CN206755313U - 一种燃气热泵式制热系统 - Google Patents

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左涛
袁泉
邓伟
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Abstract

本实用新型公开了一种燃气热泵式制热系统，其包括压缩机、室内供暖器、节流阀、第一换热管、第二换热管、燃气发动机、半导体温差发电片和半导体制冷片，第一换热管、压缩机、室内供暖器、节流阀、第二换热管顺次连通，燃气发动机包括燃烧室、燃烧器和排烟管，燃烧器和排烟管设置在燃烧室内，第一换热管设置在燃烧器外，第二换热管设置在排烟管外，第二换热管的出水口连接第一换热管的进水口，半导体温差发电片的低温端与第一换热管形成热传递连接、高温端与燃烧器形成热传递连接，半导体制冷片的冷端与排烟管形成热传递连接、热端与第二换热管形成热传递连接，半导体温差发电片与半导体制冷片电连接。本实用新型能够显著提高换热效率。

Description

一种燃气热泵式制热系统
技术领域
本实用新型涉及热泵制热技术领域，特别是涉及一种燃气热泵式制热系统。
背景技术
随着天然气在中国的广泛使用和电力空调引发的电力危机，利用天然气热泵系统的研究逐渐受到重视。燃气发动机带动发电机发电同时满足供冷、供热的系统备受青睐。近年来，中国很多地区缺电严重，据专家预测，若干年内缺电情况不会得到有效缓解。电力空调是形成电力尖峰负荷的主要原因，以燃气发动机驱动的燃气热泵可以代替电力驱动的空调系统，消减电力波峰，有效解决驱动能源选择中所面临的费用、环境等压力。
现有燃气热泵在制热时，一般采用一到二级换热器把燃烧后的高温烟气通过辐射和对流的方法使燃烧的热能把冷水加热。采用的换热器的换热面积越大，排出的烟气温度越低，热效率就越高，但现有技术无法将排烟温度降低到环境气温，且降低排烟温度，需要加大换热面积，也就是加大材料的消耗量，加大生产成本。排烟温度高于环境温度，意味着燃烧后的热能没有完全转换为水的热能，导致热效率较低。
实用新型内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种燃气热泵式制热系统，能够显著提高换热效率。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种燃气热泵式制热系统，包括压缩机、室内供暖器、节流阀、第一换热管、第二换热管、燃气发动机、半导体温差发电片和半导体制冷片，所述第一换热管、压缩机、室内供暖器、节流阀、第二换热管顺次连通，所述燃气发动机包括燃烧室、燃烧器和排烟管，所述排烟管连接于燃烧器的烟气出口，所述燃烧器和排烟管设置在燃烧室内，所述第一换热管设置在燃烧器外，所述第二换热管设置在排烟管外，所述第二换热管的出水口连接第一换热管的进水口，所述半导体温差发电片的低温端与第一换热管形成热传递连接、高温端与燃烧器形成热传递连接，所述半导体制冷片的冷端与排烟管形成热传递连接、热端与第二换热管形成热传递连接，所述半导体温差发电片与半导体制冷片电连接。
其中，还包括蓄电池，所述半导体温差发电片与蓄电池电连接。
其中，所述燃烧室设置有燃气进气口和空气进气口，所述燃气进气口和空气进气口均连通至燃烧器。
其中，所述燃气进气口设有用于调节燃气流量的第一调节阀，所述空气进气口设有用于调节空气流量的第二调节阀。
其中，所述节流阀、第一调节阀和第二调节阀均为电磁阀。
其中，所述燃烧室内表面设置有保温层。
其中，所述燃气热泵式制热系统还包括发电机和室内风机，所述发电机由所述燃气发动机驱动而生成电力，所述室内风机由发电机供电，所述室内风机包括进风口和出风口，所述室内供暖器设置在室内风机的进风口和出风口之间。
其中，所述第一换热管和第二换热管均盘绕设置在燃烧器和排烟管外。
本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型的燃气热泵式制热系统利用燃气燃烧的热量与第一换热管、第二换热管进行换热，同时第一换热管、第二换热管置于燃气发动机的燃烧室内，并且第一换热管与燃烧器之间设置有半导体温差发电片，半导体温差发电片产生的电能供给第二换热管与排烟管之间的半导体制冷片，半导体制冷片可以进一步提高换热效率，降低排烟温度，从而将燃气燃烧产生的几乎所有热量转移到室内，实现室内制热，具有燃气利用率高、制热效果好等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例燃气热泵式制热系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1，是本实用新型实施例燃气热泵式制热系统的结构示意图。本实用新型实施例的燃气热泵式制热系统包括压缩机1、室内供暖器2、节流阀3、第一换热管4、第二换热管5、燃气发动机6、半导体温差发电片7和半导体制冷片8。
第一换热管4、压缩机1、室内供暖器2、节流阀3、第二换热管5顺次连通，燃气发动机6包括燃烧室61、燃烧器62和排烟管63，排烟管63连接于燃烧器62的烟气出口，燃烧器62和排烟管63设置在燃烧室61内，第一换热管4设置在燃烧器62外，第二换热管5设置在排烟管63外，第二换热管5的出水口连接第一换热管4的进水口，半导体温差发电片7的低温端与第一换热管4形成热传递连接、高温端与燃烧器62形成热传递连接，半导体制冷片8的冷端与排烟管63形成热传递连接、热端与第二换热管5形成热传递连接，半导体温差发电片7与半导体制冷片8电连接。其中，燃气发动机6所使用的燃气可以是天然气、液化石油气或者沼气等。
第一换热管4、压缩机1、室内供暖器2、节流阀3、第二换热管5顺次连通形成冷媒回路，冷媒回路中的冷媒可采用R22或R410A等。
燃烧器62燃烧时发出的热量经过半导体温差发电片7的传递至第一换热管4，而燃烧器62燃烧时的温度必然高于第一换热管4中冷媒的温度，从而半导体温差发电片7会产生电能，电能给半导体制冷片8供电，半导体制冷片8将排烟管63的热量传递至第二换热管5，不仅降低了排烟温度，还提高了第二换热管5中冷媒的温度，也就是说，冷媒从第二换热管5进入第一换热管4之前已经进行了预热。在本实施例中，燃气热泵式制热系统还包括蓄电池9，半导体温差发电片7与蓄电池9电连接，以对蓄电池9进行充电。
为了提高换热面积，在本实施例中，第一换热管4和第二换热管5均盘绕设置在燃烧器62和排烟管63外。此外，燃烧室61内表面设置有保温层64。这样，能够隔绝燃烧器62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，保证换热效率。
作为本实施例的优选，燃烧室61设置有燃气进气口611和空气进气口612，燃气进气口611和空气进气口612均连通至燃烧器62。为了使燃气和空气在燃烧器62中混合并充分燃烧，燃气进气口611设有用于调节燃气流量的第一调节阀65，空气进气口612设有用于调节空气流量的第二调节阀66，通过调节第一调节阀65和第二调节阀66的开关量，就可以调节燃气与空气的混合比例。优选的，节流阀3、第一调节阀65和第二调节阀66均为电磁阀。
本实用新型的燃气热泵式制热系统只用于制热，不用于制冷。在制热时，压缩机1排出高温高压的气态冷媒，经过室内供暖器2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阀3节流成为低温低压的液态冷媒，最后经过第二换热管5和第一换热管4，在这里冷媒充分吸收燃烧器62产生的热量和排烟管63的热量，气化成为低温低压的气态冷媒回到压缩机1，开始新一轮循环，从而达到室内取暖的目的。当热泵系统用于制冷时，燃气发动机6不起任何作用，此时，冷媒的流通方向与上述制热过程的冷媒流通方向相反。
为了提高室内制热效果，在本实施例中，燃气热泵式制热系统还包括发电机10和室内风机11，发电机10由燃气发动机6驱动而生成电力，室内风机11由发电机10供电，室内风机11包括进风口和出风口，室内供暖器2设置在室内风机11的进风口和出风口之间。
通过上述方式，本实用新型的燃气热泵式制热系统利用燃气燃烧的热量与第一换热管、第二换热管进行换热，同时第一换热管、第二换热管置于燃气发动机的燃烧室内，并且第一换热管与燃烧器之间设置有半导体温差发电片，半导体温差发电片产生的电能供给第二换热管与排烟管之间的半导体制冷片，半导体制冷片可以进一步提高换热效率，降低排烟温度，从而将燃气燃烧产生的几乎所有热量转移到室内，实现室内制热，具有燃气利用率高、制热效果好等优点。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种燃气热泵式制热系统，其特征在于，包括压缩机、室内供暖器、节流阀、第一换热管、第二换热管、燃气发动机、半导体温差发电片和半导体制冷片，所述第一换热管、压缩机、室内供暖器、节流阀、第二换热管顺次连通，所述燃气发动机包括燃烧室、燃烧器和排烟管，所述排烟管连接于燃烧器的烟气出口，所述燃烧器和排烟管设置在燃烧室内，所述第一换热管设置在燃烧器外，所述第二换热管设置在排烟管外，所述第二换热管的出水口连接第一换热管的进水口，所述半导体温差发电片的低温端与第一换热管形成热传递连接、高温端与燃烧器形成热传递连接，所述半导体制冷片的冷端与排烟管形成热传递连接、热端与第二换热管形成热传递连接，所述半导体温差发电片与半导体制冷片电连接。
2.根据权利要求1所述的燃气热泵式制热系统，其特征在于，还包括蓄电池，所述半导体温差发电片与蓄电池电连接。
3.根据权利要求1所述的燃气热泵式制热系统，其特征在于，所述燃烧室设置有燃气进气口和空气进气口，所述燃气进气口和空气进气口均连通至燃烧器。
4.根据权利要求3所述的燃气热泵式制热系统，其特征在于，所述燃气进气口设有用于调节燃气流量的第一调节阀，所述空气进气口设有用于调节空气流量的第二调节阀。
5.根据权利要求4所述的燃气热泵式制热系统，其特征在于，所述节流阀、第一调节阀和第二调节阀均为电磁阀。
6.根据权利要求1所述的燃气热泵式制热系统，其特征在于，所述燃烧室内表面设置有保温层。
7.根据权利要求1所述的燃气热泵式制热系统，其特征在于，所述燃气热泵式制热系统还包括发电机和室内风机，所述发电机由所述燃气发动机驱动而生成电力，所述室内风机由发电机供电，所述室内风机包括进风口和出风口，所述室内供暖器设置在室内风机的进风口和出风口之间。
8.根据权利要求1所述的燃气热泵式制热系统，其特征在于，所述第一换热管和第二换热管均盘绕设置在燃烧器和排烟管外。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110905683A (zh) * 2019-12-11 2020-03-24 潍柴动力股份有限公司 一种发动机热循环管理系统及方法
CN113137751A (zh) * 2020-01-20 2021-07-20 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 换热器及具有其的燃烧换热设备

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