專利名稱：混合動力燃氣熱泵空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及一種新型混合動力燃氣熱泵空調(diào)，屬于空氣調(diào)節(jié)器制造的
背景技術(shù)：
目前，在燃氣熱泵空調(diào)裝置應(yīng)用過程中，當熱泵空調(diào)系統(tǒng)的負荷變化頻繁時，燃料發(fā)動機主要在部分負荷工況下運行，而且運行工況不斷的隨外界負荷而變化，通常偏離標定工況，燃料發(fā)動機工況的改變主要通過控制燃料流量的大小來實現(xiàn)，隨著燃料流量的變化，發(fā)動機的工況在頻繁地變動，發(fā)動機運行穩(wěn)定性差，燃料經(jīng)濟性較低。盡管燃氣熱泵主要以消耗燃料(如天然氣，汽油等)為主，但空調(diào)系統(tǒng)中的風機、泵及控制電路等裝置還需要額外的電能驅(qū)動，使得燃氣熱泵對供電場所的依賴，限制了燃氣熱泵的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本實用新型的目的是提供一種混合動力燃氣熱泵空調(diào)，該空調(diào)系統(tǒng)將混合動力裝置與制冷裝置結(jié)合為有機整體，提高了燃氣發(fā)動機的部分負荷性能，減少了能源消耗，減少了有害氣體的排放，達到良好的節(jié)能和環(huán)保效果。
技術(shù)方案本實用新型的混合動力燃氣熱泵空調(diào)系統(tǒng)由混合動力裝置、余熱回收裝置、燃氣配給裝置、制冷裝置和輔助裝置等組成?；旌蟿恿ρb置通過連軸器與壓縮機相連，壓縮機的排氣管與油分離器接通，油分離器的另一端與四通閥的進端管道接通，四通閥的第一出端管道與儲液器接通，儲液器的另一端與壓縮機的進口接通；四通閥的第二出端管道與室內(nèi)側(cè)換熱器接通，室內(nèi)側(cè)換熱器的另一端與節(jié)流裝置接通，節(jié)流裝置的另一端與室外側(cè)換熱器接通，室外側(cè)換熱器的另一端與四通閥的第三出端管道接通；水路循環(huán)由熱水余熱回收裝置的出水管經(jīng)水泵分成兩路，一路供給生活用水，另一路經(jīng)過截止閥流入熱交換器，用來過熱低壓制冷劑。
本系統(tǒng)中的混合動力裝置由燃氣發(fā)動機、電動機、發(fā)電機和蓄能裝置等組成，動力裝置系統(tǒng)的配置主要有三種串聯(lián)式混合動力裝置，并聯(lián)式混合動力裝置及混聯(lián)式混合動力裝置。串聯(lián)式是指燃料發(fā)動機帶動發(fā)電機機組給蓄能裝置和電動機供電，由電動機單獨驅(qū)動壓縮機。當發(fā)電機發(fā)動的功率小于空調(diào)系統(tǒng)需要時(如房間負荷增大)，蓄能裝置向電動機提供電能；當發(fā)電機發(fā)動的功率小于空調(diào)系統(tǒng)需要時(如房間負荷減小)，則向蓄電池充電。串聯(lián)式的特點是發(fā)動機的運轉(zhuǎn)獨立于熱泵空調(diào)系統(tǒng)之外，但在機械能與電能的相互轉(zhuǎn)換過程中有效率損失。串聯(lián)式適用于機組頻繁啟動或機組負荷頻繁變化的熱泵空調(diào)工況。并聯(lián)式是指發(fā)動機可單獨帶動壓縮機外，還可以與電動機聯(lián)合驅(qū)動壓縮機，電動機也可以單獨驅(qū)動壓縮機。這樣，就可以將發(fā)動機單獨驅(qū)動、電動機驅(qū)動，發(fā)動機與電動機聯(lián)合驅(qū)動三種方式有機結(jié)合，實現(xiàn)驅(qū)動方式的最佳組合。在并聯(lián)式中，電機可同時用作電動機或發(fā)電機以平衡發(fā)動機或壓縮機的負荷，使發(fā)動機能在高效工作區(qū)運轉(zhuǎn)。并聯(lián)式適用于機組負荷頻繁變化的熱泵空調(diào)機組。混聯(lián)式兼有并聯(lián)式和串聯(lián)式的特點，在該系統(tǒng)中，發(fā)動機、電動機既可獨立驅(qū)動壓縮機，也可同時驅(qū)動壓縮機，但是該混合動力方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在本發(fā)明中不采用。
該裝置可以以下兩種模式運行1、夏季作制冷模式運行，此時截止閥7、14關(guān)閉，截止閥55開啟。混合動力裝置帶動壓縮機2運行，四通閥11的進端A與第三出端D通、第一出端C與第二出端B通，室外側(cè)換熱器成為冷凝器，室內(nèi)側(cè)換熱器成為蒸發(fā)器。余熱回收裝置15回收混合動力裝置1的燃氣發(fā)動機的缸套余熱和排煙余熱加熱熱水，提供生活用水。
2、冬季熱泵制熱模式運行，此時截止閥5關(guān)閉，截止閥7、14開啟?；旌蟿恿ρb置帶動壓縮機2運行，四通閥7進端A與第二出端B通、第一出端C與第三出端D通，室外側(cè)換熱器4成為蒸發(fā)器，室內(nèi)側(cè)換熱器10成為冷凝器。從室外側(cè)換熱器4流出的低壓制冷劑被換熱器6加熱后，流過截止閥7、四通閥11和儲液器3后，進入壓縮機。
由于本熱泵空調(diào)系統(tǒng)用電動機作為輔助負荷，與常規(guī)的燃氣熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比，可以減小燃氣發(fā)動機的排量，同時使燃氣發(fā)動機能夠在良好效率的工況下運行，從而提高了系統(tǒng)燃料的經(jīng)濟性，提高了發(fā)動機運行穩(wěn)定性，減少噪音。
本系統(tǒng)還兼有常規(guī)燃氣熱泵的優(yōu)點，具有良好的部分負荷性能，有利于電力削峰燃氣填谷，具有較高的一次能源利用率，環(huán)保和節(jié)能。同時，混合動力裝置中的蓄能裝置所存儲的電能一部分可以向壓縮機提供能力，另一部分可以給整個熱泵空調(diào)系統(tǒng)提供必要的電能(如風機、水泵等)，從而使燃氣熱泵可以徹底擺脫對供電場所的依賴，擴大了燃氣熱泵的使用領(lǐng)域。
有益效果本發(fā)明的有益效果是1.以電動機為輔助動力，發(fā)動機可在良好效率的工況下運行，限制發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)，使得發(fā)動機盡量工作在高效區(qū)，可提高燃料發(fā)動機的運行穩(wěn)定性、使用壽命和降低噪音，可提高熱泵空調(diào)系統(tǒng)的燃料經(jīng)濟性，減少有害氣體的排放。
2.燃料發(fā)動機和蓄能裝置聯(lián)合驅(qū)動壓縮機，可以降低發(fā)動機排量，在給定負荷下，排量小的發(fā)動機摩擦損失、熱損失和泵氣損失都比較小，燃料熱效率高。
3.混合動力裝置中的蓄能裝置可以直接對空調(diào)系統(tǒng)的風機、泵以及控制元件等提供電能，從而使得混合動力燃氣熱泵空調(diào)不需要額外的電能也可以單獨運行，使得燃氣熱泵空調(diào)無需任何電力輸入，可以應(yīng)用于野外等場合。
4.蓄能裝置的蓄電池可以選擇燃料電池、鉛酸電池、鎳氫電池、太陽能電池等，當蓄能裝置容量比較大時，可選擇在電價低谷時給蓄電池充電，在電價高峰時單獨驅(qū)動熱泵空調(diào)，提高熱泵空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中有混合動力裝置1、余熱回收裝置15、壓縮機2、油分離器12、儲液器3、四通閥11、進端A、第一出端C、第二出端B、第三出端D、節(jié)流裝置8、室內(nèi)側(cè)換熱器10、室外側(cè)換熱器4、換熱器6、截止閥5、截止閥7、截止閥14、水泵13、流量調(diào)節(jié)閥9。
圖2是本發(fā)明的混合動力裝置系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明混合動力燃氣熱泵是一種將混合動力與制冷裝置結(jié)合為有機整體的新型空調(diào)系統(tǒng)，由混合動力裝置、水余熱回收裝置、壓縮機、油分離器、儲液器、四通閥、節(jié)流裝置和換熱器等設(shè)備組成?；旌蟿恿ρb置1與壓縮機2通過連軸器相連，壓縮機2的排氣管與油分離器12接通，油分離器12的另一端與四通閥11的進端A管道接通，四通閥7的第一出端C管道與儲液器3接通，儲液器3的另一端與壓縮機2的進口接通；四通閥7的第二出端B管道與室內(nèi)側(cè)換熱器10接通，室內(nèi)側(cè)換熱器10的另一端與節(jié)流裝置8接通，節(jié)流裝置8的另一端與室外側(cè)換熱器4接通，四通閥7的第三出端D分為兩路，一路與截止閥5相連，另一路與截止閥7相連，截止閥5的另一端與室外側(cè)換熱器4接通，截止閥7的另一端與換熱器6接通，換熱器6的另一端與室外側(cè)換熱器4接通；水路循環(huán)由余熱回收裝置15的出水管經(jīng)水泵13分成兩路，一路接通截止閥14，另一路通往生活用水；截止閥14的另一端與換熱器6的進水管接通，換熱器6的出水管與流量調(diào)節(jié)閥9的出水管接通，混合后與余熱回收裝置15的進水管相連。
該裝置可以以下兩種模式運行1、夏季作制冷模式運行，此時截止閥7、14關(guān)閉，截止閥55開啟?；旌蟿恿ρb置帶動壓縮機2運行，四通閥11的進端A與第三出端D通、第一出端C與第二出端B通，室外側(cè)換熱器成為冷凝器，室內(nèi)側(cè)換熱器成為蒸發(fā)器。余熱回收裝置15回收混合動力裝置1的燃氣發(fā)動機的缸套余熱和排煙余熱加熱熱水，提供生活用水。
2、冬季熱泵制熱模式運行，此時截止閥5關(guān)閉，截止閥7、14開啟?；旌蟿恿ρb置帶動壓縮機2運行，四通閥7進端A與第二出端B通、第一出端C與第三出端D通，室外側(cè)換熱器4成為蒸發(fā)器，室內(nèi)側(cè)換熱器10成為冷凝器。從室外側(cè)換熱器4流出的低壓制冷劑被換熱器6加熱后，流過截止閥7、四通閥11和儲液器3后，進入壓縮機2。
權(quán)利要求1.一種混合動力燃氣熱泵空調(diào)，其特征在于混合動力裝置(1)與壓縮機(2)通過連軸器相連，壓縮機(2)的排氣管與油分離器(12)接通，油分離器(12)的另一端與四通閥(11)的進端A管道接通，四通閥(11)的第一出端C管道與儲液器(3)接通，儲液器(3)的另一端與壓縮機(2)的進口接通；四通閥(11)的第二出端B管道與室內(nèi)側(cè)換熱器(10)接通，室內(nèi)側(cè)換熱器(10)的另一端與節(jié)流裝置(8)接通，節(jié)流裝置(8)的另一端與室外側(cè)換熱器(4)接通，四通閥(11)的第三出端D分為兩路，一路與截止閥(5)相連，另一路與截止閥(7)相連，截止閥5的另一端與室外側(cè)換熱器(4)接通，截止閥(7)的另一端與換熱器(6)接通，換熱器(6)的另一端與室外側(cè)換熱器(4)接通；水路循環(huán)由余熱回收裝置(15)的出水管經(jīng)水泵(13)分成兩路，一路接通截止閥(14)，另一路通往生活用水；截止閥(14)的另一端與換熱器(6)的進水管接通，換熱器(6)的出水管與流量調(diào)節(jié)閥(9)的出水管接通，混合后與余熱回收裝置(15)的進水管相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力燃氣熱泵空調(diào)，其特征在于混合動力裝置(1)由燃氣發(fā)動機、電動機、發(fā)電機和蓄能裝置組成，混合動力裝置(1)的配置有兩種，即串聯(lián)式混合動力裝置，并聯(lián)式混合動力裝置；串聯(lián)式是指燃料發(fā)動機帶動發(fā)電機機組給蓄能裝置和電動機供電，由電動機單獨驅(qū)動壓縮機；并聯(lián)式混合動力裝置是指發(fā)動機可單獨帶動壓縮機外，還可以與電動機聯(lián)合驅(qū)動壓縮機，電動機也可以單獨驅(qū)動壓縮機。
專利摘要混合動力燃氣熱泵空調(diào)及其操作方法是指裝有二個以上動力源的新型燃氣熱泵空調(diào)系統(tǒng)，包括混合動力裝置、余熱回收裝置、燃氣配給裝置、制冷裝置和輔助裝置等，混合動力裝置由燃氣發(fā)動機、電動機、發(fā)電機和蓄能裝置等組成，制冷系統(tǒng)包含壓縮機、節(jié)流元件、蒸發(fā)器、冷凝器等裝置?；旌蟿恿θ細鉄岜每照{(diào)的主要特點是燃料發(fā)動機和蓄能裝置聯(lián)合驅(qū)動壓縮機，當壓縮機負荷大于燃料發(fā)動機提供的動力時，燃料發(fā)動機和蓄能裝置同時給壓縮機提供動力；當壓縮機負荷小于燃料發(fā)動機提供的負荷時，此時，如蓄能裝置滿負荷，則發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)，蓄能裝置單獨給壓縮機提供動力，如蓄能裝置負荷不足，發(fā)動機提供的動力一部分驅(qū)動壓縮機，剩余的富裕動力給蓄能裝置充電。
文檔編號F25B27/00GK2854454SQ20052013418
公開日2007年1月3日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日
發(fā)明者張小松, 李應(yīng)林, 蔡亮 申請人:東南大學