[发明专利]一种带有补燃装置的柔性燃气机驱动型压缩式热泵系统

说明书

一种带有补燃装置的柔性燃气机驱动型压缩式热泵系统，主要由柔性热泵循环系统和补燃型余热循环系统组成，所述柔性热泵循环系统的热源侧换热器与一台冷却塔以及不少于两台翅片式换热器并行连接，中间换热介质通过不少于两台的翅片式换热器从低温环境中取热；所述补燃型余热循环系统利用发动机余热，可全年提供高温热水，其中，补燃装置在冬季制热不足时开启，补燃装置产生的热量与发动机余热一并通过板式换热器辅助制冷剂蒸发，在翅片换热器结霜运行时，利用补燃装置热量及发动机余热对其进行交替除霜，保证连续稳定制热；本发明有效解决了空气源热泵夏季制冷能效低、冬季有除霜顽疾和制热能力不足的问题。

技术领域

本发明涉及一种带有补燃装置的柔性燃气机驱动型压缩式热泵系统，尤其涉及以增加烟气排量来辅助蒸发和交替除霜的废气补燃柔性热泵系统，属于热泵技术领域。

背景技术

热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置，空气作为热泵的低品位热源，取之不尽用之不竭，可以无偿地获取，并且空气源热泵的安装和使用都比较方便。在20世纪80年代末，我国空气源热泵的研究有了较快的发展，但是空气源热泵在冬季低温运行时会出现制热能力不足和结霜的问题，针对这种情况，提出一种柔性热泵的思想，用热源/热汇装置种类的多元性，实现自然能源的充分利用和运行模式的灵活切换。对于提高空气源热泵夏季制冷效率具有借鉴性意义。对于空气源热泵除霜问题的解决，现阶段一般采用逆循环除霜，热气旁通除霜，电加热除霜，然而系统逆循环除霜时从室内取热，影响用户热舒适；热气旁通除霜和电加热除霜不足在于能量损耗大，且电加热除霜不易用在大型装置上。对于燃气热泵来说，回收燃气发动机缸套和烟气中的余热除霜，不仅解决空气源热泵融霜问题，还能保证供暖的连续性，充分提高燃气热泵的经济性。

在现有的技术中，公开了一种名为燃气热泵空调装置和用于加热废气的燃烧装置(申请号：CN02130146.8)，利用一个废气热交换装置，收集燃气发动机排出的废气中的废热，将该热量加入到发动机冷却水中，由发动机冷却水加热制冷剂，以增强加热能力。但是该装置仅涉及在冬季运行时系统取热不足的问题，并没有解决空气源热泵系统夏季运行时冷凝压力高、制冷效率低的技术难题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了夏季制冷高效运行、冬季解决除霜顽疾和制热不足的一种带有补燃装置的柔性燃气机驱动型压缩式热泵系统。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案：一种带有补燃装置的柔性燃气机驱动型压缩式热泵系统，包括补燃型余热循环系统和柔性热泵循环系统；

冬季运行时，当环境温度尚未低于设定值时，所述一种带有补燃装置的柔性燃气机驱动型压缩式热泵系统补燃装置(17)关闭，第一截止阀(22)关闭，从燃气发动机(13)出来的发动机冷却液与发动机废气换热在烟气换热器(16)中热交换后，经第一电动三通阀18(a、b)进入燃气发动机自循环；当环境温度低于设定值时，取热不足且不结霜时，所述补燃装置(17)开启，发动机冷却液与燃气发动机排出的废气以及所述补燃装置燃烧后的烟气在烟气换热器中换热后，依次通过第一电动三通阀18(a、b)，第二电动三通阀19(a、c)进入板式换热器(7)，在所述板式换热器(7)中与制冷剂换热，使高温的冷却液充当制冷剂的第二热源；当风冷翅片换热器(9)出现结霜时，发动机冷却液与主回路中混合烟气(包括发动机废气和补燃燃烧产生的烟气)在所述烟气换热器(16)换热后，一部分发动机冷却液经第一电动三通阀18(a、b)进入所述燃气发动机自循环；另一部分发动机冷却液经第一电动三通阀18(a、c)，第二电动三通阀19(a、c)进入所述板式换热器(7)中进行辅助制冷剂蒸发，其中取部分冷却液经第二电动三通阀19(a、b)通入一组所述风冷翅片换热器9(b)中进行除霜，另一组所述风冷翅片换热器9(a)正常运行，当所述风冷翅片换热器9(a)结霜时，第四截止阀25(a关闭，b开启)第六截止阀(a关闭，b开启)，另一组所述风冷翅片换热器9(b)正常运行，如此交替除霜。当系统无法从外界取热时，即使不在热源测换热器中换热，也能通过控制所述板式换热器(7)中发动机冷却液与制冷剂的换热量，对制冷剂进行蒸发，保证本柔性热泵系统稳定运行；