[發明專利]一種能源自供給多功能燃氣機驅動型壓縮式熱泵機組

在審

• 申請號: 201611216061.7
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN108240718A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 劉鳳國;田中允;加磊磊;張蕊;李亞軍;劉亞軍
• 申請（專利權）人: 藍焰高科（天津）燃氣技術有限公司
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02;F25B41/00;F25B43/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種能源自供給多功能燃氣機驅動型壓縮式熱泵機組，分為供熱模式運行過程和制冷模式運行過程，其特征在于：

所述供熱模式運行過程包括液化天然氣（LNG）氣化過程，制熱循環，余熱回收循環和用戶供熱水循環；

所述的液化天然氣氣化循環步驟如下：

a)當液化天然氣儲氣瓶組內壓力在設定壓力以上時，LNG直接由液化天然氣儲氣瓶出液口流出；當液化天然氣儲氣瓶組內壓力在設定壓力以下時，LNG經加壓后由液化天然氣儲氣瓶出液口流出；

b)由儲氣瓶流出的LNG流經過氣化器電磁閥進入空溫式氣化器氣化，若氣化后的氣態天然氣溫度較低（一般低于5oＣ），則氣態天然氣流經水浴式復熱器加熱后進入調壓裝置；若此時氣態天然氣溫度較高（一般高于5oＣ），則旁通路電磁閥開啟，氣態天然氣流經旁通管路電磁閥直接進入調壓裝置，所述調壓裝置包括過濾器和調壓器，所述調壓裝置設置為一開一備，如此完成液化天然氣調壓過程；經調壓后的氣態天然氣流入匯管，在匯管上設置加臭裝置，氣態天然氣在匯管內被加臭，加臭后的天然氣流經用戶調壓器46調壓后提供給用戶，如此完成液化天然氣氣化循環；

所述的制熱循環包括以下步驟：

經調壓加臭后的氣態天然氣進入燃氣發動機燃燒并為壓縮機提供動力，所述壓縮機將-10~10℃的制冷劑壓縮成55~75℃的氣態制冷劑，壓縮后的氣態制冷劑通過油分離器分離開潤滑油和氣態制冷劑，潤滑油通過回油管返回所述壓縮機，氣態制冷劑流經四通換向閥進入板式換熱器與用戶供熱水回水換熱降溫，氣態制冷劑被冷卻成40~55℃的液態制冷劑，液態制冷劑依次流經第二單向閥、儲液器和膨脹閥，液態制冷劑在所述膨脹閥內膨脹為-15~5℃的氣液兩相混合制冷劑，隨后流經第四單向閥進入翅片式換熱器，氣液兩相混合制冷劑與大氣換熱變成-10~10℃的氣態制冷劑，氣態制冷劑流經所述四通閥和氣液分離器，最后返回所述壓縮機，如此完成所述制熱循環；

所述的用戶供熱水循環包括以下步驟：

用戶供熱水回水經第一水泵加壓進入板式換熱器換熱升溫，形成用戶供熱水供給用戶，如此完成用戶供熱水循環；

所述的余熱回收循環包括以下步驟：

燃氣發動機缸套水先與燃氣發動機內部缸套換熱，隨后流經燃氣發動機出口端的水冷式換熱器，吸收燃氣發動機煙氣的熱量，使燃氣發動機缸套水溫度進一步升高，最后流經發動機余熱回收換熱器換熱降溫，最后返回所述燃氣發動機，如此完成燃氣發動機缸套水內循環；

低溫余熱回收水有兩個路徑：第一路余熱回收水由水箱流出，經第二水泵加壓后依次流經發動機余熱回收換熱器和煙氣換熱器換熱升溫，最后經供生活熱水電磁閥供給用戶；當氣化天然氣溫度較低時（5℃以下），第一路余熱回收水正常運行，復熱器電磁閥開啟，第二路余熱回收水由水箱流出，經第二水泵加壓后依次流經發動機余熱回收換熱器和煙氣換熱器換熱升溫，隨后流經所述復熱器電磁閥進入所述水浴式復熱器換熱降溫，最后返回所述水箱，如此完成余熱回收循環；

所述制冷模式運行過程包括液化天然氣（LNG）氣化過程，制冷循環，余熱回收循環和用戶供冷水循環；

所述的液化天然氣氣化循環步驟如下：

a)當液化天然氣儲氣瓶組內壓力在設定壓力以上時，LNG直接由液化天然氣儲氣瓶出液口流出；當液化天然氣儲氣瓶組內壓力在設定壓力以下時，LNG經加壓后由液化天然氣儲氣瓶出液口流出；

b)由儲氣瓶流出的LNG流經過氣化器電磁閥進入空溫式氣化器氣化，若氣化后的氣態天然氣溫度較低（一般低于5oＣ），則氣態天然氣流經水浴式復熱器加熱后進入調壓裝置；若此時氣態天然氣溫度較高（一般高于5oＣ），則旁通路電磁閥開啟，氣態天然氣流經旁通管路電磁閥直接進入調壓裝置，所述調壓裝置包括過濾器和調壓器，所述調壓裝置設置為一開一備，如此完成液化天然氣調壓過程；經調壓后的氣態天然氣流入匯管，在匯管上設置加臭裝置，氣態天然氣在匯管內被加臭，加臭后的天然氣流經用戶調壓器46調壓后提供給用戶，如此完成液化天然氣氣化循環；

所述的制冷循環包括以下步驟：

經調壓加臭后的氣態天然氣進入燃氣發動機燃燒并為壓縮機提供動力，所述壓縮機將-5~10℃的制冷劑壓縮成50~60℃的氣態制冷劑，壓縮后的氣態制冷劑流經油分離器，在油分離器內分離開潤滑油和氣態制冷劑，潤滑油通過回油管返回所述壓縮機，氣態制冷劑流經四通換向閥進入翅片式換熱器與空氣換熱降溫，氣態制冷劑被冷卻成35~55℃的液態制冷劑，液態制冷劑依次流經第三單向閥、儲液器和膨脹閥，液態制冷劑在所述膨脹閥內膨脹變成-10~5℃的氣液兩相混合制冷劑，隨后流經第一單向閥進入板式換熱器，氣液兩相混合制冷劑與用戶供冷凍水回水換熱變成-5~10℃的氣態制冷劑，氣態制冷劑流經所述四通閥和氣液分離器，最后返回所述壓縮機，如此完成所述制冷循環；

所述的余熱回收循環包括以下步驟：

燃氣發動機缸套水先與燃氣發動機內部缸套換熱，隨后流經燃氣發動機出口端的水冷式換熱器，吸收燃氣發動機煙氣的熱量，使燃氣發動機缸套水溫度進一步升高，最后流經發動機余熱回收換熱器換熱降溫，最后返回所述燃氣發動機，如此完成燃氣發動機缸套水內循環；

補充到水箱的自來水經第二水泵加壓后依次流經發動機余熱回收換熱器和煙氣換熱器換熱升溫，最后經供生活熱水電磁閥供給用戶，如此完成所述余熱回收循環；

所述的用戶供冷凍水循環包括以下步驟：

用戶供冷凍水回水經第一水泵加壓進入板式換熱器換熱降溫，形成用戶供冷凍水供給用戶，如此完成用戶供冷凍水循環。