CN107504717A - 一种多能源燃气热泵供热系统 - Google Patents

一种多能源燃气热泵供热系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107504717A
CN107504717A CN201710643400.8A CN201710643400A CN107504717A CN 107504717 A CN107504717 A CN 107504717A CN 201710643400 A CN201710643400 A CN 201710643400A CN 107504717 A CN107504717 A CN 107504717A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
heat exchanger
outlet
entrance
condenser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710643400.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107504717B (zh
Inventor
蔡亮
陈涛
马晓凡
张小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southeast University
Original Assignee
Southeast University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southeast University filed Critical Southeast University
Priority to CN201710643400.8A priority Critical patent/CN107504717B/zh
Publication of CN107504717A publication Critical patent/CN107504717A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107504717B publication Critical patent/CN107504717B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/002—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy
    • F25B27/005—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy in compression type systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/272—Solar heating or cooling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多能源燃气热泵供热系统，属于热泵供热系统领域，包括动力驱动系统、热泵系统、太阳能集热系统、水循环加热系统；所述动力驱动系统包括发动机、电机、无级变速装置、动力耦合器、逆变器、磷酸铁锂电池组、控制器、太阳能光伏板；所述热泵系统包括压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器；所述太阳能集热系统包括集热水箱、太阳能集热器、第一循环水泵、第一截止阀和第二截止阀；所述水循环加热系统包括第二循环水泵、电加热器、缸套换热器、排气余热回收器、用户换热器、生活热水箱。

Description

一种多能源燃气热泵供热系统
技术领域
本发明涉及热泵供热系统领域，特别涉及一种多能源燃气热泵供热系统。
背景技术
燃气热泵以液化石油气或管道天然气为燃料、利用燃气发动机驱动的压缩式热泵系统，其综合能耗低、冬季制热能力强、节能环保，余热可以实现生活热水的制取，符合“能源梯级利用”的思想，但是，当室内负荷不断波动时，燃气发动机运行工况波动较为严重，常常处于非耗油经济区，将混合驱动技术运用到燃气热泵系统中，可以确保燃气发动机的经济运行，多余或不足的能量由电机来承担，从而减少系统的排放量。太阳能是一种清洁、可再生的新能源，作为燃气热泵蒸发端的热源，可降低传统能源的消耗，通过光伏发电系统，可以实现电能的存储，提高其利用率。
在常规的燃气发动机驱动的热泵供热循环中，仅仅通过回收烟气和缸套冷却水的热量来实现生活用水的供给是不稳定的。蒸发器端结霜问题会影响热泵循环的正常运行，而且会增加发动机的燃气消耗。从节约能源和提高能源利用率的角度出发，如何利用低品位热能提高蒸发温度，实现热泵供热系统稳定可靠的运行是迫切需要解决的技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，提出一种多能源燃气热泵供热系统，实现如何使热泵供热系统稳定可靠的运行。
本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实现的：
一种多能源燃气热泵供热系统，包括动力驱动系统、热泵系统、太阳能集热系统、水循环加热系统；所述动力驱动系统包括发动机、电机、无级变速装置、动力耦合器、逆变器、磷酸铁锂电池组、控制器、太阳能光伏板；所述热泵系统包括压缩机、蒸发器、膨胀阀、冷凝器；所述太阳能集热系统包括集热水箱、太阳能集热器、第一循环水泵、第一截止阀和第二截止阀；所述水循环加热系统包括第二循环水泵、电加热器、缸套换热器、排气余热回收器、用户换热器、生活热水箱；
所述蒸发器包括有蒸发器第一入口、蒸发器第二入口、蒸发器第一出口以及蒸发器第二出口；所述冷凝器包括有冷凝器第一入口、冷凝器第二入口、冷凝器第一出口以及冷凝器第二出口；所述集热水箱包括有集热水箱第一入口、集热水箱第二入口、集热水箱第一出口、集热水箱第二出口、集热水箱第一接口以及集热水箱第二接口；所述缸套换热器包括有缸套换热器第一接口、缸套换热器第二接口、缸套换热器第三接口以及缸套换热器第四接口；
所述发动机通过第一离合器连接动力耦合器，所述电机通过第二离合器连接动力耦合器， 所述无极变速装置通过第三离合器连接动力耦合器；
所述压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器利用制冷剂管路依次连接构成制冷剂循环回路，所述制冷剂管路从压缩机出，与所述冷凝器第一入口连接，所述冷凝器第一出口依次与膨胀阀、蒸发器第一入口连接，所述蒸发器第一出口与压缩机连接；
所述太阳能集热器入口连接第一循环水泵,出口连接第一截止阀后与集热水箱第一接口连接，换热后通过集热水箱第二接口与第二截止阀连接，再与循环水泵进口连接；所述集热水箱与蒸发器的换热循环，由集热水箱第二出口依次连接蒸发器第二入口、蒸发器出口第二出口以及集热水箱第二入口构成；
所述第二循环水泵的出口一路经第四截止阀与集热水箱第一入口连接，另一路与集热水箱第一出口汇合后与冷凝器第二入口连接；所述电加热器进口与冷凝器第二出口连接，出口与发动机的缸套换热器第一接口连接；所述排气余热回收器的入口与缸套换热器第二接口连接，出口一路通过第六截止阀连接到供水系统，另一路经用户换热器连接第四循环水泵；所述用户换热器利用第四循环水泵的工作保持生活热水箱的温度恒定。
进一步的，所述动力驱动系统的发动机与电机的同轴并联。
进一步的，所述缸套换热器第三接口与发动机之间设有空气散热器。
进一步的，所述电机、逆变器、磷酸铁锂电池组、控制器、太阳能光伏板、电加热器采用电气方式连接。
进一步的，采用循环水依次回收所述太阳能集热器、冷凝器、电加热器、发动机缸套、排气余热回收器的热量。
进一步的，所述缸套换热器为板式换热器。
进一步的，所述太阳能集热器为全玻璃真空管集热器。
进一步的，所述排气余热回收器为卧式壳管式换热器。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明提出了一种多能源燃气热泵供热系统，该系统在传统燃气热泵供暖的基础上，引入了电机的辅助驱动系统，以确保燃气发动机的经济运行；利用了太阳能光热系统提高热泵系统的蒸发温度，光电系统实现电池的充电和循环水的加热，有效的提高了低品位太阳能的利用率；采用串联方式回收系统热量，提高整个供热系统的能源利用率。相对于现有技术，该发明具有如下优点：
1.解决了燃气热泵单一能源的驱动模式，通过发动机与电机的合理配合，实现发动机的经济运行，利用光伏发电技术进行磷酸铁锂电池组的充电，确保电池电量的稳定。当电池组的SOC值达到设定的上限时，优先采用电机单独驱动压缩机工作模式，多余的电能用于循环水的加热，这种控制方式可以有效的避免电池的过充，延长电池组使用寿命；
2.利用太阳能集热系统与蒸发器换热，可以有效提升其蒸发温度，提高热泵系统的热效率，并能很好抑制蒸发器结霜现象的产生；
3.采用串联方式依次回收冷凝器、电加热器、缸套换热器、排气余热回收器的热量，有效的提高了系统的热量回收率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1、发动机；2、电机；3、无级变速装置；4、动力耦合器；5、逆变器；6、磷酸铁锂电池组；7、控制器；8、太阳能光伏板；9、压缩机；10、蒸发器；10-a、蒸发器第一入口；10-c、蒸发器第二入口；10-b、蒸发器第一出口；10-d、蒸发器第二出口；11、膨胀阀；12、冷凝器；12-a、冷凝器第一入口；12-c、冷凝器第二入口；12-b、冷凝器第一出口；12-d、冷凝器第二出口；13、集热水箱；13-a、集热水箱第一入口；13-f、集热水箱第二入口；13-b、集热水箱第一出口；13-e、集热水箱第二出口；13-c、集热水箱第一接口；13-d、集热水箱第二接口；14、太阳能集热器；15、电加热器；16、缸套换热器；16-a、缸套换热器第一接口；16-b、缸套换热器第二接口；16-c、缸套换热器第三接口；16-d、缸套换热器第四接口；17、排气余热回收器；18、用户换热器；19、生活热水箱；P1、第一循环水泵；P2、第二循环水泵；P3、第三循环水泵；P4、第四循环水泵；C-1、第一离合器；C-2、第二离合器；C-3、第三离合器；V1、第一截止阀；V2、第二截止阀；V3、第三截止阀；V4、第四截止阀。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
一种多能源燃气热泵供热系统，如图1所示，包括动力驱动系统、热泵系统、太阳能集热系统、水循环加热系统；动力驱动系统包括发动机1、电机2、无级变速装置3、动力耦合器4、逆变器5、磷酸铁锂电池组6、控制器7、太阳能光伏板8；热泵系统包括压缩机9、蒸发器10、膨胀阀11、冷凝器12；太阳能集热系统包括集热水箱13、太阳能集热器14、第一循环水泵P1、第一截止阀V1和第二截止阀V2；水循环加热系统包括第二循环水泵P2、电加热器15、缸套换热器16、排气余热回收器17、用户换热器18、生活热水箱19；
蒸发器10包括有蒸发器第一入口10-a、蒸发器第二入口10-c、蒸发器第一出口10-b以及蒸发器第二出口10-d；冷凝器12包括有冷凝器第一入口12-a、冷凝器第二入口12-c、冷凝器第一出口12-b以及冷凝器第二出口12-d；集热水箱13包括有集热水箱第一入口13-a、集热水箱第二入口13-f、集热水箱第一出口13-b、集热水箱第二出口13-e、集热水箱第一接口13-c以及集热水箱第二接口13-d；缸套换热器16包括有缸套换热器第一接口16-a、缸套换热器第二接口16-b、缸套换热器第三接口16-c以及缸套换热器第四接口16-d；
发动机1通过第一离合器C-1连接动力耦合器4，电机2通过第二离合器C-2连接动力耦合器4,无极变速装置3通过第三离合器C-3连接动力耦合器4；
冷凝器12、膨胀阀11、蒸发器10利用制冷剂管路依次连接构成制冷剂循环回路，制冷剂管路从压缩机9出，与冷凝器第一入口12-a连接，冷凝器第一出口12-b依次与膨胀阀11、蒸发器第一入口10-a连接，蒸发器第一出口10-b与压缩机9连接，蒸发器10通过与集热水箱13的换热，提高其蒸发温度，以此来提高热泵系统的制热效率，并能很好的抑制运行过程中蒸发器10结霜现象的产生。
太阳能集热器14入口连接第一循环水泵P1,出口连接第一截止阀V1后与集热水箱第一接口13-c连接，换热后通过集热水箱第二接口13-d与第二截止阀V2连接，再与循环水泵进口连接；集热水箱13与蒸发器10的换热循环，由集热水箱第二出口13-e依次连接蒸发器第二入口10-c、蒸发器10出口第二出口以及集热水箱第二入口13-f构成，集热水箱13收集太阳能集热器14热量，用于加热蒸发器10。
第二循环水泵P2的出口一路经第四截止阀V4与集热水箱第一入口13-a连接，另一路与集热水箱第一出口13-b汇合后与冷凝器第二入口12-c连接；电加热器15进口与冷凝器第二出口12-d连接，出口与发动机1的缸套换热器第一接口16-a连接；排气余热回收器17的入口与缸套换热器第二接口16-b连接，出口一路通过第六截止阀连接到热水供水系统，另一路经用户换热器18连接第四循环水泵P4；用户换热器18利用第四循环水泵P4的工作保持生活热水箱19的温度恒定。
动力驱动系统的发动机1与电机2的同轴并联。
缸套换热器第三接口16-c与发动机1之间设有空气散热器，缸套换热器16与发动机1缸体间的冷却水通过第三循环水泵P3的作用，由缸套换热器第四接口16-d进入缸套换热器16，与循环水换热后，从缸套换热器第三接口16-c流出，经过空气散热器散热后流回发动机1的缸体形成循环，且空气散热器与第三循环水泵P3之间的连接管道以水套的方式进入发动机1的缸体内部。
电机2、逆变器5、磷酸铁锂电池组6、控制器7、太阳能光伏板8、电加热器15采用电气方式连接，太阳能光伏板8通过控制器7的整合，实现对磷酸铁锂电池组6的充电，当磷酸铁锂电池组6的荷电量（SOC）超过设定上限值时，控制器7切换为用电模式，多余的电能用于循环水的电加热。
循环水依次回收太阳能集热器14、冷凝器12、电加热器15、发动机1缸套、排气余热回收器17的热量。
缸套换热器16为板式换热器，并采用旁通方式连接。
太阳能集热器14为全玻璃真空管集热器，其管内的真空层可有效防止冬天“冻管”现象的发生。
排气余热回收器17为卧式壳管式换热器，烟气走壳程，循环水走管程。
具体实施说明如下：
根据供热负荷的变化要求，压缩机9的驱动方式有多种形式：当供热负荷适中，处于发动机1的经济区时，闭合第一离合器C-1和第三离合器C-3，断开第二离合器C-2，发动机1连接动力耦合器4，驱动CVT无极变速装置3运行，此时发动机1单独驱动压缩机9工作；当供热负荷相对较低时，闭合第一离合器C-1、第二离合器C-2、第三离合器C-3，发动机1驱动压缩机9并充电，此时电机2作为发电机2工作，通过逆变器5逆变后，将电能存储在磷酸铁锂电池组6中；当供热负荷较高时，闭合第一离合器C-1、第二离合器C-2、第三离合器C-3，发动机1和电机2同轴连接动力耦合器4，以相同的速度共同驱动压缩机9工作，此时电机2为电动机，磷酸铁锂电池组6处于放电工作状态。
太阳能光伏板8产生的电能，经控制器7的整合，对磷酸铁锂电池组6进行充电，当磷酸铁锂电池组6的荷电量（SOC）超过设定上限值时，通过控制器7切换为供电模式，将多余的电能用于循环水的电加热，此时动力驱动系统优先采用电机2单独驱动压缩机9工作模式，以防止电池的过充；当电池荷电量（SOC）处于设定的下限值时，控制器7切换成充电模式，对磷酸铁锂电池组6进行充电，从而维持电池组电量在一定范围的恒定；太阳能集热器14中热水被加热后，在第一循环水泵P1的驱动下，通过第一截止阀V1，进入集热水箱13，与集热水箱13中的循环水换热后，再回到太阳能集热器14中集热，形成一个循环系统；集热水箱13中的循环水被加热后，一部分通过集热水箱第二出口13-e进入蒸发器10的板式换热器中，与低温制冷器换热，然后从蒸发器第二出口10-d出后流回集热水箱13，另一部分通过第三截止阀V3进入水循环加热系统。
水循环加热系统中的低温循环水在第二循环水泵P2的作用下，由冷凝器第二入口12-c进入热泵循环的高温冷凝器12中与冷凝器12进行换热，温度升高后，从冷凝器第二出口12-d流出被电加热器15进一步加热，然后从缸套换热器第一接口16-a进入燃气发动机1的缸套换热器16，与缸套换热器16（缸套换热器16中冷却水温度一般为80～100℃）中的高温冷却水进行换热,温度再次提高后，从缸套换热器第二接口16-b流出，进入排气余热回收器17与更高温度的烟气（排烟温度一般在500℃左右）进行换热，此时循环水已达到很高的温度，既可以通过第六截止阀实现热水管网的供应，又可以与低温用户换热器18换热，借助于第四循环水泵P4的作用将热量存储在生活热水箱19中，满足各种生活热水的供应。
缸套换热器16中冷却水从发动机1的壳体内部流出，在第三循环水泵P3作用下从缸套换热器第四接口16-d入缸套换热器16，换热后从缸套换热器第三接口16-c进入空气散热器，散热后再流回发动机1的壳体内部形成冷却水循环。
本发明设计在传统燃气热泵的基础上，利用混合动力驱动技术，引入太阳能、电能，采用串联热量回收方法，形成了一种多能源燃气热泵供热系统，该系统有效的提升了低品位太阳能的利用率，减少了燃气发动机1的排放量，提高了热泵系统的制热率，高效的回收了系统的热能，合理地利用了能源。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种多能源燃气热泵供热系统，其特征是：包括动力驱动系统、热泵系统、太阳能集热系统、水循环加热系统；所述动力驱动系统包括发动机（1）、电机（2）、无级变速装置（3）、动力耦合器（4）、逆变器（5）、磷酸铁锂电池组（6）、控制器（7）、太阳能光伏板（8）；所述热泵系统包括压缩机（9）、蒸发器（10）、膨胀阀（11）、冷凝器（12）；所述太阳能集热系统包括集热水箱（13）、太阳能集热器（14）、第一循环水泵（P1）、第一截止阀（V1）和第二截止阀（V2）；所述水循环加热系统包括第二循环水泵（P2）、电加热器（15）、缸套换热器（16）、排气余热回收器（17）、用户换热器（18）、生活热水箱（19）；
所述蒸发器（10）包括有蒸发器第一入口（10-a）、蒸发器第二入口（10-c）、蒸发器第一出口（10-b）以及蒸发器第二出口（10-d）；所述冷凝器（12）包括有冷凝器第一入口（12-a）、冷凝器第二入口（12-c）、冷凝器第一出口（12-b）以及冷凝器第二出口（12-d）；所述集热水箱（13）包括有集热水箱第一入口（13-a）、集热水箱第二入口（13-f）、集热水箱第一出口（13-b）、集热水箱第二出口（13-e）、集热水箱第一接口（13-c）以及集热水箱第二接口（13-d）；所述缸套换热器（16）包括有缸套换热器第一接口（16-a）、缸套换热器第二接口（16-b）、缸套换热器第三接口（16-c）以及缸套换热器第四接口（16-d）；
所述发动机（1）通过第一离合器(C-1)连接动力耦合器（4），所述电机（2）通过第二离合器（C-2）连接动力耦合器（4）， 所述无极变速装置（3）通过第三离合器（C-3）连接动力耦合器（4）；
所述压缩机（9）、冷凝器（12）、膨胀阀（11）、蒸发器（10）利用制冷剂管路依次连接构成制冷剂循环回路，所述制冷剂管路从压缩机（9）接出，与所述冷凝器第一入口（12-a）连接，所述冷凝器第一出口（12-b）依次与膨胀阀（11）、蒸发器第一入口（10-a）连接，所述蒸发器第一出口（10-b）与压缩机（9）连接；
所述太阳能集热器（14）入口连接第一循环水泵（P1）,出口连接第一截止阀(V1)后与集热水箱第一接口（13-c）连接，换热后通过集热水箱第二接口（13-d）与第二截止阀(V2)连接，再与第一循环水泵(P1)进口连接；所述集热水箱（13）与蒸发器（10）的换热循环，由集热水箱第二出口（13-e）依次连接蒸发器第二入口（10-c）、蒸发器第二出口（10-d）以及集热水箱第二入口（13-f）构成；
所述第二循环水泵（P2）的出口一路经第四截止阀（V4）与集热水箱第一入口（13-a）连接，另一路与集热水箱第一出口（13-b）汇合后与冷凝器第二入口（12-c）连接；所述电加热器（15）进口与冷凝器第二出口（12-d）连接，出口与发动机（1）的缸套换热器第一接口（16-a）连接；所述排气余热回收器（17）的入口与缸套换热器第二接口（16-b）连接，出口一路通过第六截止阀（V6）连接到供水系统，另一路经用户换热器（18）连接循环水泵（P2）；所述用户换热器（18）利用第四循环水泵（P4）的工作保持生活热水箱（19）的温度恒定。
2.根据权利要求1所述的一种多能源燃气热泵供热系统，其特征是：所述动力驱动系统的发动机（1）与电机（2）的同轴并联。
3.根据权利要求1所述的一种多能源燃气热泵供热系统，其特征是：所述缸套换热器第三接口（16-c）与发动机（1）之间设有空气散热器。
4.根据权利要求1所述的一种多能源燃气热泵供热系统，其特征是：所述电机（2）、逆变器（5）、磷酸铁锂电池组（6）、控制器（7）、太阳能光伏板（8）、电加热器（15）采用电气方式连接。
5.根据权利要求1所述的一种多能源燃气热泵供热系统，其特征是：采用循环水依次回收所述太阳能集热器（14）、冷凝器（12）、电加热器（15）、发动机缸套（16）、排气余热回收器（17）的热量。
6.根据权利要求1所述的一种多能源燃气热泵供热系统，其特征是：所述缸套换热器（16）为板式换热器。
7.根据权利要求1所述的一种多能源燃气热泵供热系统，其特征是：所述太阳能集热器（14）为全玻璃真空管集热器。
8.根据权利要求1所述的一种多能源燃气热泵供热系统，其特征是：所述排气余热回收器（17）为卧式壳管式换热器。
CN201710643400.8A 2017-07-31 2017-07-31 一种多能源燃气热泵供热系统 Active CN107504717B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710643400.8A CN107504717B (zh) 2017-07-31 2017-07-31 一种多能源燃气热泵供热系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710643400.8A CN107504717B (zh) 2017-07-31 2017-07-31 一种多能源燃气热泵供热系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107504717A true CN107504717A (zh) 2017-12-22
CN107504717B CN107504717B (zh) 2019-11-22

Family

ID=60689911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710643400.8A Active CN107504717B (zh) 2017-07-31 2017-07-31 一种多能源燃气热泵供热系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107504717B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108826415A (zh) * 2018-06-08 2018-11-16 南通欧贝黎新能源电力股份有限公司 一种分布式光能四联供系统
CN109442783A (zh) * 2018-11-06 2019-03-08 中建五局第三建设有限公司 一种超高能效冷热联产区域能源供应方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4288989A (en) * 1979-02-05 1981-09-15 Cassidy James L Method and apparatus for obtaining mechanical energy from low temperature heat sources
US6418745B1 (en) * 2001-03-21 2002-07-16 Mechanical Solutions, Inc. Heat powered heat pump system and method of making same
CN201615652U (zh) * 2009-12-17 2010-10-27 广东省科学院自动化工程研制中心 太阳能水冷热泵“三效”空调装置
CN104776525A (zh) * 2015-03-10 2015-07-15 东南大学 一种基于cvt的共轴并联式混合动力燃气热泵系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4288989A (en) * 1979-02-05 1981-09-15 Cassidy James L Method and apparatus for obtaining mechanical energy from low temperature heat sources
US6418745B1 (en) * 2001-03-21 2002-07-16 Mechanical Solutions, Inc. Heat powered heat pump system and method of making same
CN201615652U (zh) * 2009-12-17 2010-10-27 广东省科学院自动化工程研制中心 太阳能水冷热泵“三效”空调装置
CN104776525A (zh) * 2015-03-10 2015-07-15 东南大学 一种基于cvt的共轴并联式混合动力燃气热泵系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108826415A (zh) * 2018-06-08 2018-11-16 南通欧贝黎新能源电力股份有限公司 一种分布式光能四联供系统
CN109442783A (zh) * 2018-11-06 2019-03-08 中建五局第三建设有限公司 一种超高能效冷热联产区域能源供应方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107504717B (zh) 2019-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104716644B (zh) 一种可再生能源冷热电微网系统及控制方法
CN105841396B (zh) 一种基于余热深度回收的冷热电三联供复合供能系统
CN107421162A (zh) 一种混合动力驱动余热利用的双热泵系统及控制方法
CN101963412B (zh) 太阳能与电能联合工作复合式热泵系统及制冷制热方法
CN103075841B (zh) 基于热泵新型低温热电冷联供系统
CN113639486A (zh) 一种基于光伏光热的地源热泵耦合系统
CN106257158A (zh) 一种混合动力燃气热泵热水器系统及其控制方法
CN111219769A (zh) 一种双模式供能系统
CN206957774U (zh) 一种采用熔融盐蓄热的压缩空气储能发电系统
CN210220090U (zh) 基于太阳能与地源能的智慧多能互补的建筑供能系统
CN206131520U (zh) 一种多能源互补的供暖空调系统
CN217635828U (zh) 一种换热站风光地热能耦合吸收式热泵供热系统
CN106143046A (zh) 一种储能型纯电动汽车空调技术和系统
CN109959042A (zh) 一种烟气余热驱动的复合供暖系统
CN107504717B (zh) 一种多能源燃气热泵供热系统
CN206959384U (zh) 一种电厂节能改造用集中式冷热源系统
CN109442363A (zh) 一种蓄热式热泵蒸汽机及产生蒸汽的方法
CN205316744U (zh) 双源热泵复合太阳能冷热双供系统
CN201628301U (zh) 火电厂机炉联合深度节能系统
CN104864632A (zh) 一种三联供与地源热泵耦合供能系统
CN108468593A (zh) 一种与太阳能互补的燃气内燃机分布式供能系统
CN202100327U (zh) 一种发动机驱动的复叠式热泵装置
CN209213967U (zh) 一种基于燃气冷热电三联供的区域能源供应系统
CN105318600B (zh) 一种多功能供能系统
CN201706672U (zh) 一种无储水箱式热泵热水机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant