基于二氧化碳工質(zhì)的燃料驅(qū)動型風冷壓縮式熱泵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供熱、空調(diào)、供生活熱水技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及以燃料(天然氣、柴油、汽油等氣、液體燃料)為能源，燃料發(fā)動機為驅(qū)動裝置，二氧化碳為工質(zhì)的風冷壓縮式熱泵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國環(huán)境污染的惡化，供熱和供熱水系統(tǒng)中的燃煤熱源裝置產(chǎn)生的污染，引起了政府和行業(yè)專家的高度重視。為了治理中小型燃煤鍋爐產(chǎn)生的污染問題，政府積極推進燃煤鍋爐改燃氣鍋爐。但是，天然氣是優(yōu)質(zhì)的一次能源，采用直燃方式的燃氣鍋爐，燃燒效率僅為90%。因此，如何高效利用天然氣進行供熱和供生活熱水，是急需解決的關(guān)鍵科學問題。
[0003]在現(xiàn)有的技術(shù)中，有多種以燃氣發(fā)動機帶動壓縮機進行制熱的系統(tǒng)，效率可達140% (申請公布號:CN101865501A、CN101000182A和CN1584449A)。但是系統(tǒng)采用的工質(zhì)多為R410A、R134a等合成工質(zhì)，且在制取溫度超過60°C的熱水時，制熱效率較低。此外，工質(zhì)引起的臭氧層破壞和溫室效應(yīng)，也是熱泵熱水系統(tǒng)考慮的關(guān)鍵問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用了天然氣、柴油、汽油等氣、液體燃料，基于二氧化碳工質(zhì)的燃料驅(qū)動型風冷壓縮式熱泵系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了自然工質(zhì)減少了氟利昂等對大氣與環(huán)境造成的損害，同時能夠高效運行并產(chǎn)生高溫生活熱水。
[0005]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]基于二氧化碳工質(zhì)的燃料驅(qū)動型風冷壓縮式熱泵系統(tǒng)，它包括發(fā)動機和與所述的發(fā)動機相連的壓縮機，所述的壓縮機的循環(huán)工質(zhì)采用二氧化碳，所述的壓縮機的氣體出口通過第一管線依次連接油分離器以及四通換向閥的第一閥口，所述的四通換向閥的第二閥口通過第二管線連接板式換熱器的第一氣體接口，所述的板式換熱器的第二氣體接口通過第三管線連接翅片換熱器的第一氣體接口，所述的翅片換熱器的第二氣體接口通過第四管線依次連接第一閥門、膨脹閥、視液鏡、電磁閥、過濾器、二氧化碳液體儲液罐、第二閥門、殼管式換熱器的第一接口、殼管式換熱器的第二接口、四通換向閥的第三閥口、四通換向閥的第四閥口、氣液分離器以及壓縮機的液體進口，所述的殼管式換熱器的第三接口以及第四接口分別通過換熱管線與換熱介質(zhì)連通；生活用水循環(huán)管路進水端與生活用水水箱相連通并且另一端依次連接循環(huán)水泵、第三閥門、熱回收換熱器、煙氣換熱器以及第四閥門，然后返回生活用水水箱，所述的板式換熱器的液體進口通過裝有第五閥門的第一進液管路與位于循環(huán)水泵和第三閥門之間的生活用水循環(huán)管路相連通，所述的板式換熱器的液體出口通過第一出液管路與第三閥門和熱回收換熱器之間的生活用水循環(huán)管路相連通，熱回收換熱器與發(fā)動機循環(huán)水管路相連通以使生活用水與發(fā)動機循環(huán)水換熱，煙氣換熱器與發(fā)動機排煙管路相連通以使生活用水與發(fā)動機循環(huán)水換熱。
[0007]采用本發(fā)明的有益效果是:
[0008]本發(fā)明的燃料驅(qū)動型風冷壓縮式熱泵，是以燃料燃燒帶動發(fā)動機從而驅(qū)動壓縮機實現(xiàn)熱泵循環(huán)，具有較高的制冷、制熱能效系數(shù)。此外，此熱泵還具有其他突出特點:1.燃料可變，可采用汽油、天然氣、生物制氣和液化石油氣等多種燃料，應(yīng)用方便，可適應(yīng)多種地區(qū)的多種以不同燃料為主的復雜環(huán)境；2.采用自然工質(zhì)二氧化碳代替合成工質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)，單位容積制冷量大，有利于減少裝置體積，此外，在超臨界條件下流動傳熱性能好，且無需回收；3.低溫工況下具有較好的制熱性能。制熱時可通過回收發(fā)動機余熱和燃燒廢氣廢熱制取生活熱水，從而提高了系統(tǒng)的一次能源利用效率，盡大可能的減少能源浪費，經(jīng)濟實用，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明基于二氧化碳工質(zhì)的燃料驅(qū)動型風冷壓縮式熱泵機組的夏季制冷原理示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明基于二氧化碳工質(zhì)的燃料驅(qū)動型風冷壓縮式熱泵機組的冬季制熱原理示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0012]本發(fā)明的基于二氧化碳工質(zhì)的燃料驅(qū)動型風冷壓縮式熱泵系統(tǒng)，它包括發(fā)動機13和與所述的發(fā)動機13相連的壓縮機I，所述的壓縮機I的循環(huán)工質(zhì)采用二氧化碳，所述的壓縮機I的氣體出口通過第一管線依次連接油分離器2以及四通換向閥3的第一閥口，所述的四通換向閥3的第二閥口通過第二管線連接板式換熱器11的第一氣體接口，所述的板式換熱器11的第二氣體接口通過第三管線連接翅片換熱器10的第一氣體接口，所述的翅片換熱器10的第二氣體接口通過第四管線依次連接第一閥門、膨脹閥9、視液鏡8、電磁閥7、過濾器6、二氧化碳液體儲液罐5、第二閥門、殼管式換熱器4的第一接口、殼管式換熱器4的第二接口、四通換向閥3的第三閥口、四通換向閥3的第四閥口、氣液分離器12以及壓縮機I的液體進口，所述的殼管式換熱器4的第三接口以及第四接口分別通過換熱管線與換熱介質(zhì)(可以為冷凍水或者熱水)連通；生活用水循環(huán)管路進水端與生活用水水箱相連通并且另一端依次連接循環(huán)水泵、第三閥門、熱回收換熱器15、煙氣換熱器14以及第四閥門，然后返回生活用水水箱，所述的板式換熱器的液體進口通過裝有第五閥門的第一進液管路與位于循環(huán)水泵和第三閥門之間的生活用水循環(huán)管路相連通，所述的板式換熱器的液體出口通過第一出液管路與第三閥門和熱回收換熱器15之間的生活用水循環(huán)管路相連通。熱回收換熱器15與發(fā)動機循環(huán)水管路相連通以使生活用水與發(fā)動機循環(huán)水換熱，煙氣換熱器14與發(fā)動機排煙管路相連通以使生活用水與發(fā)動機循環(huán)水換熱。
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