一种发动机余热直接利用及补气可调型燃气热泵机组

本发明涉及一种燃气热泵机组，尤其是一种发动机余热直接利用及补气可调型燃气热泵机组，属于热泵机组性能优化。

背景技术：

1、燃气热泵通过燃气发动机驱动压缩机，是一种显著提高一次能源利用率和节电的高效节能装置，然而这也导致压缩机与燃气发动机的高度耦合。目前的热泵都是将发动机余热直接回收到制冷剂管路中，作为热泵的低位热源。然而当室外温度较低(低于-10℃)时，热泵自身的热力完善度不高，在现有的燃气发动机和压缩机水平下，发动机余热足以供热泵低位热源使用，这时室外蒸发器基本不从室外空气中取热，现象是室外蒸发器制冷剂压力远远小于余热回收制冷剂压力，导致制冷剂流量分配不均，室外蒸发器制冷剂流量不足，吸热量不足，机组能效降低。而如果增大压缩机功率以增加室外蒸发器的制冷剂流量，则会造成燃气发动机转速增加，余热增加，室外蒸发器无法吸热的问题依然存在。

技术实现思路

1、为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种发动机余热直接利用及补气可调型燃气热泵机组，它的准二级压缩机的补气来自烟气换热器，简单可调性高，冷凝器采用梯级加热方式，实现了发动机余热与压缩机功率解耦，弥补低温下室外蒸发器换热量不足的缺陷，并且逆循环除霜期间低温回水仍可以与发动机冷却液换热，不间断制热，提高室内热舒适性。

2、为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种发动机余热直接利用及补气可调型燃气热泵机组，包括准二级压缩机、冷凝器、烟气换热器、四通换向阀、室外蒸发器、燃气发动机以及冷却液循环泵，其中：

3、所述冷凝器设置供回水管线及与其配合的两条换热管线，所述两条换热管线分为制冷剂换热管线和冷却液换热管线；

4、制冷剂由所述准二级压缩机出口端经过冷凝器的所述制冷剂换热管线后分为主路和辅路，所述辅路经过第一电子膨胀阀后与烟气换热器的制冷剂入口连接，所述烟气换热器的制冷剂出口与准二级压缩机补气口连接进行补气，所述主路为设置四通换向阀并包括第二电子膨胀阀与室外蒸发器的循环回路，通过所述四通换向阀的切换能够控制第二电子膨胀阀与室外蒸发器的正逆向循环，四通换向阀出口端与准二级压缩机入口端连接；

5、冷却液由所述燃气发动机出口端经过所述冷却液循环泵和冷凝器的所述冷却液换热管线回流到燃气发动机入口端；

6、燃气发动机排气口与烟气换热器的进气端连接。

7、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明经过中间补气可降低压缩机排气温度，保证了低温下机组安全稳定运行，准二级压缩机的补气热量来自于烟气换热器，通过补气量的独立可调性，实现热泵机组制热量的大范围调节，冷凝器采用梯级加热方式，利用发动机余热加热低温回水，实现了发动机余热与压缩机功率解耦，一方面弥补了低温下室外蒸发器换热量不足的缺陷，极大提升了机组的低温性能和一次能源利用率，另一方面降低了发动机冷却液温度，防止燃气发动机过热，提升燃气发动机运行的安全性和稳定性，并且在热泵逆循环除霜期间，冷凝器中的低温回水仍可以与发动机冷却液换热，保证机组在除霜期间不间断制热，提高室内热舒适性。

技术特征：

1.一种发动机余热直接利用及补气可调型燃气热泵机组，其特征在于：包括准二级压缩机(1)、冷凝器(2)、烟气换热器(4)、四通换向阀(5)、室外蒸发器(7)、燃气发动机(8)以及冷却液循环泵(9)，其中：

2.根据权利要求1所述的一种发动机余热直接利用及补气可调型燃气热泵机组，其特征在于：所述准二级压缩机(1)采用带中间补气口的涡旋式压缩机。

3.根据权利要求1或2所述的一种发动机余热直接利用及补气可调型燃气热泵机组，其特征在于：所述燃气发动机(8)驱动准二级压缩机(1)。

技术总结
一种发动机余热直接利用及补气可调型燃气热泵机组，涉及一种燃气热泵机组。冷凝器与供回水管线配合设置制冷剂换热管线和冷却液换热管线，制冷剂由准二级压缩机出口端经制冷剂换热管线后分为主路和辅路，辅路经第一电子膨胀阀与烟气换热器后连接准二级压缩机补气口，主路通过四通换向阀切换能够控制第二电子膨胀阀与室外蒸发器的正逆向循环，出口端与准二级压缩机入口端连接，冷却液由燃气发动机出口端经冷却液循环泵和冷却液换热管线回流到入口端，燃气发动机排气口与烟气换热器连接。压缩机补气简单可调性高，冷凝器采用梯级加热，实现发动机余热与压缩机功率解耦，逆循环除霜期间不间断制热，提高室内热舒适性。

技术研发人员：倪龙,张晓萌,林木森,余沐洋,莫继航
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13