CN114576678B - 组合式锅炉供热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种组合式锅炉供热系统，用于设置在供热管网中对回水进行升温后输出供水，具有这样的特征，包括：串联的燃气热泵子系统和锅炉子系统，两个子系统单一运行或共同运行，其中，锅炉子系统包括至少两台并联连接的热水锅炉，燃气热泵子系统包括至少一台燃气热泵机组，燃气热泵机组均包括燃气发动机、发动机余热换热单元、压缩机、冷凝器以及蒸发器，回水在冷凝器和发动机余热换热单元中被加热。本发明还提供了一种组合式锅炉供热系统，其燃气热泵子系统和锅炉子系统并联连接，锅炉子系统包括至少两个并联的热水锅炉换热单元，热水锅炉换热单元包括热水锅炉以及连接在回水管路和供水管路上的热水换热器。

Description

组合式锅炉供热系统
技术领域
本发明涉及一种供热系统，具体涉及一种组合式锅炉供热系统。
背景技术
供水温度90℃的区域锅炉供热是北方集中供热的主要形式之一，其热能来自于燃料燃烧的热量。目前，随着可持续发展战略的实施、节能环保意识的不断加强、以及北方冬季供热煤改气政策的推进，锅炉供热已经无法满足社会的需要。
公开号为CN1916507A中国专利公开了一种热泵与锅炉联合供暖系统，该系统含有热泵机组、锅炉、循环水泵、低位热源、散热设备、定压补水装置及连接管路等，热泵与锅炉串联在供热系统中。在实际运行时热媒先由热泵加热，再由锅炉加热，由热泵承担基本热负荷，锅炉承担尖峰热负荷。但是，若没有低位热源场合该系统不能运行，燃气驱动的直燃式吸收式热泵存在效率低的缺点，电力或其他动力机械驱动的压缩式热泵需要额外的电力投资、白天电力高峰期时运行费用高。
公开号为CN101551136A中国专利公开了一种利用锅炉与空气热源共同制备热水的装置，该装置将锅炉与吸收式热泵机组联合使用，锅炉产生的热水或蒸汽作为吸收式热泵机组的驱动热源，并利用风冷式换热器直接或间接地从空气中取热，将从自来水或用户末端返回的低温热水依次送入吸收式热泵机组的吸收器和冷凝器中，制取高温热水。然而，该装置在应用时存在以下问题：采用水作为制冷剂的吸收式热泵在北方冬季寒冷季节不能运行；采用氨作为制冷剂的吸收式热泵，受氨配置换热器的体积和材料局限，不能发展与区域锅炉配套的大型产品，并且热水温度一般在45℃-50℃左右，热水温度再高则供热效率衰减快。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种组合式锅炉供热系统。
本发明提供了一种组合式锅炉供热系统，用于设置在供热管网中，对回水管路中的回水进行升温后，输出供水至供水管路，具有这样的特征，包括：燃气热泵子系统和锅炉子系统，燃气热泵子系统和锅炉子系统串联连接在回水管路和供水管路上，燃气热泵子系统和锅炉子系统单一运行或共同运行，回水在燃气热泵子系统和/或锅炉子系统中被加热升温，其中，锅炉子系统包括至少两台热水锅炉，热水锅炉并联连接，燃气热泵子系统包括至少一台燃气热泵机组，每台燃气热泵机组均包括燃气发动机、发动机余热换热单元、压缩机、冷凝器以及蒸发器，蒸发器为空气-制冷剂换热器或水源水-制冷剂换热器中的一种，在对回水进行加热时，蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经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燃气发动机余热放热，回水在冷凝器和发动机余热换热单元中被加热。
在本发明提供的组合式锅炉供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，燃气热泵子系统的入水端与回水管路连接，出水端与锅炉子系统连接。
在本发明提供的组合式锅炉供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，锅炉子系统还包括热水换热器，热水换热器与燃气热泵子系统串联连接，用于将来自热水锅炉的热水的热量交换给回水，从而使回水升温。
本发明提供了一种组合式锅炉供热系统，用于设置在供热管网中，对回水管路中的回水进行升温后，输出供水至供水管路，具有这样的特征，包括：燃气热泵子系统和锅炉子系统，燃气热泵子系统和锅炉子系统并联连接在回水管路和供水管路上，燃气热泵子系统和锅炉子系统单一运行或共同运行，回水在燃气热泵子系统和/或锅炉子系统中被加热升温，其中，锅炉子系统包括至少两个热水锅炉换热单元，多个热水锅炉换热单元并联连接，每个热水锅炉换热单元均包括热水换热器和热水锅炉，热水换热器连接在回水管路和供水管路上，用于将来自热水锅炉的热水的热量交换给回水，从而使回水升温，燃气热泵子系统包括至少一台燃气热泵机组，每台燃气热泵机组均包括燃气发动机、发动机余热换热单元、压缩机、冷凝器以及蒸发器，蒸发器为空气-制冷剂换热器或水源水-制冷剂换热器中的一种，在对回水进行加热时，蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经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燃气发动机余热放热，回水在冷凝器和发动机余热换热单元中被加热。
在本发明提供的组合式锅炉供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，T3为环境温度，T4、T5分别为环境温度限制值，T4取值范围为-15℃至10℃，T5取值范围为-10℃至-35℃，当T3＜T5时，燃气热泵子系统不运行，由锅炉子系统承担供热负荷，当T5≤T3≤T4时，燃气热泵子系统满负荷运行，承担主要供热负荷，锅炉子系统承担部分供热负荷，当T3＞T4时，燃气热泵子系统满负荷运行，锅炉子系统不运行。
在本发明提供的组合式锅炉供热系统中，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组合式锅炉供热系统蒸汽发生器内的水加热产生蒸汽，然后流经组合式锅炉供热系统烟气换热器，缸套水在组合式锅炉供热系统缸套水管路中先流经组合式锅炉供热系统烟气换热器升温，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，将热量交换给回水，然后缸套水流经中冷器升温后流至烟气换热器完成一个循环。
在本发明提供的组合式锅炉供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，冷凝器和余热换热器串联或并联连接。
在本发明提供的组合式锅炉供热系统中，还可以具有这样的特征，还包括：蓄热子系统，该蓄热子系统包括与燃气热泵子系统并联连接的蓄热装置。
在本发明提供的组合式锅炉供热系统中，还可以具有这样的特征：其中，蓄热子系统还包括连接在蓄热装置上的太阳能集热器。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的组合式锅炉供热系统，因为包括燃气热泵子系统和锅炉子系统，两个子系统串联设置，燃气热泵子系统和锅炉子系统运行单一运行或共同运行，因此可以当燃气热泵机组供热能力不足时，热水锅炉开启并进行辅助供热，提高整个系统的供热能力，该系统比利用锅炉与吸收式热泵共同制备热水的装置热效率提高20％至30％，并且出水温度更高。
进一步地，燃气热泵子系统包括燃气热泵机组，燃气热泵机组的蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经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燃气发动机余热放热，进入燃气热泵子系统的回水能吸收冷凝器以及发动机余热换热单元的热量来输出供水，其燃气耗量比单独运行热水锅炉减少35％至50％。供热效率显著提高。
附图说明
图1是本发明的实施例一中组合式锅炉供热系统的流程示意图；
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是本发明的实施例一中燃气热泵子系统和锅炉子系统的启动次序原理图；
图4是本发明的实施例一中燃气热泵子系统和锅炉子系统的另一启动次序原理图；
图5是本发明的变形例一中组合式锅炉供热系统的流程示意图；
图6是本发明的实施例二中组合式锅炉供热系统的流程示意图；
图7是本发明的实施例三中组合式锅炉供热系统的流程示意图；
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连接流程示意图；
图10是本发明的实施例六中冷凝器和发动机余热换热单元的连接流程示意图；
图11是本发明的实施例七中冷凝器和发动机余热换热单元的连接流程示意图。
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，6、燃气热泵机组，8、第一热水锅炉，9、第二热水锅炉，8a、第三热水锅炉，9a、第四热水锅炉，8b、第五热水锅炉，10、蓄热装置，11、阀，12、烟气换热器，13、蒸汽发生器，14、缸套水管路，15、中冷器，16、缸套水泵，17、太阳能集热器，18、第一热水换热器，18b、第二热水换热器，19、循环水泵，20、发动机余热换热器，21、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组合式锅炉供热系统作具体阐述。在以下实施例以及变形例中，结构相同的部分用相同的序号表示。
<实施例一>
本实施例提供了一种组合式锅炉供热系统。
图1是本发明的实施例一中组合式锅炉供热系统的流程示意图。
如图1所示，本实施例中的组合式锅炉供热系统1000设置在供热管网中，能够对供热管网的回水进行加热升温，得到高温热水，并将该高温热水作为供水进行输出，该系统包括回水管路、燃气热泵子系统100、锅炉子系统200、蓄热子系统300、控制部以及出水管路。控制部控制燃气热泵子系统100、锅炉子系统200以及蓄热子系统300的运行。
燃气热泵子系统100连接在回水管路和出水管路上，包括至少一台燃气热泵机组6。在本实施例中，燃气热泵子系统100包括一台燃气热泵机组6。
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。
蒸发器5为空气-制冷剂换热器或水源水-制冷剂换热器。蒸发器5中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量。水源水为海水、污水、废水等中的一种。
发动机余热换热单元3与冷凝器4串联或并联后连接在回水管路和供水管路上。在本实施例中，发动机余热换热单元3与冷凝器4串联(如图1所示)，并且回水管路中流向燃气热泵机组6的回水先流经冷凝器4，再流经发动机余热换热单元3，最后流入供水管路。
燃气发动机1能够驱动压缩机2压缩制冷剂，经压缩后的制冷剂在冷凝器4中放热，使得回水被加热。其中，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任意一种。
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，从而加热回水，包括烟气换热器12、蒸汽发生器13、缸套水管路14、中冷器15、缸套水泵16以及发动机余热换热器20。
缸套水管路14依次连接烟气换热器12、燃气发动机1的缸套、发动机余热换热器20、中冷器15以及烟气换热器12，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13以及烟气换热器12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13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、烘干和工艺加热等。然后剩余烟气流经烟气换热器12，将一部分烟气余热散发到缸套水中。
缸套水在缸套水管路14中先流经烟气换热器12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16升压后流过发动机余热换热器20，在发动机余热换热器20处进行换热，使得回水被加热，缸套水再流经中冷器15升温后流回至烟气换热器12完成一个循环。其中，中冷器15连接在燃气发动机1的缸套上，利用燃气发动机1的余热对缸套水进行升温。烟气换热器12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。
冷凝器4和发动机余热换热单元3串联或并联连接，在本实施例中，冷凝器4和发动机余热换热单元3串联连接。
燃气热泵机组6在工作时，回水管路中的回水(温度T1为35℃至55℃)先进入冷凝器4加热升温，然后流入发动机余热换热单元3继续加热升温，回水温度提升至T2(T2为40℃至95℃)
锅炉子系统200与燃气热泵子系统100串联连接，包括热水锅炉、第一热水换热器18以及锅炉水循环管道。
热水锅炉的数量至少为两台，并且多台热水锅炉并联设置。在本实施例中锅炉子系统200包括两台热水锅炉，即第一热水锅炉8和第二热水锅炉9。第一热水锅炉8和第二热水锅炉9并联后通过锅炉水循环管道与第一热水换热器18连接。锅炉水循环管道中的锅炉水先经热水锅炉加热后流经第一热水换热器18放热，再流回至热水锅炉，形成锅炉水循环。
第一热水换热器18还连接在回水管道和供水管道上，从而对回水加热。并且，第一热水换热器18的回水入水端与燃气热泵子系统100的回水出水端连接，因此，通过第一热水换热器18能够将热水锅炉的热量传递给回水，从而对经燃气热泵子系统100加热的回水进行进一步加热，回水升温后作为供水从供水管道输出。
图3是本发明的实施例一中燃气热泵子系统和锅炉子系统的启动次序原理图；图4是本发明的实施例一中燃气热泵子系统和锅炉子系统的另一启动次序原理图。
图3和图4中，T3为环境温度，T4、T5分别为环境温度限制值，T4取值范围为-15℃至10℃，T5取值范围为-10℃至-35℃。
如图3所示，当环境温度T3小于T5时，燃气热泵机组6制热能力Q1远低于供热负荷Q2，且燃气热泵机组6的工作状态不稳定，此时燃气热泵子系统100不运行，由锅炉子系统200承担供热负荷，锅炉子系统200承担的供热负荷如图3中阴影部分所示。
如图4所示，当环境温度T3在T5与T4之间时，燃气热泵机组6制热能力Q1低于供热负荷Q2，此时燃气热泵子系统100全开，承担主要供热负荷，锅炉子系统200承担部分供热负荷，锅炉子系统200承担的部分供热负荷如图4中阴影部分所示。
当环境温度T3大于T4时，如图4所示，燃气热泵机组6制热能力Q1高于供热负荷Q2，此时燃气热泵子系统100全开，承担全部供热负荷，锅炉子系统200不运行。
如图1所示，蓄热子系统300并联在燃气热泵子系统100和锅炉子系统200上，包括蓄热装置10、阀11、太阳能集热器17、循环水泵19以及集热泵21。蓄热装置10通过两个并联的管路与回水管路连接，阀11设置在其中的一个管路上，循环水泵19设置在其中的另一个管路上。太阳能集热器17通过集热泵21连接在蓄热装置10上。
燃气热泵子系统100和锅炉子系统200可以一起进行蓄热和放热，也可以单独进行蓄热和放热，以下以燃气热泵子系统100单独进行蓄热和放热为例进行详细说明，其它与之相似。
用热低峰期时，蓄热装置10运行蓄热模式，此时循环水泵19开启，阀11关闭。回水先进入燃气热泵冷热水子系统100，在第一热交换器4和发动机余热换热单元3中吸收热量升温，然后流进蓄热装置10蓄热。此外，晴天工况下，回水在太阳能集热器17中吸收热量升温，最后流进蓄热装置10蓄热。
用热高峰期时，蓄热装置10运行供热模式，此时循环水泵19关闭，阀11开启，蓄热装置10中的热水输出供热，完成蓄热装置10的供热过程。
在本实施例中，组合式锅炉供热系统1000包括蓄热子系统300，并且蓄热子系统300包括太阳能集热器17，在本实施例的变形例(变形例一)中，蓄热子系统还可以不包括太阳能集热器，其它结构与本实施例完全相同；本实施例的变形例(变形例二)中，组合式锅炉供热系统还可以不包括蓄热子系统(如图5所示)，其它结构与本实施例完全相同。
<实施例二>
本实施例提供了一种组合式锅炉供热系统，该组合式锅炉供热系统与实施例一中的组合式锅炉供热系统1000的区别在于，锅炉子系统的结构不同。其它结构与实施例一相同，故不再详细描述。
图6是本发明的实施例二中组合式锅炉供热系统的流程示意图。
如图6所示，本实施例的组合式锅炉供热系统2000包括回水管路、燃气热泵子系统100、锅炉子系统201、蓄热子系统300、控制部以及出水管路。锅炉子系统201包括至少两台热水锅炉，多台热水锅炉并联连接后，与燃气热泵子系统100串联连接。多台热水锅炉并联连接后的回水入水端与燃气热泵子系统100的回水出水端连接，其出水端与供水管道连接。因此，热水锅炉能够直接对经燃气热泵子系统100加热的回水进行进一步加热，回水升温后作为供水从供水管道输出。在本实施例中，锅炉子系统201包括两台热水锅炉，即第三热水锅炉8a和第四热水锅炉9a。
在本实施例中，组合式锅炉供热系统2000包括蓄热子系统300，并且蓄热子系统300包括太阳能集热器17，在本实施例的变形例(变形例三)中，蓄热子系统还可以不包括太阳能集热器，其它结构与本实施例完全相同；在本实施例的变形例(变形例四)中，组合式锅炉供热系统还可以不包括蓄热子系统，其它结构与本实施例完全相同。
<实施例三>
本实施例提供了一种组合式锅炉供热系统，该组合式锅炉供热系统与实施例一中的组合式锅炉供热系统1000的区别在于，锅炉子系统的结构不同。其它结构与实施例一相同，故不再详细描述。
图7是本发明的实施例三中组合式锅炉供热系统的流程示意图。
如图7所示，本实施例的组合式锅炉供热系统3000包括回水管路、燃气热泵子系统100、锅炉子系统202、蓄热子系统300、控制部以及出水管路。锅炉子系统202与燃气热泵子系统100并联连接在回水管路和出水管路上，包括至少为两个热水锅炉换热单元203。多个热水锅炉换热单元203b并联连接在回水管路和出水管路上。在本实施例中热水锅炉换热单元203包括两个热水锅炉换热单元203b。
热水锅炉换热单元203b包括第二热水换热器18b、第五热水锅炉8b以及锅炉水循环管道。第五热水锅炉8b通过锅炉水循环管道与第二热水换热器18b连接。锅炉水循环管道中的锅炉水先经第五热水锅炉8b加热后流经第二热水换热器18b放热，再流回至第五热水锅炉8b，形成锅炉水循环。
第一热水换热器18还连接在回水管道和供水管道上，从而对回水加热。回水管路中的回水分两路，一路进入燃气热泵子系统100进行加热，另一路进入锅炉子系统202进行加热，两路汇聚后的回水作为供水有供水管路输出。其中，进入燃气热泵子系统100的回水依次经第一热交换器4和发动机余热换热单元3加热；而进入锅炉子系统202的回水再分成两路，两路回水分别进入两个热水锅炉换热单元203b的第二热水换热器18b进行加热。
本实施例中的燃气热泵子系统100的蓄热过程和放热过程与实施例一相同，另外，本实施例还有锅炉子系统200的第一热水换热器18的蓄热过程和放热过程，该过程与燃气热泵子系统100的蓄热过程和放热过程类似，故不做详细描述。此外，燃气热泵子系统100和锅炉子系统200还可以一起进行蓄热和放热。
在本实施例中，组合式锅炉供热系统3000包括蓄热子系统300，并且蓄热子系统300包括太阳能集热器17，在本实施例的变形例(变形例五)中，蓄热子系统还可以不包括太阳能集热器，其它结构与本实施例完全相同；在本实施例的变形例(变形例六)中，组合式锅炉供热系统还可以不包括蓄热子系统，其它结构与本实施例完全相同。
<实施例四>
本实施例提供了一种组合式锅炉供热系统，该组合式锅炉供热系统与实施例一中的组合式锅炉供热系统100的区别在于，其燃气热泵子系统包括多台燃气热泵机组。
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连接流程示意图。
本实施例中的燃气热泵子系统包括两台燃气热泵机组，相应地如图8所示，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。
回水(T1)进入燃气热泵子系统以后，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进行加热后输出热水(T2)。
本实施例中的其它结构与实施例一相同。
在本实施例中，燃气热泵子系统包括两台燃气热泵机组，在本实施例的变形例(变形例六)中，燃气热泵子系统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之间的连接方式与本实施例相同，即，回水(T1)依次流过第一台燃气热泵机组的冷凝器和发动机余热换热单元，第二台燃气热泵机组的冷凝器和发动机余热换热单元，……，最后一台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热水(T2)。
燃气热泵机组的启动数量和单台出力根据室外环境温度调整。
<实施例五>
本实施例提供了一种组合式锅炉供热系统，该组合式锅炉供热系统与实施例四的组合式锅炉供热系统的区别仅在于：两个冷凝器和两个发动机余热换热单元的串联方式不同。其它结构与实施例四相同。
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连接流程示意图。
如图9所示，本实施例中的燃气热泵子系统包括：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T1的回水进入燃气热泵子系统以后，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T2的水。
在本实施例中，燃气热泵子系统包括两台燃气热泵机组，在变形例七中，燃气热泵子系统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之间的连接方式与本实施例相同，即，温度为T1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T2的水。
燃气热泵机组的启动数量和单台出力根据室外环境温度调整。
<实施例六>
本实施例提供了一种组合式锅炉供热系统，该组合式锅炉供热系统与实施例四的组合式锅炉供热系统的区别仅在于：两个冷凝器和两个发动机余热换热单元之间的连接方式不同。其它结构与实施例四相同。
图10是本发明的实施例六中冷凝器和发动机余热换热单元的连接流程示意图。
如图10所示，本实施例中的燃气热泵子系统包括：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T1的回水进入燃气热泵子系统以后，分为两路，一路依次流过第一冷凝器4a和第一发动机余热换热单元3a进行加热，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进行加热，两路汇聚后输出温度为T2的水。
在本实施例中，燃气热泵子系统包括两台燃气热泵机组，在本实施例的变形例(变形例八)中，燃气热泵子系统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之间的连接方式与本实施例相同，即，温度为T1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T2的水。
燃气热泵机组的启动数量和单台出力根据室外环境温度调整。
<实施例七>
本实施例提供了一种组合式锅炉供热系统，该组合式锅炉供热系统与实施例四的组合式锅炉供热系统的区别仅于：两个冷凝器和两个发动机余热换热单元的连接方式不同。其它结构与实施例四相同。
图11是本发明的实施例七中冷凝器和发动机余热换热单元的连接流程示意图。
如图11所示，本实施例中的燃气热泵子系统包括：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一一并联，即，温度为T1的回水进入燃气热泵子系统以后，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T2的水。
在本实施例中，燃气热泵子系统包括两台燃气热泵机组，在本实施例的变形例(变形例九)中，燃气热泵子系统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。
燃气热泵机组的启动数量和单台出力根据室外环境温度调整。
实施例的作用与效果
根据实施例一所涉及的组合式锅炉供热系统，因为包括燃气热泵子系统和锅炉子系统，两个子系统串联设置，燃气热泵子系统和锅炉子系统运行单一运行或共同运行，因此可以当燃气热泵机组供热能力不足时，热水锅炉开启并进行辅助供热，提高整个系统的供热能力，该系统比利用锅炉与吸收式热泵共同制备热水的装置热效率提高20％至30％，并且出水温度更高。
进一步地，燃气热泵子系统包括燃气热泵机组，燃气热泵机组的蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，燃气发动机驱动压缩机压缩制冷剂，经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燃气发动机余热放热，进入燃气热泵子系统的回水能吸收冷凝器以及发动机余热换热单元的热量来输出供水，其燃气耗量比单独运行热水锅炉减少35％至50％。供热效率显著提高。
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，将热量传递给回水，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。
进一步地，因为燃气热泵子系统和锅炉子系统串联，燃气热泵子系统的入水端与回水管路连接，出水端与锅炉子系统连接，因此回水管路中的回水会先经过燃气热泵子系统加热，再经过锅炉子系统加热，这种方式能充分利用燃气热泵子系统对水温敏感，锅炉对水温不敏感的特性，提高加热效率。
进一步地，因为将蓄热装置连接在燃气热泵机组和热水锅炉并联后的供水管路上，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 (8)

1.一种组合式锅炉供热系统，用于设置在供热管网中，对回水管路中的回水进行升温后，输出供水至供水管路，其特征在于，包括：
燃气热泵子系统和锅炉子系统，
所述燃气热泵子系统和所述锅炉子系统串联连接在所述回水管路和所述供水管路上，所述燃气热泵子系统和所述锅炉子系统单一运行或共同运行，回水在所述燃气热泵子系统和/或所述锅炉子系统中被加热升温，
其中，所述锅炉子系统包括至少两台热水锅炉，所述热水锅炉并联连接，
所述燃气热泵子系统包括至少一台燃气热泵机组，每台所述燃气热泵机组均包括燃气发动机、发动机余热换热单元、压缩机、冷凝器以及蒸发器，
所述蒸发器为空气-制冷剂换热器或水源水-制冷剂换热器中的一种，在对回水进行加热时，所述蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，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燃气发动机余热放热，回水在所述冷凝器和所述发动机余热换热单元中被加热，
所述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，将热量交换给回水，然后所述缸套水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。
2.根据权利要求1所述的组合式锅炉供热系统，其特征在于：
其中，所述燃气热泵子系统的入水端与所述回水管路连接，出水端与所述锅炉子系统连接。
3.根据权利要求1所述的组合式锅炉供热系统，其特征在于：
其中，所述锅炉子系统还包括热水换热器，所述热水换热器与所述燃气热泵子系统串联连接，用于将来自所述热水锅炉的热水的热量交换给所述回水，从而使所述回水升温。
4.一种组合式锅炉供热系统，用于设置在供热管网中，对回水管路中的回水进行升温后，输出供水至供水管路，其特征在于，包括：
燃气热泵子系统和锅炉子系统，
所述燃气热泵子系统和所述锅炉子系统并联连接在所述回水管路和所述供水管路上，所述燃气热泵子系统和所述锅炉子系统单一运行或共同运行，回水在所述燃气热泵子系统和/或所述锅炉子系统中被加热升温，
其中，所述锅炉子系统包括至少两个热水锅炉换热单元，多个所述热水锅炉换热单元并联连接，每个所述热水锅炉换热单元均包括热水换热器和热水锅炉，
所述热水换热器连接在所述回水管路和所述供水管路上，用于将来自所述热水锅炉的热水的热量交换给所述回水，从而使所述回水升温，
所述燃气热泵子系统包括至少一台燃气热泵机组，每台所述燃气热泵机组均包括燃气发动机、发动机余热换热单元、压缩机、冷凝器以及蒸发器，
所述蒸发器为空气-制冷剂换热器或水源水-制冷剂换热器中的一种，在对回水进行加热时，所述蒸发器中的制冷剂从空气或水源水中吸收热量，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燃气发动机余热放热，回水在所述冷凝器和所述发动机余热换热单元中被加热，
所述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，将热量交换给回水，然后所述缸套水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。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合式锅炉供热系统，其特征在于：
其中，T3为环境温度，T4、T5分别为环境温度限制值，T4取值范围为-15℃至10℃，T5取值范围为-10℃至-35℃，
当T3＜T5时，所述燃气热泵子系统不运行，由所述锅炉子系统承担供热负荷，
当T5≤T3≤T4时，所述燃气热泵子系统满负荷运行，承担主要供热负荷，所述锅炉子系统承担部分供热负荷，
当T3＞T4时，所述燃气热泵子系统满负荷运行，所述锅炉子系统不运行。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合式锅炉供热系统，其特征在于：
其中，所述冷凝器和所述余热换热器串联或并联连接。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合式锅炉供热系统，其特征在于，还包括：蓄热子系统，该蓄热子系统包括与所述燃气热泵子系统并联连接的蓄热装置。
8.根据权利要求7所述的组合式锅炉供热系统，其特征在于：
其中，蓄热子系统还包括连接在蓄热装置上的太阳能集热器。
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