CN201229087Y - 二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置 - Google Patents

Abstract

一种二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置，由二甲醚发动机、压缩机、空气或水/工质热交换器、热媒/工质热交换器、烟气/水热交换器和二甲醚气化器组成；二甲醚发动机与压缩机连接，压缩机与空气或水/工质热交换器或热媒/工质热交换器循环连接；发动机的烟气出口分别与烟气/水热交换器和二甲醚气化器连接，或直接与空气或水/工质热交换器连接；发动机的冷却水出口与发动机冷却水热交换器的入口连接，发动机冷却水热交换器的出口与烟气/水热交换器连接；二甲醚气化器的出口与二甲醚补热燃烧器的入口连接，二甲醚补热燃烧器出口、发动机的烟气出口一并与烟气/水热交换器连接。本实用新型的优点是：①节约能源。②功能齐全。③适用范围广。

Description

二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置

技术领域：

本实用新型涉及一种以二甲醚为能源发动机驱动压缩式热泵为主体的制冷、制热及供热水的装置，特别涉及一种二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置。

背景技术：

世界上石油消费已经位居一次能源之首，石油的生产与供应已成为世界经济发展的重要依赖。我国是一个煤炭资源相对丰富的国家，以煤为原料制取洁净的气体燃料和液体燃料，是提高能源品质、减少环境污染的主要技术路线，也是减少油气进口、加强能源安全的重要措施。

我国由煤出发制造二甲醚的工业生产技术已基本成熟，已经形成工业生产规模，二甲醚用作城镇燃气是重要的下游市场，急待开发。目前二甲醚燃烧应用多为直接燃烧应用，有用能的利用效率比较低，需要研究能够达到梯级利用二甲醚能量的燃烧应用装置。

发明内容：

本实用新型专利目的在于提供一种以二甲醚为能源的发动机驱动压缩式热泵装置，能进行制冷、制热，并提供生活热水。

本实用新型的技术方案是：一种二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置，其特征在于：由二甲醚发动机、压缩机、空气或水/工质热交换器、热媒/工质热交换器、烟气/水热交换器、二甲醚气化器、二甲醚调压器和二甲醚补热燃烧器组成；二甲醚发动机与压缩机连接，压缩机与空气或水/工质热交换器或热媒/工质热交换器循环连接；发动机的烟气出口分别与烟气/水热交换器和二甲醚气化器连接，或直接与空气或水/工质热交换器连接；发动机的冷却水出口与发动机冷却水热交换器的入口连接，发动机冷却水热交换器的出口与烟气/水热交换器连接；二甲醚气化器的出口通过调压器、调节阀与二甲醚补热燃烧器的入口连接，二甲醚补热燃烧器出口、发动机的烟气出口一并与烟气/水热交换器连接。

上述压缩机的输出端、空气或水/工质热交换器、节流元件、冷媒/工质热交换器依次连接；冷媒/工质热交换器的工质出口与压缩机的进口连接，冷媒出口与空调系统连接。

上述压缩机的出口、热媒/工质热交换器、节流元件和空气或水/工质热交换器依次连接，空气或水/工质热交换器的工质出口与压缩机进口连接，热媒/工质热交换器的热媒出口与供热系统连接；发动机的烟气出口与烟气/水热交换器的入口连接，烟气/水热交换器的热水出口与热水系统连接，烟气/水热交换器的烟气出口与二甲醚气化器连接。

上述烟气/水热交换器上设有烟气进口、烟气出口、生活热水进口、生活热水出口，中部装有若干根换热管，管与管之间装有水。

上述二甲醚补热燃烧器出口、发动机的烟气出口一并与烟气/水热交换器连接。

本实用新型具有如下优点和效果：

①用二甲醚发动机驱动，夏天不用电力制冷，能削低电力的高峰负荷，冬天不用管道燃气制热，能削减冬季的管道燃气负荷。

②功能齐全。夏天可用于空调制冷、冬天可作为采暖热源，全年可供应生活热水。

③适用范围广。尤其适用于燃气管道未敷设到的村镇居民小区、城郊医院与学校、军用设施和野外机构的供冷、供热和供生活热水。

④采用二甲醚发动机驱动压缩热泵进行制冷与制热，发动机冷却水和烟气的余热得到充分利用，提高了二甲醚的燃烧应用效率。

附图说明：

图1是本实用新型夏天制冷的流程。

图2是本实用新型冬天制热的流程。

图3是烟气/水热交换器的结构示意图。

具体实施方式：

根据二甲醚发动机的要求，液态二甲醚通过二甲醚管道经调节阀12进入发动机1产生机械能，带动压缩机2推动工质进行制冷与制热循环。

下面分3种模式进行叙述。

①夏天制冷模式(见附图1)。压缩机2将热泵系统气态工质的压力提高后，通过五通换向阀6进入空气(或水)/工质热交换器3(室外)，由空气(或水)将工质冷凝放出的热量带走，冷凝后的工质经节流元件4减压后，进入冷媒/工质热交换器5(室内)，工质吸收冷媒的热量而蒸发，冷媒降低温度后，被送至空调系统。蒸发后的气态工质又通过五通换向阀6送到压缩机2被压缩。循环进行。发动机1排出的烟气进入烟气/水热交换器11的管程，将热量传给壳程的热水后经二甲醚气化器8后排至大气。当生活热水温度超高时，发动机1排出的烟气经调节阀14进入二甲醚气化器8将热量传给液态二甲醚，排至大气。

②冬天制热模式(见附图2)。压缩后的高压、高温气态工质通过五通换向阀6进入热媒/工质热交换器5(室内)与热媒进行换热而冷凝，热媒获得工质冷凝放出的热量而提高温度，然后进入供热系统。冷凝后的工质经节流元件4减压，进入空气(或水)/工质热交换器3(室外)，吸收空气+烟气(或水)的热量而蒸发，蒸发后的气态工质通过五通换向阀6进入压缩机1被压缩。循环进行。冬天室外气温低时，发动机1排出的烟气经调节阀14与空气一同进入空气(或水)/工质热交换器3(室外)，将液态工质蒸发后排至大气。

③生活热水制备模式(见图1、图2)：二甲醚发动机1排出的冷却水进入发动机冷却水热交换器7，自来水与之换热后进入烟气/水热交换器11进一步升温，进入生活热水系统。当热负荷不足或既非空调又非采暖季节时，则启动二甲醚补热燃烧器10。液态二甲醚经二甲醚气化器8气化后经调压器9和调节阀13进入补热燃烧器10，补热燃烧器10产生的烟气与发动机1产生的烟气一同进入烟气/水热交换器11，产生的生活热水进入生活热水系统。

如图3所示：烟气/水热交换器上设有烟气进口15、烟气出口16、生活热水进口17、生活热水出口18，中部装有若干根换热管19，管与管之间装有水20。

Claims (4)

1、一种二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置，其特征在于：由二甲醚发动机、压缩机、空气或水/工质热交换器、热媒/工质热交换器、烟气/水热交换器、二甲醚气化器、二甲醚调压器和二甲醚补热燃烧器组成；二甲醚发动机与压缩机连接，压缩机与空气或水/工质热交换器或热媒/工质热交换器循环连接；发动机的烟气出口分别与烟气/水热交换器和二甲醚气化器连接，或直接与空气或水/工质热交换器连接；发动机的冷却水出口与发动机冷却水热交换器的入口连接，发动机冷却水热交换器的出口与烟气/水热交换器连接；二甲醚气化器的出口通过调压器、调节阀与二甲醚补热燃烧器的入口连接，二甲醚补热燃烧器出口、发动机的烟气出口一并与烟气/水热交换器连接。

2、根据权利要求1所述的二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置，其特征在于：上述压缩机的输出端、空气或水/工质热交换器、节流元件、冷媒/工质热交换器依次连接；冷媒/工质热交换器的工质出口与压缩机的进口连接，冷媒出口与空调系统连接。

3、根据权利要求1所述的二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置，其特征在于：上述压缩机的出口、热媒/工质热交换器、节流元件和空气或水/工质热交换器依次连接，空气或水/工质热交换器的工质出口与压缩机进口连接，热媒/工质热交换器的热媒出口与供热系统连接；发动机的烟气出口与烟气/水热交换器的入口连接，烟气热交换器的热水出口与热水系统连接，烟气热交换器的烟气出口与二甲醚气化器连接。

4、根据权利要求1所述的二甲醚发动机驱动压缩式热泵装置，其特征在于：上述烟气/水热交换器上设有烟气进口、烟气出口、生活热水进口、生活热水出口，中部装有若干根换热管，管与管之间装有水。

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