[发明专利]天燃气发动机尾气消声和余热回收装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及空调领域，尤其涉及一种用于天燃气发动机驱动的燃气热泵空调中发动机尾气消声和余热回收装置及系统。

背景技术

GHP(GAS HEAT PUMP，燃气热泵空调)是一种利用清洁能源的大功率、高性能空调系统。燃气热泵空调和电力热泵空调的制冷、制热结构完全相同，而区别在于燃气热泵空调的压缩机采用燃气发动机驱动，电力热泵空调的压缩机由电动机驱动。

燃气发动机为往复运动机械，将往复运动转变为回转运动，则可以驱动发电机组，进行燃气热泵空调的驱动。燃气热泵空调的发电效率一般为20～35％，热电综合利用效率一般为80％。

燃气热泵空调系统一般都具有发动机冷却循环水和排放尾气的余热回收系统，余热回收的主要对象为400～600℃的发动机排放尾气和85～90℃的发动机冷却循环水，可用于提高空调的供热能力或者进行其他形式的供暖。

中国专利00201116.6公开了一种天燃气发动机余热回收利用装置，由保温输水管道、阀门、散热器、风扇、热水贮能罐组成，天燃气发动机排气管上装有烟水换能器，在散热器水管上连接有水水换热器，烟水换能器与水水换热器间有保温输水管道连通，保温输水管道通过循环热水泵与热水贮能罐连通，使用该套装置即可将大量排放的余热回收。

上述天燃气发动机余热回收利用装置主要用于油田等大型发动机组，其缺点是设备过于复杂，如果用于燃气热泵空调系统会导致成本增高，且上述装置无法实现余热回收的自动控制。

如前所述，燃气热泵空调系统中余热回收的主要对象包括400～600℃的发动机排放尾气，当天燃气发动机工作时，一个工作冲程内，发动机排气门打开，尾气排出，此时，初始的排气压力达到0.3-0.5Mpa，温度高达400～600℃，同时，由于发动机的排气间歇性，排放尾气呈脉动形式，如果直接排放到大气中，会造成强烈的气流脉动噪声，并且排放尾气中带有未燃烧完全的火焰或者火星，会对环境造成危害，因此需要在发动机尾气排放处安装消声装置，以减小排放尾气的噪声和消除尾气中未燃烧完全的火焰或者火星，使尾气安全的进入大气环境中。

消声装置的基本原理为：通过多次的变换排气气流的方向，或者重复的使气流通过收缩又扩大的断面，或者将气流分割为许多小支流并沿着不平滑的平面流动等，以消耗排气气流的能量，衰减排气气流的压力，降低排气气流的噪声。

中国专利01206363.0公开了一种专用于天燃气发动机的排气消声装置，其是在位于排气管的出口端设置有消声器，该消声器内固定有带有有序小孔的钢板，并在钢板和消声器的外壳之间设置有吸声材料，利用赫姆霍兹共振器原理降低声能，大大降低发动机排气口的噪声污染。

在现有技术的燃气热泵空调系统中，余热回收装置和尾气消声装置是独立设置的，其缺点是会造成整体系统体积庞大，成本高。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种天燃气发动机尾气消声和余热回收装置及系统，该装置同时集成尾气消声和余热回收功能，该系统能够根据发动机冷却水的温度自动调节发动机冷却水的循环回路，以解决现有技术中余热回收装置和尾气消声装置独立设置而引起的燃气热泵空调整体系统体积庞大，成本高等缺陷。

为实现本发明的目的，本发明提供一种天燃气发动机尾气消声和余热回收装置，包括：

一外壳体，该外壳体由上盖(1)、下盖(10)和筒体(9)构成；

一尾气通道，该尾气通道由隔层(5)与所述上盖(1)、隔层与隔层之间或者隔层(5)与所述下盖(10)构成；

一冷却水通道，该冷却水通道由所述上盖(1)、热交换管(8)和所述下盖(10)构成。

本发明的装置还包括：

一尾气进口管(3)，其位于所述尾气通道顶端，焊接于所述筒体(9)壁上；

一尾气出口管(7)，其位于所述尾气通道底端，穿透并焊接于所述下盖(10)上；

一冷却水进口管(6)，其焊接于所述下盖(10)外壁；

一冷却水出口管(4)，其焊接于所述上盖(1)外壁侧面。

一排空管(2)，其焊接于所述上盖(1)顶部。

所述上盖(1)、下盖(10)和筒体(9)为中空结构，且该筒体(9)夹有保温层。

所述隔层(5)上开有多个小孔，且各隔层之间小孔位置对称。

所述隔层(5)覆盖有吸音层。

所述热交换管(8)为中空结构，其穿过所述隔层(5)并焊接于所述上盖(1)和所述下盖(10)。