燃气热泵供热系统技术方案

本发明专利技术提供了一种燃气热泵供热系统，用于设置在供热管网中，对回水进行升温后输出供水，其特征在于，包括：并联设置的燃气热泵子系统和锅炉子系统，回水分为流入燃气热泵子系统的第一支路和流入锅炉子系统的第二支路，两个子系统单一运行或共同运行，其中，燃气热泵子系统包括至少一台燃气热泵机组，每台燃气热泵机组均包括燃气发动机、发动机余热换热单元、压缩机、冷凝器以及蒸发器，蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，发动机余热换热单元吸收燃气发动机余热放热，第一支路的水流经冷凝器以及发动机余热换热单元，进行热交换后吸收热量而升温。进行热交换后吸收热量而升温。进行热交换后吸收热量而升温。

【技术实现步骤摘要】
燃气热泵供热系统


[0001]本专利技术涉及一种热泵供热系统，具体涉及一种燃气热泵供热系统。

技术介绍

[0002]锅炉供热是北方集中供热的主要形式之一，其热能来自于燃料燃烧的热量。目前，随着可持续发展战略的实施、节能环保意识的不断加强、以及北方冬季供热煤改气政策的推进，锅炉供热已经无法满足社会的需要。
[0003]公开号为CN1916507A中国专利公开了一种热泵与锅炉联合供暖系统，该系统含有热泵机组、锅炉、循环水泵、低位热源、散热设备、定压补水装置及连接管路等，热泵与锅炉串联在供热系统中。在实际运行时热媒先由热泵加热，再由锅炉加热，由热泵承担基本热负荷，锅炉承担尖峰热负荷。但是，该供暖系统在低温环境下，供暖效率有限。
[0004]公开号为CN101551136A中国专利公开了一种利用锅炉与空气热源共同制备热水的装置，该装置将锅炉与吸收式热泵机组联合使用，锅炉产生的热水或蒸汽作为吸收式热泵机组的驱动热源，并利用风冷式换热器直接或间接地从空气中取热，将从自来水或用户末端返回的低温热水依次送入吸收式热泵机组的吸收器和冷凝器中，制取高温热水。然而，该装置在应用时存在以下问题：吸收式热泵在北方冬季寒冷季节，空气温度低的场合效率很低，甚至难以运行，；此外，该装置很难提供温度高于70℃以上的热水，供热能力不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种燃气热泵供热系统。
[0006]本专利技术提供了一种燃气热泵供热系统，用于设置在供热管网中，对回水进行升温后输出供水，其特征在于，包括：燃气热泵子系统和锅炉子系统，燃气热泵子系统和锅炉子系统并联设置，回水分为第一支路和第二支路，第一支路的水流入燃气热泵子系统，第二支路的水流入锅炉子系统，然后两路水汇聚后作为供水输出，燃气热泵子系统和锅炉子系统单一运行或共同运行，其中，锅炉子系统包括至少一台热水锅炉，燃气热泵子系统包括至少一台燃气热泵机组，每台燃气热泵机组均包括燃气发动机、发动机余热换热单元、压缩机、冷凝器以及蒸发器，蒸发器为空气-制冷剂换热器或水源水-制冷剂换热器中的一种，蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，发动机余热换热单元吸收燃气发动机余热放热，第一支路的水流经冷凝器以及发动机余热换热单元，进行热交换后吸收热量而升温。
[0007]在本专利技术提供的燃气热泵供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，T3为环境温度，T4、T5分别为环境温度限制值，T4取值范围为-30℃至-5℃，T5取值范围为-10℃至-35℃，当T3＜T5时，燃气热泵子系统不运行，由锅炉子系统承担供热负荷，当T5≤T3≤T4时，燃气热泵子系统满负荷运行，承担主要供热负荷，锅炉子系统承担部分供热负荷，当T3＞T4时，燃气热泵子系统满负荷运行，热水锅炉不运行。
[0008]在本专利技术提供的燃气热泵供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，水源水为海
水、污水、废水等中的一种。
[0009]在本专利技术提供的燃气热泵供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，发动机余热换热单元包括：烟气换热器、蒸汽发生器、缸套水管路、中冷器、缸套水泵以及发动机余热换热器，缸套水管路依次连接烟气换热器、燃气发动机的缸套、发动机余热换热器、中冷器以及烟气换热器，从而形成闭合回路，燃气发动机的烟道依次与蒸汽发生器以及烟气换热器相连通，燃气发动机中的燃气与空气混合燃烧后的高温烟气通过烟道后，先流经蒸汽发生器从而将蒸汽发生器内的水加热产生蒸汽，然后流经烟气换热器，缸套水在缸套水管路中先流经烟气换热器升温，再流经燃气发动机的缸套继续升温，通过缸套水泵升压后流过发动机余热换热器，将热量交换给第一支路的水中，再流经中冷器升温后流至烟气换热器完成一个循环。
[0010]在本专利技术提供的燃气热泵供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，中冷器连接在燃气发动机的缸套上，利用燃气发动机的余热对缸套水进行升温。
[0011]在本专利技术提供的燃气热泵供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，压缩机为单级压缩或多级压缩。
[0012]在本专利技术提供的燃气热泵供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，冷凝器和余热换热器串联或并联连接。
[0013]在本专利技术提供的燃气热泵供热系统中，还可以具有这样的特征，燃气热泵供热系统还包括：蓄热装置，连接在燃气热泵机组和热水锅炉并联后的供水管路上。
[0014]在本专利技术提供的燃气热泵供热系统中，还可以具有这样的特征，燃气热泵供热系统还包括：太阳能集热器，与蓄热装置相连接。
[0015]专利技术的作用与效果
[0016]根据本专利技术所涉及的燃气热泵供热系统，因为包括燃气热泵子系统和锅炉子系统，两个子系统并联设置，燃气热泵子系统和锅炉子系统运行单一运行或共同运行，因此可以当燃气热泵机组供热能力不足时，热水锅炉开启并进行辅助供热，提高整个系统的供热能力，该系统比利用锅炉与吸收式热泵共同制备热水的装置热效率更高、出水温度更高。
[0017]进一步地，燃气热泵子系统包括燃气热泵机组，燃气热泵机组的蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，发动机余热换热单元吸收燃气发动机余热放热，进入燃气热泵子系统的回水能吸收冷凝器以及发动机余热换热单元的热量来输出供水，其燃气耗量比单独运行热水锅炉减少50％至62％。供热效率显著提高。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的实施例一中燃气热泵供热系统的流程示意图；
[0019]图2是本专利技术的实施例一中发动机余热换热单元加热的流程示意图；
[0020]图3是本专利技术的实施例一中燃气热泵子系统和锅炉子系统的启动次序原理图；
[0021]图4是本专利技术的实施例一中燃气热泵子系统和锅炉子系统的另一启动次序原理图；
[0022]图5是本专利技术的实施例二中冷凝器和发动机余热换热单元的连接流程示意图；
[0023]图6是本专利技术的实施例三中冷凝器和发动机余热换热单元的连接流程示意图；
[0024]图7是本专利技术的实施例四中冷凝器和发动机余热换热单元的连接流程示意图；
[0025]图8是本专利技术的实施例五中冷凝器和发动机余热换热单元的连接流程示意图。
[0026]附图编号说明：1、燃气发动机，2、压缩机，3、发动机余热换热单元，3a、第一发动机余热换热单元，3b、第二发动机余热换热单元，4、冷凝器，4a、第一冷凝器，4b、第二冷凝器，5、蒸发器，6、燃气热泵机组，8、热水锅炉，10、蓄热装置，11、阀门，12、烟气换热器，13、蒸汽发生器，14、缸套水管路，15、中冷器，16、缸套水泵，17、发动机余热换热器，18、太阳能集热器，19、循环水泵，20、集热泵。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术燃气热泵供热系统作具体阐述。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气热泵供热系统，用于设置在供热管网中，对回水进行升温后输出供水，其特征在于，包括：燃气热泵子系统和锅炉子系统，所述燃气热泵子系统和所述锅炉子系统并联设置，所述回水分为第一支路和第二支路，所述第一支路的水流入所述燃气热泵子系统，所述第二支路的水流入所述锅炉子系统，然后两路水汇聚后作为所述供水输出，所述燃气热泵子系统和所述锅炉子系统单一运行或共同运行，其中，所述锅炉子系统包括至少一台热水锅炉，所述燃气热泵子系统包括至少一台燃气热泵机组，每台所述燃气热泵机组均包括燃气发动机、发动机余热换热单元、压缩机、冷凝器以及蒸发器，所述蒸发器为空气-制冷剂换热器或水源水-制冷剂换热器中的一种，所述蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，所述燃气发动机驱动所述压缩机压缩所述制冷剂，经压缩后的所述制冷剂在所述冷凝器中放热，所述发动机余热换热单元吸收所述燃气发动机余热放热，所述第一支路的水流经所述冷凝器以及所述发动机余热换热单元，进行热交换后吸收热量而升温。2.根据权利要求1所述的燃气热泵供热系统，其特征在于：其中，T3为环境温度，T4、T5分别为环境温度限制值，T4取值范围为-30℃至-5℃，T5取值范围为-10℃至-35℃，当T3＜T5时，所述燃气热泵子系统不运行，由所述锅炉子系统承担供热负荷，当T5≤T3≤T4时，所述燃气热泵子系统满负荷运行，承担主要供热负荷，所述锅炉子系统承担部分供热负荷，当T3＞T4时，所述燃气热泵子系统满负荷运行，所述热水锅炉不运行。3.根据权利要求1所述的燃气热泵供热系统，其特征在于：其中，所述水源水为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小力，
申请(专利权)人：上海本家空调系统有限公司，
类型：发明
国别省市：