[发明专利]一种燃气发动机驱动的热泵

说明书

本发明公开了一种燃气发动机驱动的热泵，包括燃气发动机、缸套水换热器、传动装置、压缩机、第一制冷剂换热器、第二制冷剂换热器、第一节流装置、第一烟气换热器、第二烟气换热器。第二烟气换热器设于燃气发动机的第一烟道上，第二烟气换热器的制冷剂侧与经济器的制冷剂侧串联或并联连接。发动机排出的高品位烟气余热直接通过第一烟气换热器散热给缸套水，再通过缸套水换热器散热至热水或空气直接余热利用。制冷剂在第二烟气换热器被低品位烟气余热加热气化后进入压缩机经济器入口，再压缩提升品位后通过第二制冷剂换热器散热使用。本发明实现了烟气余热分级高效使用。

技术领域

本发明涉及一种热泵，尤其是一种燃气发动机驱动的热泵。

背景技术

燃气发动机驱动的热泵技术不断进步，在制冷制热领域取得了非常广泛的应用。市场上流行的燃气发动机驱动的热泵机组多为日本洋马、三洋等公司开发的小型多联机机组，多用于家庭住宅、小型商业或小型办公楼，使用场合有限，尤其是对于发动机烟气余热未能实现分级利用，随着可持续发展战略的实施、节能环保意识的不断加强、以及北方冬季供热煤改气政策的推进，发展以燃气发动机驱动的热泵具有显著的经济效益和社会效益。

中国专利CN101865501B公开了一种半热回收型GHP燃气发动机驱动空调/热泵机组，在冷媒系统中设置有冷媒热回收换热器，发动机系统中设置有冷却水热回收换热器，生活热水回路串联连接冷媒热回收换热器和冷却水热回收换热器。其只有一个烟气换热器，烟气换热器中的烟气向缸套水散热，排烟温度高，回收烟气热量少，很难实现对烟气的冷凝热回收，造成烟气废热利用不充分。

日本专利JP2001248935A公开了发动机热泵中发动机废热回收方法，来自发动机烟气热量被烟气热交换器的缸套水和第二辅助热交换器的制冷剂吸收。烟气热交换器中的烟气向缸套水散热后，缸套水再向布置在室内热交换器与返回压缩机路径上的第一辅助热交换器内的制冷剂散热，第二辅助热交换器布置在室内热交换器与返回压缩机路径上。该专利的烟气热能回收量大，但烟气热能都传递到压缩机的吸气回路，该热能全由压缩机耗功压缩通过热泵技术才能实现烟气热能利用，烟气热量中的高温部分未能通过换热直接利用。

中国专利CN201610203393.5公开了一种用于集中供热系统的燃气驱动空气源热泵供热机组，烟气余热回收器设于内燃机的烟气管道上，烟气余热回收器的出水管路与供热系统的供水管道连接，烟气二次换热器作为热泵的第二蒸发器，制冷剂先流经第一蒸发器再流经第二蒸发器返回压缩机，烟气管道还与第一蒸发器的除霜装置连接。该专利改进了日本专利JP2001248935A，实现了烟气分级废热回收，但供暖水直接通过烟气余热回收器，供暖热水水质不佳易引起烟气余热回收器结垢，烟气余热回收器效率大大下降。且供暖水的压力高、温度较高，超过了发动机缸套水接管的承压；直接接入使用会导致缸套水管路卡箍式橡胶连接件脱落、爆管。烟气经过烟气余热回收器、烟气二次换热器散热后温度底、湿度高，不足以融化空气源蒸发器表面覆盖的霜层，甚至反而导致霜层加厚加密。

因此，需要一种结构设计合理、热能回收利用率高、可安全稳定运行的新型燃气发动机驱动的热泵，以至少解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出一种结构设计合理、热能回收利用率高、可安全稳定运行的新型燃气发动机驱动的热泵，该燃气发动机驱动的热泵制热运行时能够连续不断的提供热水，制冷热回收运行时可用来同时制取冷水和热水。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供的一种燃气发动机驱动的热泵，该热泵包括燃气发动机、缸套水换热器、压缩机、第一制冷剂换热器、第二制冷剂换热器、第一烟气换热器、第二烟气换热器、经济器，其中，第一烟气换热器和第二烟气换热器设于燃气发动机的第一烟道上，第一烟气换热器与缸套水换热器通过管道连接，压缩机与燃气发动机通过传动装置连接，第二烟气换热器与经济器通过管道串联或并联连接后，通过管道与压缩机连接，经济器和压缩机分别通过管道与第二制冷剂换热器连接。