CN114576677A - 燃气热泵机组、集中供热管网的供热方法和供热设备 - Google Patents

燃气热泵机组、集中供热管网的供热方法和供热设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种燃气热泵机组、集中供热管网的供热方法和供热设备，有这样的特征，供热设备包括：供水管路、回水管路、至少一台燃气热泵机组以及回水管网，燃气热泵机组包括燃气发动机、压缩机、冷凝器、蒸发器和发动机余热换热单元，蒸发器通过管道与回水管路相连接，并通过其内置的制冷剂与回水管路的回水进行热交换，制冷剂从回水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经过压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，发动机余热换热单元吸收发动机的余热放热，回水管网与冷凝器以及发动机余热换热单元连接，回水管网中的水流经冷凝器和发动机余热换热单元进行热交换从而输出热水。

Description

燃气热泵机组、集中供热管网的供热方法和供热设备
技术领域
本发明属于供热管网领域，具体涉及一种燃气热泵机组、集中供热管网的供热方法和供热设备。
背景技术
电厂、大型工业企业有大量的余热，利用电厂和大型工业企业余热的供热管网集中供热是北方集中供热的一种主要方式。传统的集中供热管网通常包括供水管路、回水管路以及设置在供水管路和回水管路之间的多个热网换热器，电厂等热源产生的高温热水经供水管路输送到热网换热器进行换热，换热后，高温热水降温并流入回水管路，二次网中的水升温后供给楼宇、小区、换热站等处。传统的集中供热管网供热的供回水温差一般在60℃左右，管网输送能力低，并且随着城市集中供热规模的不断扩大，供热管网辐射范围内供热负荷不断增加，因此，供热管网输送能力不足的问题日益凸显。
针对上述问题的一种解决方式是重新铺设大规格的供热管网，但是重新铺设供热管网建设周期长，需要破坏城市现有道路和市政设施，势必影响城市交通和正常生活，并且新建供热管网投资巨大，还造成原有管网设施的浪费等。
公开号为CN101231004A的中国发明专利公开了一种大温差集中供热系统，该系统由汽轮机、凝汽器、蒸汽吸收式热泵、汽-水换热器、热水吸收式热泵、水-水换热器以及连接管路和附件组成，该系统利用汽轮机排汽预热大热网回水，并利用循环冷却水作为吸收式热泵的低位热源。虽然该系统虽然能够回收电厂发电过程中产生的余热，并且在末端采用热水吸收式热泵和水-水换热器组合的方式加热二次网供热热水，但是其吸收式热泵的效率和出力受制于供热热水温度、回水温度，因此，其系统负压运行效率较低、出力衰减快，运行管理难度大，且很难提供温度高于70℃以上的热水。
公开号为CN102269442A的中国发明专利公开了一种利用热泵技术提高集中供热管网供热能力的供热系统，该系统在集中供热一次网上设置吸收式热泵机组，利用高温的一次网供水作为驱动热源，吸收低温的一次网回水中的热量，使得一次网回水温度进一步降低，同时，将这两部分热量用于加热二次网热水，供给热用户。然而，吸收式热泵的效率和出力受制于供热热水温度、回水温度，负压运行效率和出力衰减快，运行管理难度大，且很难提供温度高于70℃以上的热水，并且供热管网温差在100℃内。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种燃气热泵机组、集中供热管网的供热方法和供热设备。
本发明提供了一种燃气热泵机组，用于设置在集中供热管网设备中，集中供热管网设备具有供水管路、回水管路以及回水管网，具有这样的特征，包括：燃气发动机、压缩机、冷凝器、蒸发器和发动机余热换热单元，蒸发器通过管道与回水管路相连接，并通过其内置的制冷剂与回水管路的回水进行热交换，制冷剂从回水管路的回水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经过压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，发动机余热换热单元吸收发动机的余热放热，回水管网与冷凝器以及发动机余热换热单元连接，回水管网中的水流经冷凝器和发动机余热换热单元进行热交换从而输出热水。
在本发明提供的燃气热泵机组中，还可以具有这样的特征：其中，发动机余热换热单元包括：烟气换热器、蒸汽发生器、缸套水管路、中冷器、缸套水泵以及发动机余热换热器，缸套水管路依次连接烟气换热器、燃气发动机的缸套、发动机余热换热器、中冷器以及烟气换热器，从而形成闭合回路，燃气发动机的烟道依次与蒸汽发生器以及烟气换热器相连通，燃气发动机中的燃气与空气混合燃烧后的高温烟气通过烟道后，先流经蒸汽发生器从而将蒸汽发生器内的水加热产生蒸汽，然后流经烟气换热器，缸套水在缸套水管路中先流经烟气换热器升温，再流经燃气发动机的缸套继续升温，通过缸套水泵升压后流过发动机余热换热器进行热交换，再流经中冷器升温后流至烟气换热器完成一个循环。
在本发明提供的燃气热泵机组中，还可以具有这样的特征：其中，中冷器连接在燃气发动机的缸套上，利用燃气发动机的余热对缸套水进行升温。
本发明还提供了一种集中供热管网的供热设备，有这样的特征，包括：供水管路、回水管路、回水管网以及至少一台燃气热泵机组，燃气热泵机组为上述任意一项所述的燃气热泵机组，回水管网与燃气热泵机组的冷凝器以及发动机余热换热单元相连接，回水管网中的水流经冷凝器以及发动机余热换热单元并进行热交换，从而输出热水。
在本发明提供的集中供热管网的供热设备中，还可以具有这样的特征：其中，燃气热泵机组的数量多于一台，冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧串联或并联。
在本发明提供的集中供热管网的供热设备中，还可以具有这样的特征：其中，燃气热泵机组的数量多于一台，蒸发器的冷水侧串联或并联连接。
在本发明提供的集中供热管网的供热设备中，还可以具有这样的特征，还包括：蓄热装置，与冷凝器和发动机余热换热单元连接。
在本发明提供的集中供热管网的供热设备中，还可以具有这样的特征，还包括：其中，太阳能集热器，与蓄热装置相连接。
本发明还提供了一种集中供热方法，利用上述集中供热管网的供热设备进行供热，有这样的特征，包括：供水管路中的热水流经热网换热器换热后，通过回水管路进入燃气热泵机组的蒸发器，经蒸发器降温后流入回水管路，蒸发器的制冷剂吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经过压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，并且发动机余热换热单元吸收发动机的余热放热，回水管网中的水从冷凝器和发动机余热换热单元吸收热量而升温。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的燃气热泵机组，因为包括燃气发动机、压缩机、冷凝器、蒸发器和发动机余热换热单元，该机组能够设置在集中供热管网设备中，并且蒸发器与集中供热管网设备的回水管路相连接，蒸发器的制冷剂从回水管路的回水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经过压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，发动机余热换热单元吸收发动机的余热放热，所放的热量可以提供给回水管网中的水，因此该回水管网供热水供水温度宽广，既能提供50℃至90℃的的热水用于二次供热管网，又能提供90℃至125℃热水用于一次管网。
此外，通过该热泵机组能够实现在管网本身不做改造的前提下，提升管网的供回水温差至125℃左右，大大提升城市供热管网的供热能力，同时还可充分利用电厂和大型工业企业的大量低品位余热，最高可提升供热管网的供热能力至250％水平，比采用区域锅炉供热节约了大量燃料，大大减少了冬季热排放和大气污染物排放水平，具有可观的环保和社会经济价值。
根据本发明所涉及的集中供热管网的供热设备和供热方法，因为在回水管路上连接上述燃气热泵机组，一方面其回水温差可以达到125℃左右，管网输送能力强，另一方面通过燃气热泵机组所放热量给热水供热，既能提供50℃至90℃的的热水用于二次供热管网，又能提供90℃至125℃热水用于一次管网。并且该设备结构设计合理、效率高、能稳定性运行。
附图说明
图1是本发明的实施例一中集中供热管网设备的流程示意图；
图2是本发明的实施例一中发动机余热换热单元加热的流程示意图；
图3是本发明的实施例二中集中供热管网设备的流程示意图；
图4是本发明的实施例二中两蒸发器的热水侧并联的流程示意图；
图5是本发明的实施例二中冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧连接流程示意图；
图6是本发明的变形例二中两蒸发器的热水侧串联的流程示意图；
图7是本发明的实施例三中冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧连接流程示意图；
图8是本发明的实施例四中冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧连接流程示意图；
图9是本发明的实施例五中冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧连接流程示意图；
图10是本发明的实施例七中集中供热管网的供热设备的供热流程示意图；
附图编号说明：1、燃气发动机，2、压缩机，3、发动机余热换热单元，3a、第一发动机余热换热单元，3b、第二发动机余热换热单元，4、冷凝器，4a、第一冷凝器，4b、第二冷凝器，5、蒸发器，5a、第一蒸发器，5b、第二蒸发器，6、燃气热泵机组，7、蓄热装置，8、隔断阀，9、热网换热器，10、烟气换热器，11、蒸汽发生器，12、缸套水管路，13、中冷器，14、缸套水泵，15、发动机余热换热器，16、回水支路，17、回水干路，18、太阳能集热器，19、循环水泵，20、集热泵。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明燃气热泵机组、集中供热管网的供热方法和供热设备作具体阐述。
<实施例一>
本实施例提供了一种燃气热泵机组和集中供热管网的供热设备。
图1是本发明的实施例一中集中供热管网设备的流程示意图；
如图1所示，集中供热管网的供热设备100包括供水管路、回水管路、燃气热泵机组6、热网交换器9以及回水管网。
热网交换器9设置在集中供热管网的供热设备100的供水管路和回水管路之间。热网交换器9的数目通常为多个。电厂等热源产生的高温热水经供水管路输送到热网换热器进行换热，换热后，高温热水降温并流入回水管路，二次网中的水升温作为热水一直接用于供热给楼宇、小区、换热站等处使用。
回水管路包括回水干路17和回水支路16。供水管路中的热水流过热网交换器9后通过回水支路16流入回水干路17。
如图1所示，燃气热泵机组6包括燃气发动机1、压缩机2、发动机余热换热单元3、冷凝器4以及蒸发器5。燃气热泵机组6的数量为至少一台。在本实施例中，燃气热泵机组6的数量为一台。燃气热泵机组6设置在回水干路17上，或回水支路16上，或回水支路16和回水干路17之间。在本实施例中，燃气热泵机组6设置在回水支路16和回水干路17之间。
在本实施例中，蒸发器5通过管道与回水支路16和回水干路17连接，其入水端连接在回水支路16，出水端连接在回水干路17上。当回水干路16的水温低于T1时，T1为45℃-65℃中的一个取值，该取值大小根据环境温度手动或自动调整，来自热网交换器的水经回水支路16进入蒸发器5内，水在蒸发器5中降温后流回回水干路17。
蒸发器5中的制冷剂从水中吸收热量，燃气发动机1驱动压缩机2压缩制冷剂，经压缩后的制冷剂在冷凝器4中进行热交换，即放热。压缩机2为开启式螺杆压缩机、开启式磁悬浮离心压缩机、开启式涡旋压缩机中的一种。
图2是本发明的实施例一中发动机余热换热单元加热的流程示意图；
如图2所示，发动机余热换热单元3用于利用燃气发动机1的余热进行换热，包括烟气换热器10、蒸汽发生器11、缸套水管路12、中冷器13、缸套水泵14以及发动机余热换热器15。
缸套水管路12依次连接烟气换热器10、燃气发动机1的缸套、发动机余热换热器15、中冷器13以及烟气换热器10，从而形成闭合回路。
燃气发动机1的烟道依次与蒸汽发生器11以及烟气换热器10相连通。燃气发动机1中的燃气和空气混合燃烧后产生的高温烟气先通过烟道流经蒸汽发生器11从而将蒸汽发生器内的水加热产生蒸汽，该蒸汽可用于消毒、烘干、工艺加热等。然后剩余烟气流经烟气换热器10，将一部分烟气余热散发到缸套水中。
缸套水在缸套水管路12中先流经烟气换热器10升温，再流经燃气发动机1的缸套继续升温，然后通过缸套水泵14升压后流过发动机余热换热器15，将热量排到外部的热水中，再流经中冷器13升温后流回至烟气换热器10完成一个循环。其中，中冷器13连接在燃气发动机1的缸套上，利用燃气发动机的余热对缸套水进行升温。烟气换热器10、换热器11为板壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器、翅片管式换热器中的一种。
回水管网将冷凝器4和发动机余热换热单元3串联在一起。回水管网的温度为T2的水进入燃气热泵机组6后，先流入冷凝器4中吸收制冷剂的热量，然后进入发动机余热换热单元3的发动机余热换热器15内继续提升温度至T3后作为热水二输出。热水二的温度范围较大，可达到50℃-125℃。当温度T3达到50℃至90℃的时，热水二用于直接供热给楼宇、小区、换热站等；当温度T3达到90℃至125℃时，热水二用于形成新的一次供热管网的供水或并入原供水管路，提高供热能力。即，热水二和热水一可以全部或部分连通、或不连通。
当管路阻力过大时，在回水管路上，回水支路16上设有隔断阀8，回水进入燃气热泵机组6的管路上可设置水泵，以平衡机组低温水路的阻力损失。水泵和阀门及其形式属于现有技术，不做赘述。燃气热泵机组6中的压缩机2为开启式螺杆压缩机、开启式磁悬浮离心压缩机、开启式涡旋压缩机中的一种。
在本实施例中，回水管网将冷凝器4和发动机余热换热单元3串联在一起。在本实施例的变形例(变形例一)中，回水管网还可以将冷凝器4和发动机余热换热单元3并联在一起。
<实施例二>
本实施例提供了一种集中供热管网的供热设备，该供热设备与实施例一的供热设备100的区别在于：实施例一中，燃气热泵机组的数目为一个，而实施例二中燃气热泵机组的数量为多个。
图3是本发明的实施例二中集中供热管网设备的流程示意图；图4是本发明的实施例二中两蒸发器的热水侧并联的流程示意图。
如图3、4所示，本实施例中集中供热管网的供热设备200包括两台燃气热泵机组6，即包括包括第一蒸发器5a、第二蒸发器5b、第一冷凝器4a、第二冷凝器4b、第一发动机余热换热单元3a、第二发动机余热换热单元3b。
在本实施例中第一蒸发器5a和第二蒸发器5b的热水侧并联，回水管路温度低于T1时，T1为45℃至65℃中的一个取值，取值大小根据环境温度手动或自动调整，回水管路通过管道与两台燃气热泵机组6的第一蒸发器5a、第二蒸发器5b并联连接，温度为T1的回水一路流经第一蒸发器5a降温，另一路流经第二蒸发器5b降温，两路汇聚后流回回水干路17。当管路阻力过大时，在回水管路上，两路回水分别进入第一蒸发器5a和第二蒸发器5b时，在管路上设置水泵，以平衡机组低温水路的阻力损失。
图5是本发明的实施例二中冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧连接流程示意图。
如图3、5所示，第一冷凝器4a、第二冷凝器4b、第一发动机余热换热单元3a以及第二发动机余热换热单元3b串联连接。并且，温度为T2的水依次流过第一冷凝器4a、第一发动机余热换热单元3a、第二冷凝器4b以及第二发动机余热换热单元3b进行加热后输出温度为T3的水。
本实施例中的其它结构与实施例一相同。
图6是本发明的变形例二中两蒸发器串联的流程示意图。
如图6所示，本实施例的变形例(变形例二)中，第一蒸发器5a和第二蒸发器5b的热水侧还可以串联连接。回水管路温度低于T1时，T1为45℃至65℃中的一个取值，取值大小根据环境温度手动或自动调整，回水管路通过管道与两台燃气热泵机组6的第一蒸发器5a、第二蒸发器5b串联连接，温度为T1的回水先流经第一蒸发器5a降温，再流经第二蒸发器5b进一步降温后流回一次网回水管路。当管路阻力过大时，在回水管路上，回水进入第一蒸发器5a和第二蒸发器5b的管路上设置水泵，以平衡机组低温水路的阻力损失。
在本实施例的另一变形例(变形例三)中，供热设备还可以包括两台以上的燃气热泵机组，其多个蒸发器的热水侧之间的连接方式与本实施例或变形例二中的蒸发器的热水侧之间的连接方式相同，即多个蒸发器的热水侧之间串联在一起，或彼此并联；其多个冷凝管与多个发动机余热换热单元的热水侧之间的连接方式与本实施例相同，即，温度为T2的水依次流过第一个燃气热泵机组的冷凝器和发动机余热换热单元，第二个燃气热泵机组的冷凝器和发动机余热换热单元，……，最后一个燃气热泵机组的冷凝器和发动机余热换热单元后进行加热后输出温度为T3的水。
<实施例三>
本实施例提供了一种集中供热管网的供热设备，该供热设备与实施例二的供热设备的区别仅于：两个冷凝器和两个发动机余热换热单元的热水侧串联方式不同。其它结构与实施例二相同。
图7是本发明的实施例三中冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧连接流程示意图。
如图7所示，本实施例中的集中供热管网的供热设备包括第一冷凝器4a、第二冷凝器4b、第一发动机余热换热单元3a、第二发动机余热换热单元3b。温度为T2的水依次流过第一冷凝器4a、第二冷凝器4b、第一发动机余热换热单元3a以及第二发动机余热换热单元3b进行加热后输出温度为T3的水。
在本实施例中，供热设备包括两台燃气热泵机组，在本实施例的变形例(变形例四)中，供热设备包括两台以上的燃气热泵机组，其多个冷凝管与多个发动机余热换热单元的热水侧之间的连接方式与本实施例相同，即，温度为T2的水依次流过各个冷凝器后，再依次流过各个发动机余热换热单元进行加热后输出温度为T3的水。
<实施例四>
本实施例提供了一种集中供热管网的供热设备，该供热设备与实施例二的供热设备的区别仅于：两个冷凝器和两个发动机余热换热单元的热水侧之间接方式不同。其它结构与实施例二相同。
图8是本发明的实施例四中冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧连接流程示意图。
如图8所示，本实施例中的集中供热管网的供热设备包括第一冷凝器4a、第二冷凝器4b、第一发动机余热换热单元3a、第二发动机余热换热单元3b。温度为T2的水分为两路，一路依次流过第一冷凝器4a、第一发动机余热换热单元3a加热，另一路依次流过第二冷凝器4b和第二发动机余热换热单元3b加热，两路汇聚后输出温度为T3的水。
在本实施例中，供热设备包括两台燃气热泵机组，在本实施例的变形例(变形例五)中，，供热设备包括两台以上的燃气热泵机组，其多个冷凝管与多个发动机余热换热单元的热水侧之间的连接方式与本实施例相同，即，温度为T2的水分为多路，每一路依次流过一台燃气热泵机组的冷凝器和发动机余热换热单元加热，各路汇聚后输出温度为T3的水。
<实施例五>
本实施例提供了一种集中供热管网的供热设备，该供热设备与实施例二的供热设备的区别仅于：两个冷凝器和两个发动机余热换热单元的热水侧连接方式不同。其它结构与实施例二相同。
图9是本发明的实施例五中冷凝器和发动机余热换热单元的热水侧连接流程示意图。
如图9所示，本实施例中的集中供热管网的供热设备包括第一冷凝器4a、第二冷凝器4b、第一发动机余热换热单元3a、第二发动机余热换热单元3b。两个冷凝器以及两个发动机余热换热单元的热水侧一一并联，即，温度为T2的水分为四路，第一路流过第一冷凝器4a加热，第二路流过第二冷凝器4b加热、第三路流过第一发动机余热换热单元3a加热，第四路流过第二发动机余热换热单元3b加热，四路汇聚后输出温度为T3的水。
在本实施例中，供热设备包括两台燃气热泵机组，在本实施例的变形例(变形例六)中，，供热设备包括两台以上的燃气热泵机组，其多个冷凝管与多个发动机余热换热单元的热水侧之间的连接方式与本实施例相同，即，各个冷凝器以及各个发动机余热换热单元一一并联。
<实施例六>
本实施例提供了一种供热管网的供热方法，该方法利用实施例一至实施例五中的任意一种集中供热管网的供热设备进行供热。该方法包括：
步骤一，供水管路中的热水流经热网换热器换热后，通过回水管路进入燃气热泵机组6的蒸发器5，经蒸发器5降温后流入回水管路。
步骤二，二次网中的水在热网交换器内升温后，作为热水一直接用于供热给楼宇、小区、换热站等处使用。
步骤三，蒸发器5的制冷剂吸收热量，燃气发动机1驱动压缩机2压缩制冷剂，经过压缩后的制冷剂在冷凝器4中放热，并且发动机余热换热单元3吸收燃气发动机1的余热放热。
步骤四，回水管网中的水(温度为T2)从冷凝器4和发动机余热换热单元3的发动机余热换热器15吸收热量而升温至T3后作为热水二输出。当温度T3达到50℃至90℃的时，热水二用于直接供热给楼宇、小区、换热站等；当温度T3达到90℃至125℃时，热水二用于形成新的一次供热管网的供水或并入原供水管路，提高延长供热能力。
<实施例七>
图10是本发明的实施例七中集中供热管网的供热设备的供热流程示意图。
如图10所示，本实施例提供了一种集中供热管网的供热设备300，该供热设备300与实施例一的供热设备100的区别仅于：供热设备300还包括蓄热单元。其它结构与实施例二相同，并且两个实施例中相同的结构用相同的序号表示。
蓄热单元包括蓄热装置7、太阳能集热器18、隔断阀8、循环水泵19、集热泵15。
蓄热装置7并联在燃气热泵机组6上，并且一端连接在冷凝器4和发动机余热换热单元3的入水管路(温度为T2)上，另一端连接在冷凝器4和发动机余热换热单元3的出水管路(温度为T3)上。蓄热装置7和出水管路(温度为T3)之间还设置有隔断阀8和循环水泵19。
用热低峰期时，开启蓄热装置7蓄热模式，此时循环水泵19开启，隔断阀8关闭，回水(温度为T2)进入燃气热泵机组6，在冷凝器4中吸热后，然后流入发动机余热换热单元3吸收燃气发动机余热热量继续升温，最后流进蓄热装置7，完成蓄热过程。
用热高峰期时，开启蓄热装置供热模式，此时循环水泵19关闭，隔断阀8开启，蓄热装置7中的热水输出供热，完成蓄热装置供热过程。
太阳能集热器18通过集热泵15连接在蓄热装置7上。晴天工况下，集热泵15打开，回水在太阳能集热器18中吸收热量升温，最后流进蓄热装置7。供热高峰需求不足时，蓄热装置7参与供热。
实施例的作用与效果
根据实施例一所涉及的燃气热泵机组，因为包括燃气发动机、压缩机、冷凝器、蒸发器和发动机余热换热单元，该机组能够设置在集中供热管网设备中，并且蒸发器与集中供热管网设备的回水管路相连接，蒸发器的制冷剂从回水管路的回水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经过压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，发动机余热换热单元吸收发动机的余热放热，所放的热量可以提供给回水管网中的水，因此该回水管网供水温度宽广，既能提供50℃至90℃的的热水用于二次供热管网，又能提供90℃至125℃热水用于一次管网。
此外，通过该热泵机组能够实现在管网本身不做改造的前提下，提升管网的供回水温差至125℃左右，大大提升城市供热管网的供热能力，同时还可充分利用电厂和大型工业企业的大量低品位余热，最高可提升供热管网的供热能力至250％水平，比采用区域锅炉供热节约了大量燃料，大大减少了冬季热排放和大气污染物排放水平，具有可观的环保和社会经济价值。
进一步地，因为发动机余热换热单元包括：烟气换热器、蒸汽发生器、缸套水管路、中冷器、缸套水泵以及发动机余热换热器，燃气发动机内燃烧后的高温烟气通过烟道后，先流经蒸汽发生器从而将蒸汽发生器内的水加热产生蒸汽，然后流经烟气换热器，缸套水在缸套水管路中先流经烟气换热器升温，再流经燃气发动机的缸套继续升温，通过缸套水泵升压后流过发动机余热换热器，将热量排到外部的热水中，所以该发动机余热换热单元能够充分利用燃气发动机的余热提供热量。
根据实施例一所涉及的集中供热管网的供热设备和实施例六集中供热管网的所涉及的供热方法，因为在回水管路上连接上述燃气热泵机组，一方面其回水温差可以达到125℃左右，管网输送能力强，另一方面通过燃气热泵机组所放热量给热水供热，既能提供50℃至90℃的的热水用于二次供热管网，又能提供90℃至125℃热水用于一次管网。并且该设备结构设计合理、效率高、能稳定性运行。
根据实施例七所涉及的集中供热管网的供热设备，因为在实施例一所提供的供热设备的基础上，将蓄热装置与冷凝器和发动机余热换热单元连接，用热低峰期时，开启蓄热装置蓄热循环，供热高峰需求不足时，蓄热装置参与供热。设置太阳能集热器与蓄热装置相连接，能够辅助蓄热。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (9)

1.一种燃气热泵机组，用于设置在集中供热管网设备中，所述集中供热管网设备具有供水管路、回水管路以及回水管网，其特征在于，包括：
燃气发动机、压缩机、冷凝器、蒸发器和发动机余热换热单元，
所述蒸发器通过管道与所述回水管路相连接，并通过其内置的制冷剂与所述回水管路的回水进行热交换，所述制冷剂从回水中吸收热量，所述燃气发动机驱动所述压缩机压缩所述制冷剂，经过压缩后的所述制冷剂在所述冷凝器中放热，
所述发动机余热换热单元吸收所述发动机的余热放热，
回水管网与所述冷凝器以及所述发动机余热换热单元连接，回水管网中的水流经所述冷凝器和所述发动机余热换热单元进行热交换从而输出热水。
2.根据权利要求1所述的燃气热泵机组，其特征在于：
其中，发动机余热换热单元包括：烟气换热器、蒸汽发生器、缸套水管路、中冷器、缸套水泵以及发动机余热换热器，
所述缸套水管路依次连接所述烟气换热器、所述燃气发动机的缸套、所述发动机余热换热器、所述中冷器以及所述烟气换热器，从而形成闭合回路，
所述燃气发动机的烟道依次与所述蒸汽发生器以及所述烟气换热器相连通，所述燃气发动机中的燃气与空气混合燃烧后的高温烟气通过所述烟道后，先流经所述蒸汽发生器从而将所述蒸汽发生器内的水加热产生蒸汽，然后流经所述烟气换热器，
缸套水在所述缸套水管路中先流经所述烟气换热器升温，再流经所述燃气发动机的缸套继续升温，通过所述缸套水泵升压后流过所述发动机余热换热器进行热交换，再流经所述中冷器升温后流至所述烟气换热器完成一个循环。
3.根据权利要求1所述的燃气热泵机组，其特征在于：
其中，所述中冷器连接在所述燃气发动机的所述缸套上，利用所述燃气发动机的余热对所述缸套水进行升温。
4.一种集中供热管网的供热设备，其特征在于，包括：
供水管路、回水管路、回水管网以及至少一台燃气热泵机组，
所述燃气热泵机组为权利要求1-3中任意一项所述的燃气热泵机组，
所述回水管网与所述燃气热泵机组的冷凝器以及发动机余热换热单元相连接，所述回水管网中的水流经所述冷凝器以及所述发动机余热换热单元并进行热交换，从而输出热水。
5.根据权利要求4所述的集中供热管网的供热设备，其特征在于：
其中，所述燃气热泵机组的数量多于一台，所述冷凝器和所述发动机余热换热单元的热水侧串联或并联连接。
6.根据权利要求4所述的集中供热管网的供热设备，其特征在于：
其中，所述燃气热泵机组的数量多于一台，所述蒸发器的冷水侧串联或并联连接。
7.根据权利要求4所述的集中供热管网的供热设备，其特征在于，还包括：
蓄热装置，与所述冷凝器和所述发动机余热换热单元连接。
8.根据权利要求8所述的集中供热管网的供热设备，其特征在于，还包括：
太阳能集热器，与所述蓄热装置相连接。
9.一种集中供热方法，利用权利要求4-8中任意一项所述的集中供热管网的供热设备进行供热，其特征在于，包括：
供水管路中的热水流经热网换热器换热后，通过回水管路进入燃气热泵机组的蒸发器，经所述蒸发器降温后流入所述回水管路，
蒸发器的制冷剂吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经过压缩后的制冷剂在冷凝器中放热，并且发动机余热换热单元吸收所述燃气发动机的余热放热，
回水管网中的水从所述冷凝器和所述发动机余热换热单元吸收热量而升温。
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