[发明专利]一种高效除霜的燃料热泵系统及其运行方法

权利要求书

1.一种高效除霜的燃料热泵系统，包括燃料热泵单元、余热供热单元，所述的燃料热泵单元包括至少两组由风机（6）和风冷换热器（7）组成的风冷模块（5），所述的风冷换热器（7）通过其两端的第一阀门（8）并联在第一防冻液管路（b）上；所述的余热供热单元包括第二热水管路（d）及连接在第二热水管路上的用户（12）、燃料发动机（13）的缸套及第一烟气换热器（14），所述第二热水管路（d）上串连有第三循环泵（15），其特征是还包括有除霜单元，所述的除霜单元包括第二烟气换热器（18）、与所述第二烟气换热器（18）通过第三防冻液管路（f）连接的内部装有补热换热器（23）的防冻液箱（22），所述第三防冻液管路（f）上还设置有第四循环泵（21）；设置有与所述第三防冻液管路（f）并联的第二防冻液管路（e），所述风冷换热器（7）还通过第二阀门（9）并联在第二防冻液管路（e）上并通过第二防冻液管路与所述第三防冻液管路（f）并联，所述第二防冻液管路（e）上设置有第五阀门（19），所述第三防冻液管路（f）上设置有第六阀门（20），所述的第五阀门（19）和第六阀门（20）择一导通；所述的安装在风冷换热器（7）两端的第一阀门（8）与第二阀门（9）择一导通。

2.根据权利要求1所述的一种高效除霜的燃料热泵系统，其特征是还设置有补热除霜单元，所述的补热除霜单元包括置于所述防冻液箱（22）内的补热换热器（23）及与所述补热换热器（23）进出水管相连的第三热水管路（g），所述第三热水管路（g）并联连接在所述第二热水管路（d）上，所述第二热水管路（d）上设置有第三阀门（16），所述第三热水管路（g）上设置有第四阀门（17），所述的第三阀门与第四阀门择一导通。

3.根据权利要求1或2所述的一种高效除霜的燃料热泵系统，其特征是所述的风冷换热器（7）进出水管路上的第一阀门（8）与第二阀门（9）合并，由风冷换热器三通阀（C1） 取代；所述第二热水管路（d）中的第三阀门（16）与第三热水管路（g）中的第四阀门（17）合并，由热水管路三通阀（C2）取代；所述第二防冻液管路（e）中的第五阀门（19）与第三防冻液管路（f）中的第六阀门（20）合并，由防冻液管路三通阀（C3）取代。

4.一种高效除霜的燃料热泵系统的运行方法，其特征在于包括如下三种运行模式：

A、正常供暖运行模式：

冬季系统运行时当所有所述风冷模块（5）的所述风冷换热器（7）均不存在结霜或结霜轻微不至影响供暖时，关闭所述第二阀门（9）和第五阀门（19），此时，第二防冻液管路（e）关断即风冷换热器（7）的除霜回路停止运行；

关闭第四阀门（17）即关断第三热水管路（g），此时补热除霜单元停止运行；

打开所述第一阀门（8）和第三阀门（16），同时开启所述风机（6）及第一循环泵（10）与第二循环泵（11），并联在第一防冻液管路（b）上的风冷换热器（7）将取自空气中的热量通过管路中循环防冻液转移至蒸发器（2）中，循环防冻液将蒸发器内制冷剂管路中的制冷剂加热气化后自身温度降低并回流至风冷换热器内完成防冻液循环；制冷剂管路（a）中被气化的制冷剂进入压缩机（1）内压缩增压后进入冷凝器（4）中液化，并将第一热水管路（c）中的水介质加热，然后经节流装置（3）降压膨胀后进入蒸发器（2）完成制冷剂循环；所述第一热水管路（c）中的热水在第二循环泵（11）的作用下离开用户（12），经所述冷凝器（4）取热后再返回用户（12）放热，完成第一热水管路（c）中的热水循环；

由燃料发动机（13）排出的高温烟气（A）进入第一烟气换热器（14）中，开启第三循环泵（15），由用户（12）中流出的热水通过第二热水管路（d）依次进入燃料发动机的缸套和第一烟气换热器（14）内，取热后经由阀门（16）流回用户（12）放热，完成第二热水管路中的热水循环；

第二烟气换热器（18）、防冻液箱（22）及第四循环泵（21）通过第三防冻液管路（f）连接构成防冻液蓄热单元，高温烟气流经第一烟气换热器（14）后温度大幅降低，然后进入第二烟气换热器（18），开启第四循环泵（21）和第六阀门（20），防冻液箱内的防冻液通过第三防冻液管路从第二烟气换热器中取热后返回防冻液箱内，低温烟气余热被防冻液吸收并储存起来；

B、除霜供暖运行模式：在所述正常供暖运行模式的基础上，若出现一个或几个风冷模块（5）的风冷换热器（7）结霜程度严重时，系统进入除霜供暖运行模式，此时，需保证至少一个风冷模块正常取热运行，关闭需要除霜的风冷模块（5）的风机（6）及对应的风冷换热器两端第一阀门（8），同时开启对应的第二阀门（9）；开启第五阀门（19），同时关闭第六阀门（20），所述第二防冻液管路（e）导通，第三防冻液管路（f）的蓄热单元回路关断并同时与第二防冻液管路连通；所述第三防冻液管路（f）内的防冻液在所述第四循环泵（21）的作用下离开所述防冻液箱（22）通过所述第二防冻液管路（e）进入需要除霜的风冷换热器（7），放热后返回所述第三防冻液管路（f），经所述第二烟气换热器（18）取热后返回防冻液箱（22），完成防冻液除霜循环；

C、补热除霜供暖运行模式：在所述除霜供暖运行模式的基础上，当一个或几个所述风冷换热器（7）除霜频繁，导致所述除霜防冻液箱（22）内的防冻液温度较低时，系统进入补热除霜供暖运行模式，开启所述第四阀门（17），同时关闭所述第三阀门（16），所述第三热水管路（g）导通，与所述第三热水管路（g）并联的所述第二热水管路（d）的供热回路关断；所述第二热水管路（d）中经所述发动机（13）的缸套和第一烟气换热器（14）取热后的高温热水进入所述第三热水管路（g）经补热换热器（23）向所述防冻液箱（22）中的防冻液放热后返回所述第二热水管路（d），完成补热除霜热水循环。