一种适用于寒冷地区的燃料供热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种适用于寒冷地区的燃料供热装置，具体涉及一种采用燃料‑压缩式热泵联合供热的装置。本实用新型专利技术的装置包括氨水加热装置、燃料‑压缩机联合供热装置以及相应的连接管道，可提供全年热水供给；该装置在传统热泵流程中引入了压缩机，蒸发压力得以降低，从而最大限度地降低蒸发温度，即使在寒冷地区的冬季也可正常供热。

A fuel heating device suitable for cold areas

The utility model relates to a fuel heating device suitable for cold areas, in particular to a device using fuel compression heat pump and combined heat supply. The utility model includes an ammonia water heating device, a combined heating device for a fuel compressor and a corresponding connecting pipe, which provides a full year hot water supply; the device introduces a compressor in a traditional heat pump flow, reducing the evaporation pressure to minimize the evaporation temperature, even in the winter of cold regions. The season can also provide normal heating.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于寒冷地区的燃料供热装置
本技术涉及一种适用于寒冷地区的燃料供热装置，尤其涉及一种采用燃料-压缩式热泵联合供热的装置。
技术介绍
空气源热泵技术因其节能降耗以及环保方面的优势，越来越受到关注，应用越来越广泛。其结构简单、安装使用方便，运行费用为仅为单纯用电或者天然气供暖的三分之一甚至四分之一。但是空气源热泵受到环境温度的限制，为保证从环境取热，蒸发器压力需降至足够低，如此造成设备尺寸过大，装置的适应性较差。中国专利CN101059290A公开了氨水吸收式制冷与热泵两用系统及供冷与供热方法涉及以氨水为工质，利用低品位热能的制冷和热泵系统及采用该系统的供冷与供热方法，该系统包括发生器、精馏器、分凝器、溶液节流阀、吸收器、第一溶液换热器、第一溶液泵、贮液槽、过冷器、氨节流阀，该系统还包括再吸器、解析器、平衡液管、第二溶液换热器和第二溶液泵，其中，发生器、精馏器和分凝器串连连接，分凝器的氨气输出端通过氨气管线与再吸器的氨气输入端相连，使该装置在保证供热温度的前提下，系统内最高压力参数与制冷模式基本相同，从而在同一套氨水吸收式系统上，根据不同的季节，可以安全地实现制冷或热泵两用功能。然而，该装置无法满足于寒冷地区的供热需求。
技术实现思路
本技术提出一种适用于寒冷地区的燃料供热装置，尤其采用燃料-压缩式热泵联合供热的装置该装置包括氨水加热装置尤其以天然气作为燃料的氨水加热装置和燃料(燃气)-压缩机联合供热装置；该装置可应用于冬季环境温度低于-25℃的寒冷地区，实现常年热水供给。所述氨水加热装置包括用于容纳氨水溶液的壳体、位于壳体下部的稀氨水出口接管、设置于壳体中的盘管换热器、与盘管换热器一端连接的(优选位于壳体外部的)燃烧器、与盘管换热器另一端连接的烟气排放接口；燃烧器设置燃料进口例如天然气进气接口；所述燃料-压缩机联合供热装置包括发生器、氨气/氨水换热器(亦称精馏器)、分离器、氨水/稀氨换热器、溶液泵、吸收器、冷水取热换热器、过冷器、储液罐、蒸发器、氨气压缩机、高低压减压阀、制冷节流阀，氨气/氨水换热器包括氨气侧和氨水侧(通道)，过冷器包括液氨侧通道和氨气侧通道，氨水/稀氨换热器包括氨水侧通道和稀氨侧通道，冷水取热换热器包括水通道和氨气侧通道，吸收器包括冷水进口、热水出口以及设置在吸收器内并与冷水进口和热水出口相连接的换热管(盘管)；所述发生器(氨气发生器)设置于氨水加热装置壳体的顶部，优选与氨水加热装置壳体制成一体，发生器底部与氨水加热装置顶部相连接，并且形成一个相通的空间；所述燃料-压缩机联合供热装置，其发生器顶部出口连接氨气/氨水换热器氨气侧后接分离器，分离器底部接回至发生器的顶部液相入口，分离器顶部气相出口依次通过冷水取热换热器的氨气侧通道、过冷器的液氨侧通道、储液罐、制冷节流阀、蒸发器、过冷器的氨气侧通道连接至氨气压缩机入口，氨气压缩机出口连接吸收器(此处氨气溶于水形成溶液)，吸收器出口依次经溶液泵、氨气/氨水换热器氨水侧、氨水/稀氨换热器氨水侧通道，连接至发生器顶部液相入口，组成供热的第一封闭循环，供热通过冷水取热换热器实现；发生器底部的稀氨水出口依次连接氨水/稀氨换热器的稀氨侧通道、高低压减压阀、吸收器的液相入口(稀氨水在吸收器吸收氨气形成溶液)，组成供热的第二封闭循环，冷水经吸收器上设置的冷水接口进入吸收器取热。进一步地，前述分离器顶部气相出口管道分出一个支路，连接除霜阀，除霜阀后连接至蒸发器的入口。进一步地，所述燃料可以是天然气、汽油等，优选是天然气，氨水加热装置是以天然气作为燃料的氨水加热装置。使用上述适用于寒冷地区的燃气供热装置供热的方法包括如下步骤：燃料(优选天然气)进入燃料器中燃烧，加热位于氨水加热装置壳体内的氨水溶液，受热产生的氨气(大约1.5～3.5MPa，100～170℃)，自发生器顶部引出后冷凝、分液，液相自分离器返回发生器，约80～95℃，优选85～92℃，进一步约88℃，3.0～3.5MPa，优选3.2MPa的气相通过冷水取热换热器，向冷水供热，同时自身降温至约55-80℃，优选约70℃，然后进入过冷器降温、液化、过冷至-5～35℃，例如约34℃，产生的液氨存于储液罐中；液氨经制冷节流阀节流至0.02-2.5MPa，优选0.035-2.0MPa，优选约0.045MPa，同时温度降低至-30～38℃，例如约-25℃，然后进入蒸发器，自温度为-25～43℃，例如约-20℃的环境取热；控制液氨节流后的压力可获取不同的节流温度，从而使装置适应不同的环境温度；液氨在蒸发器中蒸发为氨气后，进入过冷器的氨气侧复热至约0～35℃，优选约20℃，进入氨气压缩机增压至某一特定压力，如0.1～0.5MPa，优选0.15～0.4MPa，例如0.2MPa，进入吸收器与稀氨水混合重新成为溶液；发生器热量由氨水加热装置提供，在其中蒸发掉氨气的稀氨水(约170～230℃)由氨水加热装置壳体上的稀氨水出口接管接至氨气/稀氨换热器的稀氨侧，回收部分热量，降温至120-140℃，优选125-135℃，进一步约130℃，然后经高低压减压阀降压至某一特定压力，如0.1～0.5MPa，优选0.15～0.4MPa，例如0.2MPa，进入吸收器，与氨气混合形成氨水溶液；冷水进入吸收器中取热，使得出吸收器底部的氨水溶液温度降至例如55-80℃，优选约60-75℃，例如约70℃；氨水溶液经溶液泵增压，循环回发生器。优选地，出溶液泵的氨水溶液进一步经过氨气/氨水换热器和氨水/稀氨换热器之后返回发生器。冷水经冷水取热换热器和吸收器的冷水换热管(盘管)后均可得到最高65℃(例如50-65℃)的热水。通过调节供热装置的供热量、循环氨溶液的浓度及发生器的操作压力，可以获得不同温位的热水。前述氨水加热装置，其天然气进气管道直接连接燃烧器，燃烧器通过相关的连接组件连接氨水加热装置内部的盘管换热器，火焰和烟气进入盘管换热器内部向进入氨水加热装置内的氨水溶液供热，盘管换热器连接烟气排放管道。本技术采用的装置在传统热泵流程中引入了氨气压缩机，使得液氨蒸发压力降低，从而最大限度地降低了蒸发温度，即使在寒冷地区的冬季，液氨也能通过蒸发器从环境取热、蒸发，保证了装置正常供热。对于没有氨气压缩机的流程，理论上将蒸发器蒸发压力降低也能实现从极低环境温度取热，但此时需要的吸收器尺寸相当大，也即按10℃环境温度设计的装置，应用于-20℃的环境温度时装置尺寸过小，无此实现预想的功能，装置适应性差；而为了提高装置的适应性，按-20℃的环境温度设计装置尺寸则是不经济的。本技术提出的装置解决了这一问题。附图说明图1是本技术所述混合工质制冷系统的装置图。其中：1、发生器；2、氨气/氨水换热器；3、分离器；4、冷水取热换热器；5、过冷器；6、储液罐；7、制冷节流阀；8、蒸发器；9、氨气压缩机；10、吸收器；11、溶液泵；12、氨水加热装置；13、氨水/稀氨换热器；14、高低压减压阀；15、盘管；16、燃烧器；17、盘管换热器；18、除霜阀；19、壳体；20、烟气排放接口；21、稀氨水出口接管。具体实施方式以下结合附图来进一步说明本技术。本技术提出一种适用于寒冷地区的燃气供热装置，采用燃料-压缩式热泵联合供热，其装置包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于寒冷地区的燃料供热装置，该装置包括氨水加热装置和燃料‑压缩机联合供热装置；所述氨水加热装置包括用于容纳氨水溶液的壳体、位于壳体下部的稀氨水出口接管、设置于壳体中的盘管换热器、与盘管换热器一端连接的燃烧器、与盘管换热器另一端连接的烟气排放接口；燃烧器设置燃料进口；所述燃料‑压缩机联合供热装置包括发生器、氨气/氨水换热器、分离器、氨水/稀氨换热器、溶液泵、吸收器、冷水取热换热器、过冷器、储液罐、蒸发器、氨气压缩机、高低压减压阀、制冷节流阀，氨气/氨水换热器包括氨气侧和氨水侧，过冷器包括液氨侧通道和氨气侧通道，氨水/稀氨换热器包括氨水侧通道和稀氨侧通道，冷水取热换热器包括水通道和氨气侧通道，吸收器包括冷水进口、热水出口以及设置在吸收器内并与冷水进口和热水出口相连接的换热管；所述发生器设置于氨水加热装置壳体的顶部，发生器底部与氨水加热装置顶部相连接，并且形成一个相通的空间；所述燃料‑压缩机联合供热装置，其发生器顶部出口连接氨气/氨水换热器氨气侧后接分离器，分离器底部接回至发生器的顶部液相入口，分离器顶部气相出口依次通过冷水取热换热器的氨气侧通道、过冷器的液氨侧通道、储液罐、制冷节流阀、蒸发器、过冷器的氨气侧通道连接至氨气压缩机入口，氨气压缩机出口连接吸收器，吸收器出口依次经溶液泵、氨气/氨水换热器氨水侧、氨水/稀氨换热器氨水侧通道，连接至发生器顶部液相入口，组成供热的第一封闭循环，供热通过冷水取热换热器实现；发生器底部的稀氨水出口依次连接氨水/稀氨换热器的稀氨侧通道、高低压减压阀、吸收器的液相入口，组成供热的第二封闭循环，冷水经吸收器上设置的冷水接口进入吸收器取热。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于寒冷地区的燃料供热装置，该装置包括氨水加热装置和燃料-压缩机联合供热装置；所述氨水加热装置包括用于容纳氨水溶液的壳体、位于壳体下部的稀氨水出口接管、设置于壳体中的盘管换热器、与盘管换热器一端连接的燃烧器、与盘管换热器另一端连接的烟气排放接口；燃烧器设置燃料进口；所述燃料-压缩机联合供热装置包括发生器、氨气/氨水换热器、分离器、氨水/稀氨换热器、溶液泵、吸收器、冷水取热换热器、过冷器、储液罐、蒸发器、氨气压缩机、高低压减压阀、制冷节流阀，氨气/氨水换热器包括氨气侧和氨水侧，过冷器包括液氨侧通道和氨气侧通道，氨水/稀氨换热器包括氨水侧通道和稀氨侧通道，冷水取热换热器包括水通道和氨气侧通道，吸收器包括冷水进口、热水出口以及设置在吸收器内并与冷水进口和热水出口相连接的换热管；所述发生器设置于氨水加热装置壳体的顶部，发生器底部与氨水加热装置顶部相连接，并且形成一个相通的空间；所述燃料-压缩机联合供热装置，其发生器顶部出口连接氨气/氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海燕，何振勇，寇伟伟，郑忠英，徐化周，李占越，王小宁，刘恒，王锡坤，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13