CN206269289U - 利用燃气作为热源的热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热泵技术领域，特别是涉及一种利用燃气作为热源的热泵系统，包括：由压缩机、室内换热器、节流装置和室外换热器顺次连通的冷媒回路，以及燃气燃烧室；室外换热器设置在燃气燃烧室内，用于与燃气燃烧室内的燃气燃烧后产生的高温气体进行换热。本实用新型提供的利用燃气作为热源的热泵系统，利用燃气燃烧的热量与室外换热器进行换热，同时室外换热器置于相对密闭的高温气体环境中，能够充分换热，从而将燃气燃烧产生的几乎所有热量转移到室内，实现室内取暖，该热泵系统燃气利用率高，制热效果好，室外换热器置于燃气燃烧室内，不会结霜，从而能够保证换热效果，使得该热泵系统能够不受低温环境的制约。

Description

利用燃气作为热源的热泵系统

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，特别是涉及一种利用燃气作为热源的热泵系统。

背景技术

在北方寒冷低温地区冬季供暖时，一般采用以下几种方式：燃煤采暖，电加热取暖，壁挂炉采暖，空气源热泵采暖或者水源、地源热泵采暖，但是以上方式存在缺陷：燃煤采暖，污染严重；电加热取暖，电力成本高、制热效果差、经济性差；壁挂炉采暖，换热效率低、制热效果差；空气源热泵采暖，低温环境下制热效果差，换热器易结霜；水源、地源热泵采暖，安装复杂、成本较高，且安装位置受限较多。

实用新型内容

基于此，为解决传统的采暖方式换热效率低、制热效果差、成本高、污染环境等问题，提供一种换热效率高、制热效果好且对环境污染小，使用成本较低的利用燃气作为热源的热泵系统。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种利用燃气作为热源的热泵系统，包括：由压缩机、室内换热器、节流装置和室外换热器顺次连通的冷媒回路，以及燃气燃烧室；室外换热器设置在燃气燃烧室内，用于与燃气燃烧室内的燃气燃烧后产生的高温气体进行换热。

在其中一个实施例中，燃气燃烧室包括相连通的燃烧腔和换热腔，室外换热器位于换热腔内；

燃烧腔内设置有燃烧器，燃烧腔设置有燃气进气口和空气进气口，燃气进气口和空气进气口均连通至燃烧器。

在其中一个实施例中，燃气进气口处设置有第一流量调节阀，空气进气口处设置有第二流量调节阀。

在其中一个实施例中，热泵系统还包括控制器，第一流量调节阀、第二流量调节阀均与控制器连接。

在其中一个实施例中，燃气进气口处还设置有第一流量计，空气进气口处还设置有第二流量计；第一流量计、第二流量计均与控制器连接。

在其中一个实施例中，通过燃气进气口进入燃烧器的燃气与通过空气进气口进入燃烧器的空气的混合比为1:10。

在其中一个实施例中，换热腔上设置有排气口，用于排出废气。

在其中一个实施例中，燃气燃烧室外设置有保温层。

在其中一个实施例中，节流装置为膨胀阀或者毛细管。

在其中一个实施例中，热泵系统还包括室内风机，室内风机设置有进风口和出风口，室内换热器设置在进风口和出风口之间。

上述利用燃气作为热源的热泵系统，利用燃气燃烧的热量与室外换热器进行换热，同时室外换热器置于相对密闭的高温气体环境中，能够充分换热，从而将燃气燃烧产生的几乎所有热量转移到室内，实现室内取暖；该热泵系统燃气利用率高，制热效果好。具体地，传统的壁挂炉因工作水温偏高，采暖热效率一般在90％左右(根据低位热值计算)，壁挂炉排出的废气温度达到100～120度，该部分热量未得到充分利用。该燃气热泵系统换热器内冷媒温度低，换热温差大，燃气的高位热值可以得到充分利用，相比燃气壁挂炉采暖热效率可提高10％～20％。

另外，室外换热器置于燃气燃烧室内，不会结霜，从而能够保证换热效果，使得该热泵系统能够不受低温环境的制约。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的利用燃气作为热源的热泵系统的结构原理图。

其中：

100-压缩机；

200-室内换热器；

300-节流装置；

400-室外换热器；

500-燃气燃烧室；

510-燃烧器；

520-燃气进气口；530-空气进气口；540-排气口；

600-室内风机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的利用燃气作为热源的热泵系统进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种利用燃气作为热源的热泵系统，包括：由压缩机100、室内换热器200、节流装置300和室外换热器400顺次连通的冷媒回路，以及燃气燃烧室500；室外换热器400设置在燃气燃烧室500内，用于与燃气燃烧室500内的燃气燃烧后产生的高温气体进行换热。

其中，燃气可以是天然气、液化石油气或者沼气等。冷媒回路的冷媒可采用R22或R410A等。

本实施例的利用燃气作为热源的热泵系统，当环境温度较低时，例如低于5℃，由于室外换热器400设置在燃气燃烧室500内，不会出现换热器结霜的情况，且燃气在燃气燃烧室500内燃烧产生大量热量，能够保证热源的供应，解决了北方寒冷低温地区的热泵制热量低的问题。

压缩机100排出高温高压的气态冷媒，经过室内换热器200冷凝成为高温高压的液态冷媒，同时将热量传递给室内空气。然后高温高压的液态冷媒经过节流装置300节流成为低温低压的液态冷媒，经过室外换热器400，在这里冷媒充分吸收燃气燃烧室500的高温气体的热量，气化成为低温低压的气态冷媒回到压缩机100，开始新一轮循环，从而室内达到取暖的目的。

由于燃气在相对密闭的燃气燃烧室500内燃烧，能够避免产生的高温气体与外界换热，高温气体的热量几乎都用来与室外换热器400换热，使得燃气利用率高，燃气燃烧产生的几乎所有热量通过热泵系统转移到室内，制热效果好。另外，燃气燃烧室500位于室外，有效避免了燃气在室内燃烧取暖时易发生一氧化碳中毒的现象，且燃烧燃气不会污染环境。

作为一种优选的实施方式，燃气燃烧室500包括相连通的燃烧腔和换热腔，室外换热器400位于换热腔内；

燃烧腔内设置有燃烧器510，燃烧腔设置有燃气进气口520和空气进气口530，燃气进气口520和空气进气口530均连通至燃烧器510。

进一步地，换热腔上设置有排气口540，用于排出废气。

在燃气燃烧室500的燃烧腔中，燃气和空气在燃烧器510中混合并燃烧，产生的高温气体与换热腔内的室外换热器400进行换热，换热后的低温废气体需排出，此时由于燃气燃烧室500内气体压强不断增强，废气可经由排气口540直接排出。

一般情况下，室外换热器400处于7℃～10℃左右的温度环境下就能工作，维持热泵系统的正常运转，且不会出现换热器结霜状况。因此，为了节约能源，可以控制燃气供应量，只要能保证热泵系统正常运转即可。

再进一步地，燃气进气口520处设置有第一流量调节阀，空气进气口530处设置有第二流量调节阀。通过第一流量调节阀调节燃气的供给量，通过第二流量调节阀调节空气的供给量，优选地，使通过燃气进气口520进入燃烧器510的燃气与通过空气进气口530进入燃烧器510的空气的混合比为1:10，这样仅需要少量的燃气就能够满足燃气燃烧室500的温度维持在7℃～10℃左右，进而保证室内取暖，同时还节约了能源。

进一步地，燃气燃烧室500外设置有保温层。这样，能够隔绝燃气燃烧室500中燃烧后产生的高温气体与外部低温环境之间的热量传递，进一步提高燃气利用率，保证高温气体与室外换热器400的换热效率。

作为一种优选的实施方式，热泵系统还包括控制器，第一流量调节阀、第二流量调节阀均与控制器连接，这样，能够实现燃气、空气供给的自动化控制。

进一步地，燃气进气口520处还设置有第一流量计，空气进气口530处还设置有第二流量计；第一流量计、第二流量计均与控制器连接。这样，通过监测燃气、空气的流量，更加方便控制器调节燃气、空气的供给，利于实现燃气、空气供给的自动化控制。

作为一种优选的实施方式，节流装置300为膨胀阀或者毛细管。

进一步地，热泵系统还可以包括换向阀，这样使得本实施例的热泵系统不仅能够制热，实现冬季取暖，还能够制冷，实现夏季纳凉。

其中，换向阀设置在室内换热器200与室外换热器400之间，制热时与上述实施例的过程相同，在此不再重复说明。

当热泵系统用于制冷时，燃气燃烧室500不起任何作用，此时，经过换向阀的冷媒的流通方向与上述制热过程的冷媒流通方向相反。压缩机100排出高温高压的气态冷媒，经过室外换热器400冷凝成为高温高压的液态冷媒，同时将热量传递给室外空气。然后高温高压的液态冷媒经过膨胀阀或者毛细管节流成为低温低压的液态冷媒，经过室内换热器200，在这里气化成为低温低压的气态冷媒(吸收室内热量)并回到压缩机100，开始新一轮循环，从而室内达到制冷的目的。

作为一种优选的实施方式，热泵系统还包括室内风机600，室内风机600设置有进风口和出风口，室内换热器200设置在进风口和出风口之间。

通过室内风机600吹出热风(或冷风)达到室内取暖(或制冷)的目的。

本实用新型实施例提供的利用燃气作为热源的热泵系统，相当于一台普通分体式空调机，仅多了一个燃气燃烧室500，安装简便，占地面积小，适用范围广。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，包括由压缩机(100)、室内换热器(200)、节流装置(300)和室外换热器(400)顺次连通的冷媒回路，以及燃气燃烧室(500)；所述室外换热器(400)设置在所述燃气燃烧室(500)内，用于与所述燃气燃烧室(500)内的燃气燃烧后产生的高温气体进行换热。

2.根据权利要求1所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，所述燃气燃烧室(500)包括相连通的燃烧腔和换热腔，所述室外换热器(400)位于所述换热腔内；

所述燃烧腔内设置有燃烧器(510)，所述燃烧腔设置有燃气进气口(520)和空气进气口(530)，所述燃气进气口(520)和所述空气进气口(530)均连通至所述燃烧器(510)。

3.根据权利要求2所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，所述燃气进气口(520)处设置有第一流量调节阀，所述空气进气口(530)处设置有第二流量调节阀。

4.根据权利要求3所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，还包括控制器，所述第一流量调节阀、所述第二流量调节阀均与所述控制器连接。

5.根据权利要求4所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，所述燃气进气口(520)处还设置有第一流量计，所述空气进气口(530)处还设置有第二流量计；

所述第一流量计、所述第二流量计均与所述控制器连接。

6.根据权利要求2-5任一项所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，通过所述燃气进气口(520)进入所述燃烧器(510)的燃气与通过所述空气进气口(530)进入所述燃烧器(510)的空气的混合比为1:10。

7.根据权利要求6所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，所述换热腔上设置有排气口(540)，用于排出废气。

8.根据权利要求6所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，所述燃气燃烧室(500)外设置有保温层。

9.根据权利要求1所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，所述节流装置(300)为膨胀阀或者毛细管。

10.根据权利要求1所述的利用燃气作为热源的热泵系统，其特征在于，还包括室内风机(600)，所述室内风机(600)设置有进风口和出风口，所述室内换热器(200)设置在所述进风口和所述出风口之间。