[發明專利]一種燃氣發動機驅動的熱泵

有效

• 申請號: 202011172140.9
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112361653B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 張小力
• 申請（專利權）人: 上海本家空調系統有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25B41/30;F25B41/42;F25B41/20;F25B43/02;F02B43/10;F02B63/00
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 盧泓宇

本發明公開了一種燃氣發動機驅動的熱泵，包括燃氣發動機、缸套水換熱器、傳動裝置、壓縮機、第一制冷劑換熱器、第二制冷劑換熱器、第一煙氣換熱器、第二煙氣換熱器、第三煙氣換熱器。第一煙氣換熱器、第二煙氣換熱器和第三煙氣換熱器設于燃氣發動機的第一煙道上，第二煙氣換熱器的制冷劑側與經濟器的制冷劑側串聯或并聯連接，第三煙氣換熱器的制冷劑側與第一制冷劑換熱器的制冷劑側串聯或并聯連接。本發明實現煙氣余熱高溫部分直接換熱使用，低溫部分通過熱泵提升品位，煙氣余熱分級高效利用。

技術領域

本發明涉及一種熱泵，尤其是一種燃氣發動機驅動的熱泵。

背景技術

燃氣發動機驅動的熱泵技術不斷進步，在制冷制熱領域取得了非常廣泛的應用。市場上流行的燃氣發動機驅動的熱泵機組多為日本洋馬、三洋等公司開發的小型多聯機機組，多用于家庭住宅、小型商業或小型辦公樓，使用場合有限，尤其是對于發動機煙氣余熱未能實現分級利用，隨著可持續發展戰略的實施、節能環保意識的不斷加強，采用高效率的燃氣熱泵替換燃氣熱水鍋爐是必然的選擇，發展以燃氣發動機驅動的熱泵具有顯著的經濟效益和環保效益。

中國專利CN101865501B公開了一種半熱回收型GHP燃氣發動機驅動空調/熱泵機組，在冷媒系統中設置有冷媒熱回收換熱器，發動機系統中設置有冷卻水熱回收換熱器，生活熱水回路串聯連接冷媒熱回收換熱器和冷卻水熱回收換熱器。其只有一個煙氣換熱器，煙氣換熱器中的煙氣向缸套水散熱，排煙溫度高，回收煙氣熱量少，很難實現對煙氣的冷凝熱回收，造成煙氣廢熱利用不充分。

日本專利JP2001248935A公開了發動機熱泵中發動機廢熱回收方法，來自發動機煙氣熱量被煙氣熱交換器的缸套水和第二輔助熱交換器的制冷劑吸收。煙氣熱交換器中的煙氣向缸套水散熱后，缸套水再向布置在室內熱交換器與返回壓縮機路徑上的第一輔助熱交換器內的制冷劑散熱，第二輔助熱交換器布置在室內熱交換器與返回壓縮機路徑上。該專利的煙氣熱能回收量大，但煙氣熱能都傳遞到壓縮機的吸氣回路，該熱能全由壓縮機耗功壓縮通過熱泵技術才能實現煙氣熱能利用，煙氣熱量中的高溫部分未能通過換熱直接利用。

中國專利CN201610203393.5公開了一種用于集中供熱系統的燃氣驅動空氣源熱泵供熱機組，煙氣余熱回收器設于內燃機的煙氣管道上，煙氣余熱回收器的出水管路與供熱系統的供水管道連接，煙氣二次換熱器作為熱泵的第二蒸發器，制冷劑先流經第一蒸發器再流經第二蒸發器返回壓縮機，煙氣管道還與第一蒸發器的除霜裝置連接。該專利改進了日本專利JP2001248935A，實現了煙氣分級廢熱回收，但供暖熱水直接通過煙氣余熱回收器，供暖熱水水質不佳易引起煙氣余熱回收器結垢，煙氣余熱回收器效率大大下降。且供暖熱水的壓力高、溫度較高，超過了發動機缸套水接管的承壓，直接接入使用會導致缸套水管路卡箍式橡膠連接件脫落、爆管。煙氣經過煙氣余熱回收器、煙氣二次換熱器散熱后溫度底、濕度高，不足以融化空氣源蒸發器表面覆蓋的霜層，甚至反而導致霜層加厚加密。

因此，需要一種結構設計合理、熱能回收利用率高、可安全穩定運行的新型燃氣發動機驅動的熱泵，以至少解決現有技術中存在的問題。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，本發明提出一種結構設計合理、熱能回收利用率高、可安全穩定運行的新型燃氣發動機驅動的熱泵，該燃氣發動機驅動的熱泵制熱運行時能夠連續不斷的提供熱水。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種燃氣發動機驅動的熱泵，該熱泵包括燃氣發動機、缸套水換熱器、壓縮機、第一制冷劑換熱器、第二制冷劑換熱器、第一煙氣換熱器、第二煙氣換熱器、第三煙氣換熱器、經濟器，其中，第一煙氣換熱器、第二煙氣換熱器和第三煙氣換熱器設于燃氣發動機的第一煙道上，第一煙氣換熱器與缸套水換熱器通過管道連接，壓縮機與燃氣發動機通過傳動裝置連接，第二煙氣換熱器與經濟器通過管道串聯或并聯連接后，通過管道與壓縮機連接，經濟器和壓縮機分別通過管道與第二制冷劑換熱器連接，第三煙氣換熱器與第一制冷劑換熱器通過管道串聯或并聯連接后，通過管道與壓縮機連接。