CN2802386Y - 燃气热泵复合空调 - Google Patents

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张小松
殷勇高
李舒宏
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Abstract

燃气热泵复合空调是一种将蓄能与制冷装置结合为有机整体的新型空调系统，由燃气发动机、燃气发动机热水余热回收装置、压缩机、油分离器、储液器、四通阀、节流装置、换热器、液体除湿器、溶液发生装置、溶液储液器、表冷器、循环喷水室、风机等设备组成。夏季系统采用空调潜热负荷与显热负荷独立处理的方法，利用燃气发动机产生的余热来处理湿负荷，将制冷机组运行于干工况状态；冬季，利用燃气发动机产生的热量加热水，可以提高出水温度，直接利用余热，达到了良好的节能效果。

Description

燃气热泵复合空调
技术领域
本实用新型是涉及一种新型蓄能式燃气热泵复合空调，其中更涉及一种热湿负荷独立处理的装置。
背景技术
目前，燃气热泵装置应用过程中，夏季装置制冷工况时，存在制冷系数低，能量得不到有效利用，这主要是由于燃气发动机产生的大量热量被被白白浪费掉或者加热成热水提供给用户，这部分能量并没有有效的转换成冷量提供给用户。同时现有装置自身都没有蓄能功能，能量有效利用率不高。
发明内容
技术问题：本实用新型的目的是提供一种燃气热泵复合空调，该复合空调将蓄能与制冷装置结合为有机整体，提高了制冷系统的蒸发温度和制冷系数；冬季，利用燃气发动机产生的热量加热水，可以提高出水温度，直接利用余热，使得能量得到充分有效利用，达到良好的节能效果。
技术方案：本实用新型的燃气热泵复合空调由燃气发动机、燃气发动机热水余热回收装置、压缩机、油分离器、储液器、四通阀、节流装置、换热器、液体除湿器、溶液发生装置、溶液储液器、表冷器、循环喷水室、风机等设备组成。燃气发动机与压缩机通过连轴器相连，压缩机的排气管与油分离器接通，油分离器的另一端与四通阀的进端管道接通，四通阀的第一出端管道与储液器接通，储液器的另一端与压缩机的进口接通；四通阀的第二出端管道与第二换热器接通，第二换热器的另一端与节流装置接通，节流装置的另一端与第一换热器接通，第一换热器的另一端与四通阀的第三出端管道接通；水路循环由热水余热回收装置的出水管经水泵分成两路，一路接通第一截止阀，另一路接通第二截止阀；第一截止阀的另一端与溶液发生器的进水管接通，溶液发生器的出水管与截止阀接通；第五截止阀的另一端分成两路，一路与热水余热回收装置的进水管接通，另一路与第三截止阀接通，第三截止阀的另一端与水泵的出水口接通，第二截止阀的另一端与表冷器的进水口接通；第二换热器的出水管与水泵的进水口接通，水泵的出水口通过第四截止阀与表冷器的进水口接通，表冷器的出水口与第二换热器的进水口接通；溶液环路中，溶液发生器的出口与溶液储液器接通，溶液储液器的另一端通过溶液泵与溶液除湿器的入口接通，溶液除湿器的出口与溶液发生器的入口接通；空气环路中，空气顺序经过溶液除湿器、表冷器、循环喷水室、风机后输出。
夏季，利用燃气热泵燃气发动机产生的余热加热稀溶液，使溶液再生。产生的浓溶液在空气入口处喷淋而下，达到使空气除湿的效果，空气经历了除湿过程，温度有所上升。除湿器经过特殊设计，空气在除湿过程中释放的部分热量将被外界带走，使来流空气经历介于等焓除湿过程与等温除湿过程之间的热力过程，更接近于等温除湿过程，以达到更好的节能效果。空气再经过表冷器进一步降温冷却，最后喷循环水进行蒸发冷却，达到所需的送风温度和湿度。由于利用燃气热泵燃气发动机的余热对空气进行除湿，空气在表冷器中只是降温而不需要除湿，表冷器中冷却水的温度可以大大提高，为此燃气热泵制冷时的蒸发温度可以提高将近10℃，提高了制冷系数，达到节能的目的；其次空气经历了溶液除湿过程和蒸发冷却过程，由于洗涤作用，可以提高空气的品质。在冬季，利用燃气发动机产生的热量加热水，可以提高出水温度，直接利用余热，即可达到节能的效果。同时也可以喷部分热水进行加湿，通过水的洗涤作用，改善送风品质。
本系统具有蓄能功能，蓄能特性主要依靠调节系统浓稀溶液的储量和浓度来实现。由于溶液能够吸收或放出水蒸气，因此其蓄能机理为水的气——液相变蓄能，而水的气化潜热远大于冰的凝固潜热，因此可以大大缩小蓄能容器体积，而且不必进行低温保存，更为主要是它能将制冷系统和蓄能系统有机地融为一体，从而根本解决了冰蓄冷空调对制冷机组的低温运行工况要求，是一种新型的蓄能空调方式。
有益效果：本实用新型的有益效果是：
1.该装置夏季运行时采用空调潜热负荷与显热负荷独立处理的方法，利用燃气发动机产生的余热来处理湿负荷，将制冷机组运行于干工况状态，提高了制冷系统的蒸发温度和制冷系数；
2.通过改变蓄能物质的状态(溶液的储量/浓度等)将燃气发动机产生的余热转变为系统的蓄能，制冷时将其用于除湿，实现常温汽液相变蓄能；
3.该装置冬季运行时，利用燃气发动机产生的热量加热水，可以提高出水温度，直接利用余热，即可达到节能的效果。同时燃气热泵除霜时，由于蒸发器内存有燃气发动机余热回收装置回收的热水，减短了除霜时间。
夏季系统采用空调潜热负荷与显热负荷独立处理的方法，利用燃气发动机产生的余热来处理湿负荷，将制冷机组运行于干工况状态，提高了制冷系统的蒸发温度和制冷系数，达到节能效果。系统具有将潜热、显热负荷相互转化处理的能力，这将为系统部分负荷下稳定、高效运行提供保障。蓄能特性主要通过改变蓄能物质的状态(溶液的储量/浓度)将燃气发动机产生的余热转变为系统的蓄能，制冷时将其用于除湿，实现常温汽液相变蓄能。冬季，利用燃气发动机产生的热量加热水，可以提高出水温度，直接利用余热，达到良好的节能效果。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。其中有：燃气发动机1、燃气发动机热水余热回收装置2、压缩机3、油分离器6、储液器4、四通阀7、进端A、第一出端C、第二出端B、第三出端D、节流装置8、第一换热器5、第二换热器9、溶液除湿器15、溶液发生器23、溶液储液器22、表冷器16、循环喷水室17、风机18、第三截止阀11、第四截止阀12、第二截止阀14、第一截止阀20、第五截止阀21、水泵19、溶液泵13。
图2是本实用新型制冷工况示意图。
图3是本实用新型的热泵工况示意图。
具体实施方式
本实用新型新型的蓄能式燃气热泵复合空调是一种将蓄能与制冷装置结合为有机整体的新型空调系统，由燃气发动机、燃气发动机热水余热回收装置、压缩机、油分离器、储液器、四通阀、节流装置、换热器、溶液除湿器、溶液发生装置、溶液储液器、表冷器、循环喷水室、风机等设备组成，燃气发动机1与压缩机3通过连轴器相连，压缩机3的排气管与油分离器6接通，油分离器6的另一端与四通阀7的进端A管道接通，四通阀7的第一出端C管道与储液器4接通，储液器4的另一端与压缩机3的进口接通；四通阀7的第二出端B管道与第二换热器9接通，第二换热器9的另一端与节流装置8接通，节流装置8的另一端与第一换热器5接通，第一换热器5的另一端与四通阀7的第三出端D管道接通；水路循环由热水余热回收装置2的出水管经水泵19分成两路，一路接通第一截止阀20，另一路接通第二截止阀14；第一截止阀20的另一端与溶液发生器23的进水管接通，溶液发生器23的出水管与截止阀21接通；第五截止阀21的另一端分成两路，一路与热水余热回收装置2的进水管接通，另一路与第三截止阀11接通，第三截止阀11的另一端与水泵10的出水口接通，第二截止阀14的另一端与表冷器16的进水口接通；第二换热器9的出水管与水泵10的进水口接通，水泵10的出水口通过第四截止阀12与表冷器16的进水口接通，表冷器16的出水口与第二换热器9的进水口接通；溶液环路中，溶液发生器23的出口与溶液储液器22接通，溶液除湿器15的出口与溶液发生器23的入口接通；空气环路中，空气顺序经过溶液除湿器15、表冷器16、循环喷水室17、风机18后输出。
该装置可以以下两种模式运行：
1、夏季作制冷模式运行(图2)，此时第三截止阀11，第二截止阀14关闭，第四截止阀12、第一截止阀20，第五截止阀21开启。燃气发动机1带动压缩机3运行，四通阀7的进端A与第三出端D通、第一出端C与第二出端B通，第一换热器5成为冷凝器，第二换热器9成为蒸发器。第二换热器9提供冷水给表冷器对空气进行降温；热水余热回收装置2回收燃气发动机1的余热加热热水，通过水泵19进入溶液发生器23，制取浓溶液，浓溶液进入溶液储液器22，最终进入溶液除湿器15对空气进行除湿。空气经过溶液除湿器15除湿，通过表冷器16降温，喷部分循环水达到进一步降温和调节湿度的目的，最后送入房间。
2、冬季热泵制热模式运行(图3)，此时第四截止阀12，第一截止阀20，第五截止阀21关闭，第三截止阀11，第二截止阀14开启。燃气发动机1带动压缩机3运行，四通阀7进端A与第二出端B通、第一出端C与第三出端D通，第一换热器5成为蒸发器，第二换热器9成为冷凝器。第二换热器9提供热水给热水余热回收装置2，经过热水余热回收装置2进一步加热提供表冷器16对空气进行加热。

Claims (1)

1、一种燃气热泵复合空调，其特征在于燃气发动机(1)与压缩机(3)通过连轴器相连，压缩机(3)的排气管与油分离器(6)接通，油分离器(6)的另一端与四通阀(7)的进端(A)管道接通，四通阀(7)的第一出端(C)管道与储液器(4)接通，储液器(4)的另一端与压缩机(3)的进口接通；四通阀(7)的第二出端(B)管道与第二换热器(9)接通，第二换热器(9)的另一端与节流装置(8)接通，节流装置(8)的另一端与第一换热器(5)接通，第一换热器(5)的另一端与四通阀(7)的第三出端(D)管道接通；水路循环由热水余热回收装置(2)的出水管经水泵(19)分成两路，一路接通第一截止阀(20)，另一路接通第二截止阀(14)；第一截止阀(20)的另一端与溶液发生器(23)的进水管接通，溶液发生器(23)的出水管与截止阀(21)接通；第五截止阀(21)的另一端分成两路，一路与热水余热回收装置(2)的进水管接通，另一路与第三截止阀(11)接通，第三截止阀(11)的另一端与水泵(10)的出水口接通，第二截止阀(14)的另一端与表冷器(16)的进水口接通；第二换热器(9)的出水管与水泵(10)的进水口接通，水泵(10)的出水口通过第四截止阀(12)与表冷器(16)的进水口接通，表冷器(16)的出水口与第二换热器(9)的进水口接通；溶液环路中，溶液发生器(23)的出口与溶液储液器(22)接通，溶液储液器(22)的另一端通过溶液泵(13)与溶液除湿器(15)的入口接通，溶液除湿器(15)的出口与溶液发生器(23)的入口接通；空气环路中，空气顺序经过溶液除湿器(15)、表冷器(16)、循环喷水室(17)、风机(18)后输出。
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