气驱动热源510设置在底层，一旦发生火灾，向上蔓延的火势会波及其他供热单元，造成巨大损失并引发次生灾害。将燃气驱动热源510设置在最上层的优点在于，其上方不存在其他供热设备，即使火灾发生，也可将火势控制在最上层隔间内，并且由于其下方具有隔离结构110阻隔相对安全，火势不会波及到下层供热的设备。故将燃气驱动热源510设置在最上层更加有利于消防安全。
76.考虑到进一步提高系统结构的稳定性，将吸收式蒸发器213和吸收式吸收器214设置在最底层。因为吸收式蒸发器213和吸收式吸收器214内部存储大量的吸收剂水溶液，其重量比重很大，如果将这两个组件设置在较高的隔层内，势必会使系统重心抬高，导致复合供热系统和支撑框架100的稳定性降低。故将这两个组件布置在最下层，可以将整个系统重心的降低，以此提高复合式供热系统及支撑框架100的稳定性。故吸收式蒸发器213和吸收式吸收器214更适宜设置在最底层。
77.为了进一步提高系统的运行效率，考虑将吸收式发生器211靠近燃气驱动热源510设置。参见3和图4以设置三个隔离结构110将支撑框架100分割为四个独立隔间为例。燃气驱动热源510工作时输出高温燃气，高温燃气经驱动热源供出管520输送至吸收式发生器211，加热吸收式发生器211内的溶液产生高温蒸汽，进而使吸收式热泵正常运作。为减少高温燃气在管道中输送过程中的热损耗，提高系统热效率，应将燃气驱动热源510与吸收式发生器211之间的距离设置的尽可能靠近。因此考虑将所述吸收式发生器211与燃气驱动热源510设置在同一层隔间，或所述吸收式发生器211设置在燃气驱动热源510之下的一层隔间。
78.如图3所示，当吸收式发生器211与燃气驱动热源510设置在同一层时，高温燃气的输送距离最短，热效率最高。并且由于吸收式发生器211内部为吸收剂水溶液，即使发生火灾，也不会造成火势的扩大，因此可以和燃气驱动热源510设置在同一层。
79.如图4所示，如果考虑更高的安全性，提高消防安全等级，也可以将吸收式发生器211设置在紧邻燃气驱动热源510的下面一层隔间。驱动热源输出管和驱动热源回收管530穿过隔离结构110连接吸收式发生器211的热源入口和出口。
80.参见图3和图4，为了进一步提高系统运行效率的，考虑将吸收式冷凝器212靠近吸收式发生器211设置。这样设置是考虑到吸收式发生器211产生的高温蒸汽在输送至吸收式冷凝器212的过程中会有一定热损耗，其输送路程越长，损耗就会越大。故应当尽可能缩短二者之间的距离。但同时吸收式冷凝器212内含有高温高压蒸汽，属于危险组件，应当避免与燃气驱动热源510设置在同一层，故将吸收式发生器211设置在燃气驱动热源510的下面一层隔间内，这样既确保了高温高压组件和燃气组件的隔离，降低了高温高压容器带来的安全隐患。又确保了吸收式冷凝器212与吸收式发生器211之间的距离尽可能接近。在提高热效率的同时，保证了安全性。并且内含蒸汽的吸收式冷凝器212，重量较轻，设置在靠上层的隔间内并不会影响支撑框架100的稳定性。
81.同样的，压缩式冷凝器222也是高温高压容器，其内部为制冷剂蒸汽，重量较轻，并且压缩式冷凝器222与吸收式冷凝器212是相互串联对热网水进行加热，其作用与吸收式冷凝器212相同，都是对热网水进行加热。因此，可以将压缩式冷凝器222设置在吸收式冷凝器212的同一层隔间，即燃气驱动热源510的下面一层隔间。并且压缩式冷凝器222内部为制冷剂蒸汽，重量也较轻，设置靠上层的隔间内不会影响支撑框架100的稳定性。如此，包含高温高压蒸汽的压缩式冷凝器222和吸收式冷凝器212均实现与燃气驱动热源510的隔离，并且
相同功能的高温组件靠近设置减少了热能输送过程中热损耗，提高了热效率，压缩式冷凝器222和吸收式冷凝器212设置在同一层内方便维护和管理。
82.上述组件燃气驱动热源510、吸收式发生器211和吸收式冷凝器212，都属于高温组件，其运行时都产生很高的温度以实现对热网水的加热。将这些组件靠近在一起设置有利于营造高温的工作环境，提高系统的供热效率。同时也避免了对需要低温环境运行的组件的影响。
83.考虑到压缩式冷凝器222也属于高温组件，并且其重量较轻，故发明实施例将压缩式冷凝器222也设置在燃气驱动热源510的下面一层隔间。如此，包含高温高压蒸汽的压缩式冷凝器222和吸收式冷凝器212均实现与燃气驱动热源510的隔离，并且压缩式冷凝器222和吸收式冷凝器212设置在同一层内方便维护和管理。
84.同样的，考虑到压缩式蒸发器221内包含大量的冷凝后的制冷剂液体，其重量很大，所以将所述压缩式蒸发器设置在最下层隔间，即与吸收式蒸发器213和吸收式吸收器214设置在同一层隔间。进一步降低系统的中心，提高稳定性。上述的，吸收式吸收器214、吸收式蒸发器213和压缩式蒸发器221的重量都较大，工作温度都较低，属于类似的工况环境，因此不会互相产生不良影响。
85.对于压缩式压缩机223，其运行状态下带有高压电，需要与燃气驱动热源510隔离。因此首先考虑压缩式压缩机223不能设置在最上层，其次压缩式压缩机223是大功率电器设备，运行时发热量很大，其工作环境需要具备较好的散热条件。而燃气驱动热源510下面一层隔间内设置了吸收式冷凝器和压缩式冷凝器，这两个组件内均含有高温蒸汽属于高温组件，其工作的环境温度也很高。如果将压缩式压缩机223与前述两者设置在同一层内，势必会影响压缩式压缩机223的正常散热，进而影响整个供热系统的运行效率。如果将压缩式压缩机223设置在最下层，即与吸收式吸收器214、吸收式蒸发器213和压缩式蒸发器221设置在同一层隔间内，由于前述三者的工作温度也较高，同样会影响压缩式的正常散热。
86.综上所述，为了进一步提高压缩式压缩机223的工作效率和安全性，如图3和图4所示，将压缩式压缩机223完全独立与其它供热组件，设置在最下层隔间与燃气驱动热源510的下面一层隔间之间的任一层独立隔间内。另一方面压缩式压缩机223工作时需要高压电，属于高危环境，将其单独布置在一层独立隔间内，与其他供热单元隔离，有利于电路安全维护和管理。
87.经过上述空间布局优化后，本发明一种多能源复合式供热系统，实现了包含燃气的供热组件和包含高压电的供热组件之间的物理隔离。还将需要散热条件的供热组件和高温条件的供热组件的进行隔离。将大比重供热组件设置在底层，降低系统的中心，提高稳定性。并且支撑框架100为竖向多层隔间叠加的设置形式，降低了系统的占地面积，节约了土地成本。
88.参见图5，在本发明的另一种实施例中，可以将隔离结构110竖直设置。所述隔离结构110为多个且竖直布置在所述支撑框架100内，将支撑框架100内部分割成多个左右分布的独立隔间，其中至少燃气驱动热源510和压缩式压缩机设置在不同的独立隔间内。这种布置方式比较适合于工业用地面积充裕的地区，例如一些远郊区县，偏远地区，其优点是建造难度低，不需要建造多层结构。缺点是占地面积过大，不适于用地面积紧张的人口密集地区。
89.本发明上述实施例中，隔离结构110可以设置为隔板、隔墙或楼板，只要能起到物理阻隔效果的结构都可以采用。此外为了达到本发明降低火灾等安全隐患的目的，须将隔离结构110的材质设为防火阻燃材料。
90.以上内容为对本发明一种多能源复合供热系统各供热组件的空间布局的详细说明。
91.下面内容为对本发明一种多能源复合供热系统中复合热泵的连接方式进行详细说明。
92.余热网(长输网)侧回水依次流经电热泵蒸发器单元、吸收式热泵蒸发器单元或反之；热网(一次网)侧回水依次流经吸收式吸收器、电热泵冷凝器、吸收式热泵冷凝器，或者电热泵冷凝器、吸收式吸收器、吸收式热泵冷凝器，或者吸收式吸收器、吸收式热泵冷凝器、电热泵冷凝器。
93.一、对于余热水系统400与复合热泵系统200包括两种连接关系：
94.所述余热水系统400包括：余热水回水管410和余热水供水管420；
95.第一种，所述余热水回水管410与压缩式蒸发器热源入口相连，所述压缩式蒸发器热源出口通过余热水回水管410与吸收式蒸发器213热源入口相连，所述吸收式蒸发器213热源出口与余热水供水管420相连(如图6和7)。
96.第二种，所述余热水回水管410与吸收式蒸发器热源入口相连，参见图10，所述吸收式蒸发器热源出口通过余热水回水管410与压缩式蒸发器221热源入口相连，所述压缩式蒸发器221热源出口与余热水供水管420相连(如图8和9)。
97.二、对于热网水系统300与复合系统200也包括两种连接关系：
98.所述热网水系统300包括：热网水回水管310和热网水供水管320；
99.第一种，所述热网水回水管310与吸收式吸收器214冷却液入口连接，吸收式吸收器214冷却液出口通过热网水回水管310与压缩式冷凝器222冷却液入口连接，压缩式冷凝器222冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式冷凝器212冷却液入口连接，吸收式冷凝器212冷却液出口与热网水供水管320连接(如图6和8)。
100.第二种，所述热网水回水管310与压缩式冷凝器冷却液入口连接，压缩式冷凝器冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式吸收器冷却液入口连接，吸收式吸收器冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式冷凝器212冷却液入口连接，吸收式冷凝器212冷却液出口与热网水供水管320连接(如图7和9)。
101.第三种，所述热网水回水管310与吸收式吸收器214冷却液入口连接，吸收式吸收器214冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式冷凝器212冷却液入口连接，吸收式冷凝器212冷却液出口通过热网水回水管310与压缩式冷凝器222冷却液入口连接。
102.将余热水系统400的两种连接方式和热网水系统300的两种连接方式相互组合，构成了余热水系统400、热网水系统300与复合热泵系统200之间的四种连接关系，分别为：
103.1、如图6，所述余热水回水管410与压缩式蒸发器热源入口相连，所述压缩式蒸发器热源出口通过余热水回水管410与吸收式蒸发器213热源入口相连，所述吸收式蒸发器213热源出口与余热水供水管420相连(如图6和7)。所述热网水回水管310与吸收式吸收器214冷却液入口连接，吸收式吸收器214冷却液出口通过热网水回水管310与压缩式冷凝器222冷却液入口连接，压缩式冷凝器222冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式冷凝器
212冷却液入口连接，吸收式冷凝器212冷却液出口与热网水供水管320连接(如图6和8)。
104.2、如图7，所述余热水回水管410与压缩式蒸发器热源入口相连，所述压缩式蒸发器热源出口通过余热水回水管410与吸收式蒸发器213热源入口相连，所述吸收式蒸发器213热源出口与余热水供水管420相连。所述热网水回水管310与压缩式冷凝器冷却液入口连接，压缩式冷凝器冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式吸收器冷却液入口连接，吸收式吸收器冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式冷凝器212冷却液入口连接，吸收式冷凝器212冷却液出口与热网水供水管320连接。
105.3、如图8，所述余热水回水管410与吸收式蒸发器热源入口相连，所述吸收式蒸发器热源出口通过余热水回水管410与压缩式蒸发器热源入口相连，所述压缩式蒸发器热源出口与余热水供水管420相连。所述热网水回水管310与吸收式吸收器214冷却液入口连接，吸收式吸收器214冷却液出口通过热网水回水管310与压缩式冷凝器222冷却液入口连接，压缩式冷凝器222冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式冷凝器212冷却液入口连接，吸收式冷凝器212冷却液出口与热网水供水管320连接。
106.4、如图9，所述余热水回水管410与吸收式蒸发器热源入口相连，所述吸收式蒸发器热源出口通过余热水回水管410与压缩式蒸发器热源入口相连，所述压缩式蒸发器热源出口与余热水供水管420相连。所述热网水回水管310与压缩式冷凝器冷却液入口连接，压缩式冷凝器冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式吸收器冷却液入口连接，吸收式吸收器冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式冷凝器212冷却液入口连接，吸收式冷凝器212冷却液出口与热网水供水管320连接。
107.上述图6
‑
9中供热单元的四种连接方式，均可以使供热系统正常工作，但在实际工况中，优选第一种连接方式，即图6的连接方式。因为这种连接方式可以使复合热泵系统200的效率更高，故对此种连接方式进行详细阐述。
108.如图6，本发明实施例中,复合热泵系统200，包括吸收式热泵，压缩式热泵，热网水系统300，余热水系统400和驱动热源系统；
109.所述驱动热源系统包括：驱动热源供出管520和驱动热源回收管530；所述驱动热源供出管520与吸收式热泵发生器211热源入口相连，吸收式热泵发生器211热源出口与驱动热源回收管530相连；
110.所述余热水系统400包括：余热水回水管410和余热水供水管420；所述余热水回水管410与压缩式蒸发器221热源入口相连，所述压缩式蒸发器221热源出口通过余热水回水管410与吸收式蒸发器213热源入口相连，所述吸收式蒸发器213热源出口与余热水供水管420相连；
111.所述热网水系统300包括：热网水回水管310和热网水供水管320；所述热网水回水管310与吸收式吸收器214冷却液入口连接，吸收式吸收器214冷却液出口通过热网水回水管310与压缩式冷凝器222冷却液入口连接，压缩式冷凝器222冷却液出口通过热网水回水管310与吸收式冷凝器212冷却液入口连接，吸收式冷凝器212冷却液出口与热网水供水管320连接。
112.在上述系统结构下，实现了热网回水依次经过吸收式吸收器214、压缩式冷凝器222、吸收式冷凝器212，三级加热后供出。余热水依次经过压缩式蒸发器221和吸收式蒸发器213进行降温放热后返回加热侧。通过本系统可以在相同的热网回水温度和余热水温度
下将的出口温度提升地比单独的燃气吸收式或电压缩式更高，并提高了系统能效。
113.需要说明的是，本发明热网水回水管310须按照，先连接吸收式吸收器214，再连接压缩式冷凝器222，最后连接吸收式冷凝器212的顺序进行布置，如果改变连接顺序，则不能达到发明提升加热温度的有益效果。
114.这样的连接顺序是根据吸收式热泵的特性综合分析得出的，因此需要对吸收式热泵特性进行说明，并阐明本发明分析过程。
115.参见图11，是吸收式热泵的示意图，吸收式热泵是利用高沸点物质和低沸点物质组成的工质对溶液来实现热能回收和利用。常用的有溴化锂溶液，其中溴化锂为吸收剂，其沸点高达1265℃，溴化锂是一种吸水性很强的盐类物质，不但固态的溴化锂能吸收水蒸气，浓度较高的溴化锂溶液也具有很强的吸收水蒸气的能力。溴化锂浓溶液吸收水蒸气后，浓度降低变为稀溶液，在经过加热将水分蒸发浓缩后，即可循环使用。溴化锂吸收式热泵是以溴化锂溶液为吸收剂，利用水在气液态转化的过程来达到制热目的。
116.参见图11，吸收式热泵主要包括四个部分即：吸收式吸发生器、吸收式冷凝器212、吸收式蒸发器213和吸收式吸收器214。在其工作过程中包括：
117.首先，在吸收式发生器211内，溴化锂溶液被驱动热源供出管520内的驱动热源介质加热至沸腾，使其中的水分蒸发出来，形成高温水蒸气，失去水分的溴化锂溶液浓度增加，变为溴化锂浓溶液，回流至吸收式吸收器214，而高温水蒸气被输送至吸收式冷凝器212中。
118.第二步，在吸收式冷凝器212内，高温水蒸气在热网水回水管310表面遇冷凝结，释放出大量的潜热，对热网水回水管310中的水进行加热，使热网水回水管310内的水温升高。冷凝以后的凝结水经节流后进入吸收式蒸发器213内。
119.第三步，在吸收式蒸发器213内，为负压环境，水在蒸发器内的气化温度很低，一般5℃就可以达到饱和而蒸发，因此余热水管表面的温度足以让冷凝水蒸发，冷凝水在余热水管表面遇热气化蒸发，蒸发过程中吸收大量的热，使余热水温度降低，达到回收热量的目的。冷凝水气化后产生的水蒸气进入吸收器。
120.第四步，在吸收式吸收器214内，从发生器回流的溴化锂浓溶液喷淋在热网水回水管310外表面，并在热网水回水管310外表面与来自吸收式蒸发器213的水蒸气相遇，溴化锂浓溶液将水蒸气吸收，水蒸气被吸收液化的过程中在热网水回水管310外表面释放大量潜热，加热了热网水回水管310内的水，使热网回水温度升高。吸收水蒸气后的溴化锂溶液浓度降低，变为溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液流入吸收式吸收器214底部被泵送到吸收式发生器211内再次被驱动热源加热沸腾蒸出水分，水分蒸出后变为浓溶液又具有了吸收水蒸气的能力。整个系统如此循环往复运行。热网回水依次则经过吸收式吸收器214和冷凝器两次升温最终从吸收式冷凝器212出口送出。
121.在吸收式吸收器214中，因溴化锂溶液在吸收水蒸气时要放出大量的热，故需要大量冷却液进行冷却，否则会导致吸收器内温度过高会抑制溴化锂溶液的吸水性能，使得吸收过程无法进行，进而降低系统效率。冷却液也即热网水回水管310中的热网回水，故需要确保进入吸收器内的热网回水管内水温不能过高。因此在提高热网回水温度的过程中要保证热网回水进入吸收器之前不被加热。
122.在吸收式蒸发器213中，由于蒸发器内为负压，水的饱和蒸发温度很低，一般5℃就
可以饱和蒸发，也就是说蒸发器可以较低温度的余热水中回收热量，因此将余热水回水管410中的水温降低，并不会影响蒸发器的正常工作。并且将余热水温降低还可以降低产生蒸汽的温度，这样较低温度的蒸汽进入吸收器后也有利于提高吸收器的工作效率。
123.在吸收式冷凝器212中，为了使从冷凝器流出的热网水温度升的更高，在高温蒸汽条件不变的情况下，就需要使流入吸收式冷凝器212中的热网水温度提高。
124.综合以上分析，得出三点设计思路：
125.1.不升高现有进入吸收式吸收器214中的热网水温度；
126.2.降低进入吸收式蒸发器213中的余热水温度；
127.3.升高进入吸收式冷凝器212中的热网水温度；
128.为实现这三点设计思路，考虑增设压缩式热泵(压缩式热泵结构如图12)，利用压缩式蒸发器221对余热水回水进行降温后再送入吸收式蒸发器213，利用压缩式冷凝器222对流出吸收式吸收器214的热网回水进行加热升温再送入吸收式冷凝器212。
129.参见图6，具体设置为，热网水回水管310直接与吸收式吸收器214连接(用以实现不升高现有进入吸收器中的热网水温度)；余热水回水先经过压缩式蒸发器221降温后，再进入吸收式蒸发器213，即余热水回水管410先连接压缩式蒸发器221入口，再连接压缩式蒸发器221出口与吸收式蒸发器213入口(用以实现降低进入蒸发器中的余热水温度)；将流出吸收器后的热网水进行加热后再进入冷凝器，即吸收式吸收器214出口与压缩式冷凝器222入口通过热网水回水管310连接，压缩式冷凝器222出口与吸收式冷凝器212通过热网水回水管310连接(用以实现升高进入冷凝器中的热网水温度)。
130.以上即为一种优选的复合热泵系统200的结构。
131.另有一种设计思路是将压缩式热泵和吸收式热泵简单的组合串联，让热网回水先经压缩式热泵加温后在进入吸收式热泵进一步升温，但这种串联方式效果并不好，因为没有考虑到吸收式吸收器214对工作温度的要求，经过压缩式热泵加热后的热网回水温度升高，再进入吸收式吸收器214后抑制了吸收器内溴化锂溶液的吸水过程，使整个吸收式热泵的工作效率降低。因此简单的将压缩式热泵和吸收式热泵串联的方案是有缺陷的。故不可采用压缩式热泵和吸收式热泵直接串联的结构。
132.余热水系统400的回水可以根据实际应用的工况场景，选取多种不同来源，例如，余热水回水管410入口可以与余热热源连接，或余热水回水管410入口可以与上一级热网的回水系统连接。
133.在复合热泵系统200的另一种实施例中，参见图10，余热水来源还可以引自于热网水回水，即从热网水回水管310中分流出一支水路充当余热水源，即余热水回水管410入口与热网水回水管310连接。采用这种方式的好处在系统的建设要求更低，不需要寻找独立的余热热源，设置更为便捷，同时利用热网水自身作为余热水源还可以进一步降低热网水回水温度，降低回水输送途中的热能浪费。
134.本发明实施例，参见图6
‑
10，还包括燃气锅炉7，所述燃气锅炉7进水口通过热网水供水管320与吸收式冷凝器冷却液出口相连，所述燃气锅炉7出水口与热网水供水管320相连，所述燃气锅炉7与所述驱动热源设置在同一隔间内。设置燃气锅炉7可以应对供热高峰时段的用户需求，燃气锅炉7可以用于在用户集中用暖时增加供热量。
135.参见图9，本发明实施例还包括总换热器9，所述总换热器热源侧与余热水系统串
联，所述总换热器冷却水侧与热网水系统串联。所述总换热器9还可以连接除余热水系统之外的其他热源，例如可以连接蒸汽热源或燃气热源等。
136.参见图13
‑
17，根据不同大小的供热规模需要，可以选取单极或多级或矩阵等不同形式的供热单元结构。在本发明实施例中，所述吸收式发生器211、吸收式蒸发器213、吸收式冷凝器212、吸收式吸收器214、压缩式冷凝器222、压缩式压缩机223、压缩式蒸发器221、燃气锅炉7，总换热器9可以为单级结构，或为多级串联结构，或为多级并联结构，或为多组多级串联结构相互并联而成的矩阵结构，或为多组多级并联结构相互串联而成的矩阵结构。当需要的供热规模较小时，可以采用单极结构的供热单元即可满足需求。对于较大规模的供热场景，则可采用多级串联或多级并联的供热单元结构。对于超大规模的供热场景，可采用多组多级串联结构相互并联而成的矩阵结构。
137.参见图18和19，上述供热单元无需存在一一对应关系，例如压缩式蒸发器矩阵与压缩式冷凝器矩阵及压缩机矩阵数量上可以不对应由氟利昂集中总干管分配到各个供热单元中；压缩式供热单元与吸收式供热单元数量也无一一需对应，各单元的数量可以不同。同样的压缩式热泵与吸收式热泵数量上也不需一一对应，压缩式热泵可以为多个，吸收式热泵也可以为多个。水路通过水路集中总管进行分配。
138.考虑到燃气驱动热源510在吸收式热泵发生器211内加热溴化锂溶液后仍然有很多残留热能，如果不加以回收利用就会在驱动热源回收管530途中浪费掉。为了进一步的提高回热效果，提升热网水温度，本发明实施例还包括驱动热源余热回收系统(参见图6
‑
10)，所述驱动热源余热回收系统包括：换热器6和驱动热源余热回收管430，所述换热器6设置在驱动热源回收管530上，所述换热器6入口通过驱动热源余热回收管430与余热水供水管420相连，所述换热器6出口通过驱动热源余热回收管430与余热水回水管410相连。
139.此外，在驱动热源余热回收管上设置有循环泵8以使其管道中的水流通畅。
140.图参见图20，为多能源复合式热泵结构的一种实施例。其中示意性的展示了各个供热单元的空间布局位置，图中每层虽然只布置了两个供热单元，但并不限于两个，图中仅是示意。图中标注了压缩式压缩机223和驱动热源510的位置，对其他供热单元没有进行标注，本领域技术人员可以根据实际工况需要进行调整，只要确保压缩式热泵压缩机223和燃气驱动热源510不在同一层隔间即可。在此种空间布置下均属于本发明的保护范围。
141.为了更好的调控各个供热单元的运行，提高系统效率，节约能源，还设置有集中控制中心10。
142.参见图21，本发明实施例还包括集中控制中心10，所述集中控制中10心通过电路调控各供热单元开启或关闭，以及控制水泵调节各个管路中的水流方向水流速度；其中吸收式热泵210和压缩式热泵220内部还包括独立运行调控单元，集中控制中心调控压缩式热泵和吸收式热泵的开启或关闭，再由压缩式热泵和吸收式热泵内部的独立运行调控单元进行具体运行功率调控，以实现总控与分控相结合的控制方法；或压缩式热泵和吸收式热泵的独立调控单元集成在集中控制中心内部，由集中控制中心统一调控。
143.所述集中控制中心10根据供热负荷的需求大小给出最佳经济运行策略，优先顺序依次为利用余热水系统结合总换热器供热；其他热源结合总换热器供热；余热水系统结合压缩式热泵供热；余热水系统结合吸收式热泵供热；燃气锅炉调峰供热；余热水系统结合压缩式热泵和吸收式热泵和燃气锅炉供热联合供热。
144.当供热负荷很小时，需要的供热温度很低时，只需要利用余热水系统的余热通过总换热器9即可满足需求，此时不需要启动压缩式热泵和吸收式热泵，只需要利用总换热器9与余热水系统换热即可满足需求。不需启动全部供热单元，节省了能源。当供热负荷逐渐增大时，集中控制系统可以控制开启更多的供热单元，例如启动压缩式热泵、启动吸收式热泵或启动燃气锅炉，直至开启全部供热单元。
145.为了方便工作人员对设备进行维护，还在支撑框架内部设置了维护楼梯11，工作人员可通过维护楼梯11去往不同层的隔间进行设备维护。
146.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。