蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统，包括沼气发动机、压缩循环系统和蓄电系统，蓄电系统包括蓄电池组、发电机、电源控制装置、蓄电线路和供电线路，发电机安装在沼气发动机的转动轮上，且发电机由蓄电线路连接于蓄电池组，蓄电池组由电源控制装置与沼气发动机的启动电源及整机控制装置电源输入端连接。通过设置蓄电系统，可以将沼气发动机的转动动能转化为电能并蓄存在蓄电池组内，可以为沼气发动机的启动和整机控制装置的运行供电，提高系统的能源利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及沼气热泵系统，具体涉及具有蓄电功能，能够为沼气机的启动提供动力，同时能将富余的电能提供给沼气系统中的其他用电设备，充分提高系统的能效。
技术介绍
随着经济社会的发展，能源与环境问题越来越受到人们的关注。为进一步降低生活中一次能源的消耗，以及有效地减轻环境负担，沼气作为一种极具潜力的资源逐渐被提上日程。沼气自身具有来源广泛易得、充分利用废物资源、无污染低排放等优点。沼气除众所周知的照明、厨房用气外，还可以作为动力设备的燃料，沼气发动机就是以沼气为燃料的动力机，其具有低排放、低污染的优点。而沼气发动机驱动的热泵(Biogas engine driven heat pump，简称BHP) 是以沼气机为动力源，驱动热泵系统运行的供热装置，由于热泵系统通常包括压缩式热泵和吸收式热泵两大类，则沼气驱动热泵系统相应包括沼气驱动压缩式热泵系统和沼气驱动吸收式热泵系统。其中，沼气驱动压缩式热泵系统应用较为广泛。沼气驱动压缩式热泵系统通常包括沼气发动机和压缩循环系统，压缩循环系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及循环水泵。沼气通过供气管路与沼气发动机相连通，驱动沼气发动机工作，在沼气发动机的带动下，压缩循环系统中的压缩机开始工作，循环工质由压缩机压缩加压进入冷凝器放出热量，再由膨胀阀节流降压进入到蒸发器吸收热量后，再次进入到压缩机，完成压缩循环。其中，压缩循环系统中经过蒸发器的冷冻水可以作为用户制冷的冷源（制冷模式）。现有技术中，沼气驱动压缩式热泵系统整机控制装置的运行是通过外接电源供电，且沼气发动机也是通过外接电源来启动，同时热泵系统发动机在运行过程中自身无发电装置，整个沼气驱动压缩式热泵系统中也没有蓄电装置，这样就使得系统的启动，以及运行过程中一次能的利用率下降，不利于系统长期的节能高效运行。
技术实现思路
本技术提供一种蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统，在立足于能源高效利用、降低污染物排放的基础上，利用系统中的沼气发动机发电并蓄存电能，为发动机的启动和整机控制装置的运行供电，降低外接电源耗电量，节能高效，提高系统的能源利用率。为达到解决上述技术问题的目的，本技术采用以下技术方案予以实现：一种蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统，包括沼气发动机和压缩循环系统，所述沼气发动机与压缩循环系统的压缩机通过传动装置连接，还包括有蓄电系统，所述蓄电系统包括蓄电池组、发电机、电源控制装置、蓄电线路和供电线路，所述发电机安装在所述沼气发动机的转动轮上，且所述发电机由所述蓄电线路连接于所述蓄电池组，所述蓄电池组由电源控制装置与所述沼气发动机的启动电源输入端及所述热泵系统的控制装置电源输入端连接。所述热泵系统还包括余热回收系统，所述余热回收系统包括安装在所述沼气发动机的缸套上的缸套冷却水换热器、安装在所述沼气发动机的排气系统上的烟气换热器、与缸套冷却水换热器、烟气换热器串联进行热交换的低温水板式换热器，所述低温水板式换热器具有低温水换热管，所述低温水换热管一端为低温水入口，另一端为高温水出口。所述热泵系统还包括沼气净化设备，所述沼气净化设备连接在所述沼气发动机的沼气进气管上。与现有技术相比，本技术具有以下优点和积极效果：1、本技术蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统设有有蓄电系统，可以将沼气发动机的转动动能转化为电能并蓄存在蓄电池组内，可以为沼气发动机的启动和整机控制装置的运行供电，提高系统的能源利用率；2、通过设置余热回收装置，可将系统运行中余热充分利用，使其在制热模式下提供采暖用热水，制冷模式下还可以提供生活热水，减少能源浪费；3、通过设置沼气净化设备，可以有效除去沼气中的有害气体和杂质，减少污染物的排放。附图说明图1为本技术实施例蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统在制冷模式下的结构示意图；图2为本技术实施例蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统在制热模式下的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本实施例蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统，包括沼气发动机8、压缩循环系统和蓄电系统，沼气发动机8和压缩循环系统的结构同现有技术常规设置，即压缩循环系统包括压缩机1、冷凝器4、空气换热器5、膨胀阀3、蒸发器2和循环水泵13，沼气发动机8与压缩机1通过传动装置（比如传动皮带）连接，沼气发动机8产生动力利用传动装置为压缩机1提供动力；本实施例蓄电系统包括蓄电池组11、发电机20、电源控制装置12、蓄电线路21和供电线路22，发电机20安装在沼气发动机8的转动轮上，在沼气发动机8工作的同时由其产生电能，且发电机20由蓄电线路21连接于蓄电池组11，将发电机20产生的电能蓄存在蓄电池组11，蓄电池组11由电源控制装置12（比如变压器、稳压器等）与沼气发动机8的启动电源输入端及热泵系统整机控制装置电源输入端连接，即为沼气发动机8的启动和热泵系统整机控制装置的运行进行供电，而由于空气换热器5、冷凝器4和蒸发器2的送风装置启动功率较大，其仍由外接电源17进行供电。沼气发动机8启动，带动压缩机1启动，系统中循环工质由压缩机1压缩后，进入冷凝器4，然后再进入膨胀阀3，经其节流降压进入到蒸发器2，最终返回压缩机1，完成整个压缩循环。参照图1，在制冷时，冷冻水（图1中标号14为冷冻水回水）在蒸发器2内与制冷工质换热，冷冻水温度降低，制冷工质吸收冷冻水的热量后，变成蒸汽进入压缩机1；沼气发动机8驱动容积式压缩机1对工质进行加压，工质温度升高后，进入冷凝器4，通过冷凝器4的换热，将工质携带的热量通过空气换热器5排到外界环境中；然后工质经过膨胀阀3节流降压进入蒸发器2，完成制冷循环（图1中标号15为至用户的冷冻水供水）。夏季时，冷冻水作为载冷介质进入室内进行制冷。为充分利用热泵系统运行中产生的余热，节约能源，本实施例中热泵系统还包括余热回收系统，余热回收系统包括安装在沼气发动机8的缸套冷却装置上的缸套冷却水换热器6、安装在沼气发动机8的排气系统上的烟气换热器9、与缸套冷却水换热器6、烟气换热器9串联进行热交换的低温水板式换热器，低温水板式换热器具有低温水换热管26，低温水换热管26一端为低温水入口18，另一端为高温水出口16，低温水经低温水换热管26与缸套冷却水换热器6、烟气换热器9进行热交换后由高温水出口16提供用户生活用高温热水，图1中标号19为进行热交换后排放的烟气。低温水（自来水）经低温水板式换热器被缸套冷却水换热器6中的循环水（约80~90℃）加热后，再经过烟气换热器9，被沼气发动机8排出的高温废气（约400~500℃）进一步加热，水温可达到90~110 ℃，这部分热水直接经专门设置的热水分水器送至各热用户（如生活热水）使用。参照图2，在制热时，空气中的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统，包括沼气发动机和压缩循环系统，所述沼气发动机与压缩循环系统的压缩机通过传动装置连接，其特征在于：还包括有蓄电系统，所述蓄电系统包括蓄电池组、发电机、电源控制装置、蓄电线路和供电线路，所述发电机安装在所述沼气发动机的转动轮上，且所述发电机由所述蓄电线路连接于所述蓄电池组，所述蓄电池组由电源控制装置与所述沼气发动机的启动电源输入端及所述热泵系统的控制装置电源输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统，包括沼气发动机和压缩循环系统，所述沼气发动机与压缩循环系统的压缩机通过传动装置连接，其特征在于：还包括有蓄电系统，所述蓄电系统包括蓄电池组、发电机、电源控制装置、蓄电线路和供电线路，所述发电机安装在所述沼气发动机的转动轮上，且所述发电机由所述蓄电线路连接于所述蓄电池组，所述蓄电池组由电源控制装置与所述沼气发动机的启动电源输入端及所述热泵系统的控制装置电源输入端连接。
2.根据权利要求1所述的蓄电式沼气驱动压缩式热泵系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凤国，曹冠忠，郑涛，颜超，李先庭，赵冬芳，
申请(专利权)人：青岛经济技术开发区海尔热水器有限公司，天津城建大学，
类型：新型
国别省市：山东;37