專利名稱：制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燃氣熱泵系統(tǒng)。
背景技術：
目前，供熱水和冬季供暖多采用熱水鍋爐或蒸汽鍋爐。燃氣鍋爐供熱和供熱水比較清潔，污染較小，但其有用能的利用率較低，成本高，且不利于燃氣的季節(jié)調(diào)峰。采用電動熱泵也可以制熱制冷，但用電負荷大，易造成用電緊張。若分別建設制冷、制熱和供熱水的裝置，總的投資和運行費用較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術方案概述如下一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)，包括燃氣發(fā)動機1、燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器7、壓縮機2、換向閥6、第一熱交換器3、節(jié)流元件4和第二熱交換器5，燃氣供應管11經(jīng)三通分別與燃氣發(fā)動機1的進氣口和補熱燃燒器8的進氣口連接，燃氣發(fā)動機1的排氣口通過管道和補熱燃燒器8的進氣口連接，補熱燃燒器8的排氣口與煙氣換熱器9的換熱煙管進氣口連接，煙氣換熱器9的換熱煙管排出口通過三通分別經(jīng)排煙管12與大氣相通，并通過管道與空氣入口管道13經(jīng)三通與第一熱交換器3的空氣入口連接，第一熱交換器3上的空氣出口與排氣管14連接，燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器7的進水口與自來水管17連接，燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器7的出水口通過三通分別與熱水管18和煙氣換熱器9的換熱盤管入口連接，煙氣換熱器9的換熱盤管出口與熱水管18連接，冷熱媒回流管16經(jīng)三通與第二熱交換器5和煙氣換熱器9殼層的熱媒入口連接，煙氣換熱器9殼層的熱媒出口和第二換熱器5的熱媒出口經(jīng)三通與冷熱媒供應管15連接。
換向閥6可以選五通換向閥或四通換向閥，四通換向閥是市場上出售的。
五通換向閥6，包括閥體28，閥體28一側(cè)的中上部設置有第一接口21，閥體28的中下部設置有第二接口22，閥體28的上部設置有第三接口23，閥體28的中部設置有第四接口24，閥體28的下部設置有第五接口25，閥體28內(nèi)設置有第一閥芯26和第二閥芯27，閥體28中心設置有閥桿29，閥桿29與第一閥芯26和第二閥芯27連接，閥體28的頂部設置有閥桿29的填料密封函30。
本發(fā)明的一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)，結(jié)構緊湊，便于對整個系統(tǒng)采取管理和安全措施，在實現(xiàn)供冷、供熱的同時，還可以常年提供熱水，節(jié)約能源，在冬季制熱時，熱源為空氣和發(fā)動機及補熱燃燒煙氣，避免嚴寒天氣時空氣在換熱器表面結(jié)霜，并由于提高了空氣源的溫度提高制熱的效率；設置了補熱燃燒器，提高了整套系統(tǒng)的負荷利用率，能保證常年提供熱水。
本發(fā)明還可以采用五通換向閥，由于燃氣熱泵系統(tǒng)內(nèi)的工質(zhì)的切換頻率非常低，因此采用五通換向閥來實現(xiàn)，該換向閥結(jié)構簡單，加工容易，維修方便，易于操作，采用氣動、液動均可，如同開關一個普通閥門一樣，還可以采用手輪進行手動操作。
本發(fā)明主要用于中小型工業(yè)、商業(yè)及民用的集中供冷、供熱及供熱水。


圖1為本發(fā)明各部件連接示意圖；圖2為熱泵用五通換向閥結(jié)構示意圖；圖3為本發(fā)明制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)制冷工況示意圖；圖4為本發(fā)明制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)制熱工況示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對發(fā)明作進一步的說明一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)，(見圖1)包括燃氣發(fā)動機1、燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器7、壓縮機2、換向閥6、第一熱交換器3、節(jié)流元件4和第二熱交換器5，燃氣供應管11經(jīng)三通分別與燃氣發(fā)動機1的進氣口和補熱燃燒器8的進氣口連接，燃氣發(fā)動機1的排氣口通過管道和補熱燃燒器8的進氣口連接，補熱燃燒器8的排氣口與煙氣換熱器9的換熱煙管進氣口連接，煙氣換熱器9的換熱煙管排出口通過三通分別經(jīng)排煙管12與大氣相通，并通過管道與空氣入口管道13經(jīng)三通與第一熱交換器3的空氣入口連接，第一熱交換器3上的空氣出口與排氣管14連接，燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器7的進水口與自來水管17連接，燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器7的出水口通過三通分別與熱水管18和煙氣換熱器9的換熱盤管入口連接，煙氣換熱器9的換熱盤管出口與熱水管18連接，冷熱媒回流管16經(jīng)三通與第二熱交換器5和煙氣換熱器9殼層的熱媒入口連接，煙氣換熱器9殼層的熱媒出口和第二換熱器5的熱媒出口經(jīng)三通與冷熱媒供應管15連接。
換向閥6為五通換向閥或四通換向閥。四通換向閥是市場上出售的。
五通換向閥(6)，(見圖2)包括閥體28，閥體28一側(cè)的中上部設置有第一接口21，閥體28的中下部設置有第二接口22，閥體28的上部設置有第三接口23，閥體28的中部設置有第四接口24，閥體28的下部設置有第五接口25，閥體28內(nèi)設置有第一閥芯26和第二閥芯27，閥體28中心設置有閥桿29，閥桿29與第一閥芯26和第二閥芯27連接，閥體28的頂部設置有閥桿29的填料密封函30。
閥體的頂部和閥體的側(cè)壁可以是活動連接。
閥體28的頂部法蘭31與閥體的側(cè)壁法蘭32采用螺栓連接，閥桿29的密封填料函30焊接在頂部法蘭31上。
夏天制冷工況(見圖3、圖2)燃氣進入燃氣發(fā)動機1產(chǎn)生機械能，經(jīng)靠背輪帶動壓縮機2工作。將五通換向閥的第一閥芯26和第二閥芯27置于下位狀態(tài)，工質(zhì)經(jīng)壓縮機2提高壓力后經(jīng)五通換向閥6上的第一接口21進入五通換向閥6內(nèi)，再經(jīng)第三接口23進入第一熱交換器3，靠空氣將工質(zhì)冷凝放出的熱量帶走，冷凝后的工質(zhì)經(jīng)節(jié)流元件4減壓，再進入第二熱交換器5，靠吸收冷媒的熱量進行蒸發(fā)，同時使冷媒降低溫度，送至空調(diào)系統(tǒng)。蒸發(fā)后的氣態(tài)工質(zhì)又通過五通換向閥6的第四接口24進入五通換向閥6內(nèi)，并通過第二接口22進入壓縮機2再次被壓縮，循環(huán)進行。
冬天制熱工況(見圖4、圖2)將五通換向閥6的第一閥芯26和第二閥芯27置于上位狀態(tài)，工質(zhì)經(jīng)壓縮機2提高壓力后經(jīng)五通換向閥6上的第一接口21進入五通換向閥6內(nèi)，工質(zhì)再經(jīng)第四接口24進入第二熱交換器5，與熱媒進行換熱而冷凝，熱媒獲得工質(zhì)冷凝放出的熱量而升高溫度后，進入供熱系統(tǒng)。冷凝后的工質(zhì)經(jīng)節(jié)流元件4減壓，再進入第一熱交換器3，靠吸收空氣的熱量進行蒸發(fā)，蒸發(fā)后的氣態(tài)工質(zhì)又通過第五接口25進入五通換向閥6，并通過第二接口22進入壓縮機2再次被壓縮，循環(huán)進行。燃氣發(fā)動機1排出的煙氣進入補熱燃燒器8，再進入煙氣換熱器9的換熱煙管，將熱量傳給殼程的熱媒后進入排煙管12，熱媒與第二熱交換器5出口管道出來的熱媒一道進入供熱系統(tǒng)。煙氣換熱器的殼程容積較大，以儲備熱媒。
熱水制備過程自來水管17流經(jīng)燃氣發(fā)動機冷卻水換熱器7后，產(chǎn)生的熱水為外供熱水。當熱水溫度不夠時，從燃氣發(fā)動機冷卻水換熱器7流出的水經(jīng)管道進入煙氣換熱器9的換熱管程，與殼程的熱媒進行換熱而提高水的溫度，繼而供作熱水。冬季，當供熱負荷不足時，開啟補熱燃燒器8，燃氣與燃氣發(fā)動機1煙氣中的剩余氧氣及空氣混合進行燃燒，產(chǎn)生的煙氣通入煙氣換熱器。
權利要求
1.一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)，包括燃氣發(fā)動機(1)、燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器(7)、壓縮機(2)、換向閥(6)、第一熱交換器(3)、節(jié)流元件(4)和第二熱交換器(5)，燃氣供應管(11)經(jīng)三通分別與燃氣發(fā)動機(1)的進氣口和補熱燃燒器(8)的進氣口連接，燃氣發(fā)動機(1)的排氣口通過管道和補熱燃燒器(8)的進氣口連接，補熱燃燒器(8)的排氣口與煙氣換熱器(9)的換熱煙管進氣口連接，煙氣換熱器(9)的換熱煙管排出口通過三通分別經(jīng)排煙管(12)與大氣相通，并通過管道與空氣入口管道(13)經(jīng)三通與第一熱交換器(3)的空氣入口連接，第一熱交換器(3)上的空氣出口與排氣管(14)連接，燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器(7)的進水口與自來水管(17)連接，燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器(7)的出水口通過三通分別與熱水管(18)和煙氣換熱器(9)的換熱盤管入口連接，煙氣換熱器(9)的換熱盤管出口與熱水管(18)連接，冷熱媒回流管(16)經(jīng)三通與第二熱交換器(5)和煙氣換熱器(9)殼層的熱媒入口連接，煙氣換熱器(9)殼層的熱媒出口和第二換熱器的熱媒出口經(jīng)三通與冷熱媒供應管(15)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)，其特征是所述換向閥(6)為五通換向閥或四通換向閥。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)，其特征是所述五通換向閥(6)，包括閥體(28)，閥體(28)一側(cè)的中上部設置有第一接口(21)，閥體(28)的中下部設置有第二接口(22)，閥體(28)的上部設置有第三接口(23)，閥體(28)的中部設置有第四接口(24)，閥體(28)的下部設置有第五接口(25)，閥體(28)內(nèi)設置有第一閥芯(26)和第二閥芯(27)，閥體(28)中心設置有閥桿(29)，閥桿(29)與第一閥芯(26)和第二閥芯(27)連接，閥體(28)的頂部設置有閥桿(29)的填料密封函(30)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)，包括燃氣發(fā)動機、燃氣發(fā)動機冷卻水熱交換器、壓縮機、換向閥、第一熱交換器、節(jié)流元件和第二熱交換器，還包括補熱燃燒器和煙氣換熱器，本發(fā)明的一種制冷、制熱及供熱水的燃氣熱泵系統(tǒng)，結(jié)構緊湊，便于對整個系統(tǒng)采取管理和安全措施，在實現(xiàn)供冷、供熱的同時，還可以常年提供熱水，節(jié)約能源，在冬季制熱時，熱源為空氣和發(fā)動機及補熱燃燒煙氣，避免嚴寒天氣時空氣在換熱器表面結(jié)霜，并由于提高了空氣源的溫度提高制熱的效率；設置了補熱燃燒器，提高了整套系統(tǒng)的負荷利用率，能保證常年提供熱水。
文檔編號F25B30/00GK1587871SQ200410071838
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月6日 優(yōu)先權日2004年9月6日
發(fā)明者項友謙 申請人:項友謙