[发明专利]一种空气源柔性燃气热泵机组及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气源热泵机组及其运行方法，特别涉及一种燃气热泵机组，属于热泵技术领域。

背景技术

燃气机热泵是利用燃气发动机带动的热泵机组，其可以从低温环境中取热向高温环境供暖，并且燃气燃烧后有大量的余热可以直接利用，因此该系统在供热时具有比较好的性能，但是机组在夏天运行时室外风冷换热器不能起到良好的排热效果，因此其机组的运行效率会大打折扣；同时机组在温度较低，相对湿度较大的地区使用时室外换热器会有较为严重的结霜现象，其一旦结霜会严重影响换热效果致使一次能源利用率降低，更严重的情况还会导致机组无法正常运转。现有的除霜方案有制冷剂逆向除霜、蓄热除霜和余热除霜三种，前两种方案在除霜的过程中会完全或者部分影响用户侧供暖效果，余热除霜虽然不会影响室内供热效果但是会使得机组的一次能源效率下降而达不到节能环保的目的。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题和缺点，本发明提供一种空气源柔性燃气热泵机组及其运行方法,该机组能够在冬季高效制热，同时夏季可以利用室外冷却塔排热提高夏季运行效率，并且系统操作简单。

本发明的技术方案如下：

一种空气源柔性燃气热泵机组，包括室外单元、燃气热泵单元和用户单元；燃气热泵单元包含由余热换热器、发动机和烟气热回收换热器组成的燃气机部分和由第一换热器、压缩机、第二换热器、四通阀和节流阀组成的热泵部分；其特征在于：室外单元包括至少一组冷却塔模块、至少两组风冷换热器模块、第一液泵和第二液泵，每组冷却塔模块含有冷却塔、第一阀门和第二阀门；每组风冷换热器模块含有风冷换热器、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门；所述的第一换热器和第二换热器均为液体介质换热器，冷却塔模块和风冷换热器模块均并联在第一换热器的进出口管路上，每个风冷换热器的进出口分别有并联的两条管路，一条管路的进出口与第一换热器的进出口相连，该管路的进出口安装有第三阀门和第六阀门；另一条管路的进出口与热回收换热器的进出口相连，该管路的进出口安装有第四阀门和第五阀门；所述第一液泵安装在风冷换热器与第一换热器相连管路的总管上，第二液泵安装在风冷换热器与余热换热器连接管路的总管上；第一换热器与除霜换热器的换热介质干管上连接有旁通管路，该旁通管路上安装有排热阀门；第一换热器与除霜换热器的换热介质干管上连接有旁通管路，旁通管路上安装有排热阀门；每个冷却塔的进出口通过第一阀门和第二阀门与第一换热器相连接。

本发明所述的用户单元设有两条管路，一条通过第三液泵依次连接第二换热器和用户侧换热器，另一条通过第四液泵依次连接燃气热泵单元中的缸套、烟气热回收换热器和用户侧换热器。

采用上述的空气源柔性燃气热泵机组的运行方法，其特征在于：该运行方法包括如下几种运行模式：

a.余热供暖模式：当机组在冬季运行室外风冷换热器不需要除霜,且开启若干个风冷换热器从室外取热时，对应风冷换热器模块的第三阀门与第六阀门开启，其余阀门关闭；第一液泵关闭，其余泵开启；四通阀切换到供热模式下；水或溶液在第二液泵的驱动下进入开启的风冷换热器模块并从室外取热，然后在第一换热器中向制冷剂放热，依此循环；从第二换热器出来的高温高压制冷剂被由第三液泵驱动的水或其他介质循环带走并到用户侧放热，另一条支路通过第四液泵驱动介质依次经过热回收换热器、发动机和烟气热回收换热器后进入室内供热完成循环。

b.余热除霜模式：当机组在冬季运行有若干个风冷换热器模块结霜，且开启其他其余模块中的一个或几个取热时，将需要除霜模块的第四阀门和第五阀门打开，需要取热的模块对应的第三阀门和第六阀门打开，其余阀门关闭；所有液泵均开启工作，四通阀切换到供热模式下；水或溶液在第二液泵的驱动下进入开启的风冷换热器模块并从室外取热，然后在第一换热器中向制冷剂放热，依此循环；从第二换热器出来的高温高压制冷剂被由第三液泵驱动的水或其他介质循环带走并到用户侧放热，另一条支路通过第四液泵驱动介质依次经过热回收换热器、发动机和烟气热回收换热器后进入室内供热完成循环；同时第一液泵驱动介质经过热回收换热器并将介质送至需要除霜的风冷换热器模块完成循环。