混合动力燃气热泵系统(HPGHP)作为一种新型的空调系统形式,将混合动力技术与传统燃气热泵(GEHP)技术相结合,实现系统制冷、采暖、供热一体化。混合动力燃气热泵技术的发展不仅能够实现系统能源的高效利用,避免传统燃气热泵部分负荷运行时的缺陷,也能够通过天然气这种清洁能源的使用缓解日益恶化的环境问题,实现节能环保。本文的研究与探讨工作是以江苏省科技厅工业支撑项目“混合动力分布式供能系统技术研究与开发”(项目编号:BE2009151)为背景,对共轴并联式混合动力燃气热泵系统进行了研究。本文着重对共轴并联式混合动力燃气热泵的系统构成与能量管理控制优化策略进行了研究,具体研究内容如下:(1)对混合动力燃气热泵系统的部件组成、工作原理进行了详细的描述与说明,对系统驱动系下不同的三种连接方式进行了分析对比,系统最终选择共轴并联式混合动力燃气热泵系统。(2)针对共轴并联式混合动力燃气热泵系统,确定了其运行的主要三种工作模式:燃气发动机驱动压缩机并充电模式(模式C)、燃气发动机单独驱动压缩机模式(模式D)以及燃气发动机和电机联合驱动压缩机模式(模式L)。与此同时,通过理论与实验相结合的方法,建立了混合动力燃气热泵系统关键部件的数学模型,主要包括压缩机模型、燃气发动机模型、电机模型。(3)基于功率分配原则,本文首先提出了基于规则的简单逻辑控制策略,以实现系统双动力源燃气发动机和蓄电池组的简单高效动力分配;其次,基于等效燃气消耗最小的思想,详述了混合动力燃气热泵系统等效燃气转化过程并建立了等效燃气消耗最小模型,结合混合动力燃气热泵系统动力分配功率平衡原则,提出了以等效燃气消耗最小为目标的能量管理优化控制策略,并对系统燃气经济性和污染物排放进行了分析讨论。其研究结果表明,在最小等效燃气消耗控制策略下,无论压缩机需求负荷如何变化,发动机都能够始终保持在其经济区内高效的运行,使发动机的热效率始终保持在0.25以上;当燃气发动机的转速为950rpm、1450rpm、2150rpm时候,燃气发动机燃气消耗率的最小值分别为 284.62 g/(kWh),286.93 g/(kWh),296.6 g/(kWh)。在模式 C、模式 D、模式L下,燃气消耗率的平均值分别为291.26 g/(kWh),296.89 g/(kWh)和301.33 g/(kWh)。