一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵制造技术

本发明专利技术公开了一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵，涉及燃气热泵领域，包括：燃气动力模块；热泵循环模块；热回收模块；经济器模块，所述经济器模块与所述热泵循环模块连接，通过与所述热泵循环模块的主回路中的冷剂进行换热以及提前蒸发部分的所述冷剂，提高所述热泵的运行效率与出力；除霜模块，所述除霜模块连接所述燃气动力模块，将所述燃气动力模块中的余热直接通入所述热泵循环模块中，起到除霜的效果；尾气换热循环模块，所述尾气换热循环模块连接所述燃气动力模块与所述除霜模块，通过将所述尾气换热循环模块中的尾气热量置换入所述除霜模块中，再进入所述热泵循环模块中。中。中。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵


[0001]本专利技术涉及燃气热泵领域，尤其涉及一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵。

技术介绍

[0002]燃气热泵是通过燃气发动机驱动压缩机做工，将低位热源转移到高位热源的装置，可以有效地把难以利用的低品位热能利用起来，以达到节能的目的。热泵装置主要配备有蒸发器、冷凝器、膨胀阀和压缩机四项。除热泵系统自身产生的热量以外，内燃机在运行过程中还会产生大量余热，包括烟气余热、缸套水余热、中冷水余热等高品位热源。对这些热源如果不加以利用，则会造成巨大的能源浪费。
[0003]因此，本领域的技术人员致力于开发一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵，解决现有燃气热泵技术中存在的能源浪费问题。

技术实现思路

[0004]燃气热泵在工作过程中产生的热源，可根据实际情况分别加以利用，从而满足多重用热的需求。具体来说，对于燃气热泵，燃气通过燃烧产生机械能与热能，机械能带动压缩机做工，而热能则直接通过热交换系统直接利用。能源从输入至产出的过程中，大部分能源得到了充分的利用，直接损耗主要产生在整个系统部件的热量散失以及余热利用之后的尾气排放中，其中，系统自身的热量散失可以通过对机组自身进行保温处理降低，尾气排放则占据了直接损耗能源的大部分。
[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何设计一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵，该热泵可以提供一种余热梯级利用的方法，在常用的余热回收系统之后，另外加上一套低温余热利用系统，利用低温烟气的废热，通过除霜系统与蒸发器换热进一步利用，从而提高热泵系统的运行效率与功率输出。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵，包括：
[0007]燃气动力模块，所述燃气动力模块将燃气转换为机械能；
[0008]热泵循环模块，所述热泵循环模块与所述燃气动力模块连接，在来自于所述燃气动力模块的机械能的驱动下，将空气中的热量置换出来；
[0009]热回收模块，所述热回收模块分别与所述燃气动力模块和所述热泵循环模块连接，将所述燃气动力模块和所述热泵循环模块在运转过程中产生的热量回收；
[0010]经济器模块，所述经济器模块与所述热泵循环模块连接，通过与所述热泵循环模块的主回路中的冷剂进行换热以及提前蒸发部分的所述冷剂，提高所述热泵的运行效率与出力；
[0011]除霜模块，所述除霜模块连接所述燃气动力模块，将所述燃气动力模块中的余热直接通入所述热泵循环模块中，起到除霜的效果；
[0012]尾气换热循环模块，所述尾气换热循环模块连接所述燃气动力模块与所述除霜模块，通过将所述尾气换热循环模块中的尾气热量置换入所述除霜模块中，再进入所述热泵
循环模块中。
[0013]进一步地，所述燃气动力模块包括：
[0014]燃气发动机，所述燃气发动机设置有燃气进口和空气进口。
[0015]进一步地，所述热泵循环模块包括：
[0016]压缩机，所述压缩机通过联轴器和齿轮箱与所述燃气发动机连接，所述压缩机通过制冷剂循环产生热量；
[0017]油分离器，所述油分离器与所述压缩机连接，所述压缩机压缩气态制冷剂形成液态制冷剂并进入所述油分离器；
[0018]油冷却器，所述油冷却器与所述油分离器连接，所述油分离器中的冷却油进入所述油冷却器并向外输出热能；
[0019]冷凝器，所述冷凝器与所述油分离器连接，所述油分离器中的所述液态制冷剂进入所述冷凝器并将热量输出；
[0020]第一膨胀阀，所述第一膨胀阀与所述冷凝器连接，所述液态制冷剂通过所述第一膨胀阀限流形成第一低压气液两相制冷剂；
[0021]蒸发器，所述蒸发器与所述第一膨胀阀连接，所述第一低压气液两相制冷剂进入所述蒸发器吸收热量，并形成低温低压气体，再进入所述压缩机，形成所述制冷剂循环。
[0022]进一步地，所述热回收模块包括：
[0023]发动机换热器组，所述发动机换热器组包括烟气换热器、缸套水换热器和中冷水换热器，分别收集烟气余热、缸套水余热、中冷水余热。
[0024]进一步地，所述热回收模块还包括：
[0025]齿轮箱换热器，收集齿轮箱余热。
[0026]进一步地，所述经济器模块包括：
[0027]经济器，所述经济器设置于所述冷凝器与所述第一膨胀阀之间；在所述经济器开启时，少量所述液态制冷剂进入所述经济器，通过所述经济器中的第二膨胀阀产生第二低压气液两相制冷剂，并与主管路中的所述液态制冷剂进行蒸发换热，产生低温低压气体，补充入所述压缩机中。
[0028]进一步地，所述除霜模块包括：
[0029]除霜循环泵，所述除霜循环泵的一端通过电磁三通阀与所述缸套水换热器连接，另一端与所述蒸发器连接。
[0030]进一步地，所述除霜模块还包括：
[0031]除霜电磁阀，所述除霜电磁阀的一端连接所述缸套水换热器，另一端与所述蒸发器连接，所述除霜电磁阀根据设定时间打开和关闭，利用所述缸套水余热对所述蒸发器进行除霜。
[0032]进一步地，所述尾气换热循环模块包括：
[0033]尾气换热器，所述尾气换热器与所述烟气换热器连接，将所述烟气换热器中的尾气热量置换入所述除霜模块中。
[0034]进一步地，所述烟气换热器中的尾气热量通过所述电磁三通阀置换入所述除霜模块中。
[0035]本专利技术提供了一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵至少具有以下技术效果：
[0036]1、该热泵系统中包含的针对燃气发动机的烟气余热、缸套水余热、中冷水余热的利用可用于加热生活用水等多种用途，在实现能源梯级多方位应用的前提下，提高了一次能源的利用率；
[0037]2、通过尾气换热循环模块，在普通燃气热泵系统的基础上，进一步利用低温烟气余热，降低尾气的排放温度，且因为热量通过蒸发器吸收，可以有效的预防结霜，进一步提高机组非除霜运行时间，提高机组整体运行效率。
[0038]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0039]图1是本专利技术的一个较佳实施例的整体示意图。
[0040]其中，1-燃气发动机；2-联轴器；3-齿轮箱；4-压缩机；5-油分离器；6-冷凝器；7-经济器；8-第一膨胀阀；9-蒸发器；10-除霜电磁阀；11-除霜循环泵；12-缸套水换热器；13-烟气换热器；14-中冷水换热器；15-齿轮箱换热器；16-油冷却器；17-尾气换热器；18-电磁三通阀。
具体实施方式
[0041]以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0042]在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵，其特征在于，包括：燃气动力模块，所述燃气动力模块将燃气转换为机械能；热泵循环模块，所述热泵循环模块与所述燃气动力模块连接，在来自于所述燃气动力模块的机械能的驱动下，将空气中的热量置换出来；热回收模块，所述热回收模块分别与所述燃气动力模块和所述热泵循环模块连接，将所述燃气动力模块和所述热泵循环模块在运转过程中产生的热量回收；经济器模块，所述经济器模块与所述热泵循环模块连接，通过与所述热泵循环模块的主回路中的冷剂进行换热以及提前蒸发部分的所述冷剂，提高所述热泵的运行效率与出力；除霜模块，所述除霜模块连接所述燃气动力模块，将所述燃气动力模块中的余热直接通入所述热泵循环模块中，起到除霜的效果；尾气换热循环模块，所述尾气换热循环模块连接所述燃气动力模块与所述除霜模块，通过将所述尾气换热循环模块中的尾气热量置换入所述除霜模块中，再进入所述热泵循环模块中。2.如权利要求1所述的燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵，其特征在于，所述燃气动力模块包括：燃气发动机，所述燃气发动机设置有燃气进口和空气进口。3.如权利要求2所述的燃气内燃机动力与余热梯级驱动热泵，其特征在于，所述热泵循环模块包括：压缩机，所述压缩机通过联轴器和齿轮箱与所述燃气发动机连接，所述压缩机通过制冷剂循环产生热量；油分离器，所述油分离器与所述压缩机连接，所述压缩机压缩气态制冷剂形成液态制冷剂并进入所述油分离器；油冷却器，所述油冷却器与所述油分离器连接，所述油分离器中的冷却油进入所述油冷却器并向外输出热能；冷凝器，所述冷凝器与所述油分离器连接，所述油分离器中的所述液态制冷剂进入所述冷凝器并将热量输出；第一膨胀阀，所述第一膨胀阀与所述冷凝器连接，所述液态制冷剂通过所述第一膨胀阀限流形成第一低压气液两相制冷剂；蒸发器，所述蒸发器与所述第一膨胀阀连...

【专利技术属性】
技术研发人员：马强，张海涛，杨辰昊，
申请(专利权)人：青岛索迷尔能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：