[发明专利]一种能源自供给多功能燃气机驱动型压缩式热泵机组

摘要

本发明公开了一种能源自供给多功能燃气机驱动型压缩式热泵机组，包括制冷和供热两种运行模式，所述制冷和供热两种模式通过四通阀转变，在两种运行模式下都可以保证生活热水和天然气的持续供应，增强了燃气机热泵机组的实用性。同时对发动机和烟气余热回收利用，利用余热解决气温较低时液化天然气气化的结霜问题，保证供气稳定和机组的正常运行，增加了一次能源利用率和余热利用率。

主权项

1.一种能源自供给多功能燃气机驱动型压缩式热泵机组，分为供热模式运行过程和制冷模式运行过程，其特征在于：所述供热模式运行过程包括液化天然气（LNG）气化过程，制热循环，余热回收循环和用户供热水循环；所述的液化天然气气化循环步骤如下：a)当液化天然气储气瓶组内压力在设定压力以上时，LNG直接由液化天然气储气瓶出液口流出；当液化天然气储气瓶组内压力在设定压力以下时，LNG经加压后由液化天然气储气瓶出液口流出；b)由储气瓶流出的LNG流经过气化器电磁阀进入空温式气化器气化，若气化后的气态天然气温度较低（一般低于5ºＣ），则气态天然气流经水浴式复热器加热后进入调压装置；若此时气态天然气温度较高（一般高于5ºＣ），则旁通路电磁阀开启，气态天然气流经旁通管路电磁阀直接进入调压装置，所述调压装置包括过滤器和调压器，所述调压装置设置为一开一备，如此完成液化天然气调压过程；经调压后的气态天然气流入汇管，在汇管上设置加臭装置，气态天然气在汇管内被加臭，加臭后的天然气流经用户调压器46调压后提供给用户，如此完成液化天然气气化循环；所述的制热循环包括以下步骤：经调压加臭后的气态天然气进入燃气发动机燃烧并为压缩机提供动力，所述压缩机将‑10~10℃的制冷剂压缩成55~75℃的气态制冷剂，压缩后的气态制冷剂通过油分离器分离开润滑油和气态制冷剂，润滑油通过回油管返回所述压缩机，气态制冷剂流经四通换向阀进入板式换热器与用户供热水回水换热降温，气态制冷剂被冷却成40~55℃的液态制冷剂，液态制冷剂依次流经第二单向阀、储液器和膨胀阀，液态制冷剂在所述膨胀阀内膨胀为‑15~5℃的气液两相混合制冷剂，随后流经第四单向阀进入翅片式换热器，气液两相混合制冷剂与大气换热变成‑10~10℃的气态制冷剂，气态制冷剂流经所述四通阀和气液分离器，最后返回所述压缩机，如此完成所述制热循环；所述的用户供热水循环包括以下步骤：用户供热水回水经第一水泵加压进入板式换热器换热升温，形成用户供热水供给用户，如此完成用户供热水循环；所述的余热回收循环包括以下步骤：燃气发动机缸套水先与燃气发动机内部缸套换热，随后流经燃气发动机出口端的水冷式换热器，吸收燃气发动机烟气的热量，使燃气发动机缸套水温度进一步升高，最后流经发动机余热回收换热器换热降温，最后返回所述燃气发动机，如此完成燃气发动机缸套水内循环；低温余热回收水有两个路径：第一路余热回收水由水箱流出，经第二水泵加压后依次流经发动机余热回收换热器和烟气换热器换热升温，最后经供生活热水电磁阀供给用户；当气化天然气温度较低时（5℃以下），第一路余热回收水正常运行，复热器电磁阀开启，第二路余热回收水由水箱流出，经第二水泵加压后依次流经发动机余热回收换热器和烟气换热器换热升温，随后流经所述复热器电磁阀进入所述水浴式复热器换热降温，最后返回所述水箱，如此完成余热回收循环；所述制冷模式运行过程包括液化天然气（LNG）气化过程，制冷循环，余热回收循环和用户供冷水循环；所述的液化天然气气化循环步骤如下：a)当液化天然气储气瓶组内压力在设定压力以上时，LNG直接由液化天然气储气瓶出液口流出；当液化天然气储气瓶组内压力在设定压力以下时，LNG经加压后由液化天然气储气瓶出液口流出；b)由储气瓶流出的LNG流经过气化器电磁阀进入空温式气化器气化，若气化后的气态天然气温度较低（一般低于5ºＣ），则气态天然气流经水浴式复热器加热后进入调压装置；若此时气态天然气温度较高（一般高于5ºＣ），则旁通路电磁阀开启，气态天然气流经旁通管路电磁阀直接进入调压装置，所述调压装置包括过滤器和调压器，所述调压装置设置为一开一备，如此完成液化天然气调压过程；经调压后的气态天然气流入汇管，在汇管上设置加臭装置，气态天然气在汇管内被加臭，加臭后的天然气流经用户调压器46调压后提供给用户，如此完成液化天然气气化循环；所述的制冷循环包括以下步骤：经调压加臭后的气态天然气进入燃气发动机燃烧并为压缩机提供动力，所述压缩机将‑5~10℃的制冷剂压缩成50~60℃的气态制冷剂，压缩后的气态制冷剂流经油分离器，在油分离器内分离开润滑油和气态制冷剂，润滑油通过回油管返回所述压缩机，气态制冷剂流经四通换向阀进入翅片式换热器与空气换热降温，气态制冷剂被冷却成35~55℃的液态制冷剂，液态制冷剂依次流经第三单向阀、储液器和膨胀阀，液态制冷剂在所述膨胀阀内膨胀变成‑10~5℃的气液两相混合制冷剂，随后流经第一单向阀进入板式换热器，气液两相混合制冷剂与用户供冷冻水回水换热变成‑5~10℃的气态制冷剂，气态制冷剂流经所述四通阀和气液分离器，最后返回所述压缩机，如此完成所述制冷循环；所述的余热回收循环包括以下步骤：燃气发动机缸套水先与燃气发动机内部缸套换热，随后流经燃气发动机出口端的水冷式换热器，吸收燃气发动机烟气的热量，使燃气发动机缸套水温度进一步升高，最后流经发动机余热回收换热器换热降温，最后返回所述燃气发动机，如此完成燃气发动机缸套水内循环；补充到水箱的自来水经第二水泵加压后依次流经发动机余热回收换热器和烟气换热器换热升温，最后经供生活热水电磁阀供给用户，如此完成所述余热回收循环；所述的用户供冷冻水循环包括以下步骤：用户供冷冻水回水经第一水泵加压进入板式换热器换热降温，形成用户供冷冻水供给用户，如此完成用户供冷冻水循环。