燃气热泵空调系统技术方案

本发明专利技术提供了一种燃气热泵空调系统，用于设置在空调系统的水循环中，对回水管道的回水进行升温或降温后作为供水由供水管道进行输出，具有这样的特征，包括：燃气热泵冷热水子系统，包括至少一台燃气热泵冷热水机组；电驱动热泵冷热水子系统，包括至少一台电驱动热泵冷热水机组，其中，燃气热泵冷热水机组和电驱动热泵冷热水机组并联连接在回水管道和供水管道上，根据各台机组的运行费用的计算结果来控制各台机组的运行次序：优先开启运行费用计算结果较小的机组；并且当优先开启的机组制热或制冷需求不足时，增开另一台机组，从而联合运行燃气热泵冷热水机组和电驱动热泵冷热水机组。组。组。

【技术实现步骤摘要】
燃气热泵空调系统


[0001]本专利技术涉及一种空调系统，具体涉及一种燃气热泵空调系统。

技术介绍

[0002]我国大部分地区都施行峰谷电价，夜间电价远低于白天用电高峰电价。燃气价格全年比较稳定，夏季燃气价格稍低于冬季用气高峰气价。现有的空气源热泵空调多为电驱动蒸汽压缩循环的产品，少部分使用燃气发动机驱动蒸汽压缩循环的产品。然而，无论电驱动蒸汽压缩循环的产品构成空气源热泵空调系统，还是燃气发动机驱动蒸汽压缩循环的产品构成空调系统，它们均使用单一驱动方式，无法充分利用不同能源的价格差，空气源热泵空调系统运行成本高。
[0003]公开号为CN104776525A的中国专利公开了一种基于CVT的共轴并联式混合动力燃气热泵系统，该系统由CVT传动装置、发动机、电机、磷酸铁锂电池组、压缩机、蒸发器、冷凝器和余热回收系统等组成，其发动机和电机的动力经耦合后经CVT的液力变矩器、金属带式无极变速机构、主减速器传递给驱动轴，驱动热泵系统中的压缩机运行。上述空气源热泵空调结构复杂、控制难度大、燃气热泵和电多联机不能同时运行、传动装置控制不稳、运行成本高、占地面积大。
[0004]公开号为CN111536659A的中国专利公开了一种燃气热泵与电多联机组合系统及其控制方法，该系统中燃气多联机和电多联机由系统的控制器统一进行独立控制；燃气多联机采用燃气发动机驱动压缩机运转而进行制冷和制热循环；电多联机通过电力驱动压缩机运转而进行制冷和制热循环。燃气热泵和电多联机不能同时运行，该系统结构复杂、成本高，控制程序复杂。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种结构设计合理、系统能效高效、经济效益高、可安全稳定运行的燃气热泵空调系统。
[0006]本专利技术提供了一种燃气热泵空调系统，用于设置在空调系统的水循环中，对回水管道的回水进行升温或降温后作为供水由供水管道进行输出，具有这样的特征，包括：燃气热泵冷热水子系统，包括至少一台燃气热泵冷热水机组，每台燃气热泵冷热水机组均包括燃气发动机、第一压缩机、第一热交换器、第二热交换器以及发动机余热换热单元；电驱动热泵冷热水子系统，包括至少一台电驱动热泵冷热水机组，每台电驱动热泵冷热水机组均包括电动机、第二压缩机、第三热交换器以及第四热交换器，其中，燃气热泵冷热水子系统和电驱动热泵冷热水子系统并联连接在回水管道和供水管道上，根据燃气热泵冷热水机组和电驱动热泵冷热水机组的单位产能量运行费用的计算结果来控制燃气热泵冷热水机组和电驱动热泵冷热水机组的运行次序：优先开启单位产能量运行费用计算结果较小的机组；并且当优先开启的机组制热或制冷需求不足时，增开另一台机组，从而联合运行燃气热泵冷热水机组和电驱动热泵冷热水机组。
[0007]在本专利技术提供的燃气热泵空调系统中，还可以具有这样的特征：其中，第二热交换器为水源热交换器或空气源热交换器，第四热交换器为水源热交换器或空气源热交换器，空气源热交换器包括风扇。
[0008]在本专利技术提供的燃气热泵空调系统中，还可以具有这样的特征：其中，燃气热泵冷热水机组的单位产能量运行费用计算公式为：
[0009][0010]A
ij
表示不同季节不同电价时段下任意一台燃气热泵冷热水机组的单位产能量运行费用；f1表示该台燃气热泵冷热水机组的燃气耗量；a
i
表示不同季节燃气单价；W表示第二热交换器的功率，当第二热交换器为水源热交换器为水源热交换器时，W＝0，当第二热交换器为空气源热交换器时，W为风扇的功率；Q1表示该台燃气热泵冷热水机组的产能量；b
ij
表示不同季节不同电价时段的电单价，单位为元/kWh，
[0011]i＝1,2,3i＝1表示冬季，i＝2表示夏季，i＝3表示秋季或春季，
[0012]j＝1,2,3j＝1表示电价高峰时段，j＝2表示电价低谷时段，j＝3表示电价平常时段；
[0013]电驱动热泵冷热水机组的单位产能量运行费用计算公式为：
[0014][0015]B
ij
表示不同季节不同电价时段下任意一台电驱动热泵冷热水机组的单位产能量运行费用；f2表示该台电驱动热泵冷热水机组的耗电量，单位为kWh，Q2表示该台电驱动热泵冷热水机组的产能量。
[0016]在本专利技术提供的燃气热泵空调系统中，还可以具有这样的特征：其中，发动机余热换热单元包括：烟气换热器、蒸汽发生器、缸套水管路、中冷器、缸套水泵以及发动机余热换热器，缸套水管路依次连接烟气换热器、燃气发动机的缸套、发动机余热换热器、中冷器以及烟气换热器，从而形成闭合回路，燃气发动机的烟道依次与蒸汽发生器以及烟气换热器相连通，燃气发动机中的燃气与空气混合燃烧后的高温烟气通过烟道后，先流经蒸汽发生器从而将蒸汽发生器内的水加热产生蒸汽，然后流经烟气换热器，缸套水在缸套水管路中先流经烟气换热器升温，再流经燃气发动机的缸套继续升温，通过缸套水泵升压后流过发动机余热换热器，从而与流经发动机余热换热器的回水进行热交换后，再流经中冷器升温后流至烟气换热器完成一个循环。
[0017]在本专利技术提供的燃气热泵空调系统中，还可以具有这样的特征：其中，的电驱动热泵冷热水机组为电驱动空气源热泵或电驱动水冷冷水机组。
[0018]在本专利技术提供的燃气热泵空调系统中，还可以具有这样的特征：其中，燃气热泵冷热水机组还包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路、第二阀门以及第三阀门，第一热交换器通过第一管路接入回水，发动机余热换热单元的入水侧通过第二管路与第一热交换器连接，其出水侧通过第三管路输出供水，第二阀门设置在第二管路上，第四管路的一端连接在第二管路上并且连接在第二阀门和第一热交换器的出水端之间，另一端连接在第三管路上，第三阀门设置在第四管路上，当燃气热泵冷热水机组供热时，第二阀门打开，第三阀
门关闭，当燃气热泵冷热水机组制冷时。
[0019]在本专利技术提供的燃气热泵空调系统中，还可以具有这样的特征：其中，燃气热泵冷热水子系统包括多台燃气热泵冷热水机组，多个第二热交换器以及多个发动机余热换热单元串联或并联连接，电驱动热泵冷热水子系统包括多台电驱动热泵冷热水机组，将所有的燃气热泵冷热水机组以及电驱动热泵冷热水机组按各台的单位产能量运行费用进行排序，并根据需冷量或需热量的要求，依次开启燃气热泵冷热水机组和电驱动热泵冷热水机组中运行费用较小的机组。
[0020]在本专利技术提供的燃气热泵空调系统中，还可以具有这样的特征：其中，蓄热子系统，该蓄热子系统包括蓄热装置和太阳能集热器，蓄热装置与燃气热泵冷热水子系统并联连接，回水的第三路流经蓄热装置后汇入供水，太阳能集热器连接在蓄热装置上。
[0021]专利技术的作用与效果
[0022]根据本专利技术所涉及的燃气热泵空调系统，因为包括燃气热泵冷热水子系统、电驱动热泵冷热水子系统以及控制部，燃气热泵冷热水子系统和电驱动热泵冷热水子系统并联，燃气热泵冷热水子系统包括至少一台燃气热泵冷热水机组，电驱动热泵冷热水子系统包括至少一台电驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气热泵空调系统，用于设置在空调系统的水循环中，对回水管道的回水进行升温或降温后作为供水由供水管道进行输出，其特征在于，包括：燃气热泵冷热水子系统，包括至少一台燃气热泵冷热水机组，每台所述燃气热泵冷热水机组均包括燃气发动机、第一压缩机、第一热交换器、第二热交换器以及发动机余热换热单元；电驱动热泵冷热水子系统，包括至少一台电驱动热泵冷热水机组，每台所述台电驱动热泵冷热水机组均包括电动机、第二压缩机、第三热交换器以及第四热交换器，其中，所述燃气热泵冷热水子系统和所述电驱动热泵冷热水子系统并联连接在所述回水管道和所述供水管道上，根据所述燃气热泵冷热水机组和所述电驱动热泵冷热水机组的单位产能量运行费用的计算结果来控制所述燃气热泵冷热水机组和所述电驱动热泵冷热水机组的运行次序：优先开启单位产能量运行费用计算结果较小的机组；并且当优先开启的机组制热或制冷需求不足时，增开另一台机组，从而联合运行所述燃气热泵冷热水机组和所述电驱动热泵冷热水机组。2.根据权利要求1所述的燃气热泵空调系统，其特征在于：其中，所述第二热交换器为水源热交换器或空气源热交换器，所述第四热交换器为水源热交换器或空气源热交换器，所述空气源热交换器包括风扇。3.根据权利要求2所述的燃气热泵空调系统，其特征在于：其中，所述燃气热泵冷热水机组的单位产能量运行费用计算公式为：A
ij
表示不同季节不同电价时段下任意一台燃气热泵冷热水机组的单位产能量运行费用；f1表示该台燃气热泵冷热水机组的燃气耗量；a
i
表示不同季节燃气单价；W表示第二热交换器的功率，当第二热交换器为水源热交换器时，W＝0，当第二热交换器为空气源热交换器时，W为风扇的功率；Q1表示该台燃气热泵冷热水机组的产能量；b
ij
表示不同季节不同电价时段的电单价，单位为元/kWh，i＝1,2,3i＝1表示冬季，i＝2表示夏季，i＝3表示秋季或春季，j＝1,2,3j＝1表示电价高峰时段，j＝2表示电价低谷时段，j＝3表示电价平常时段；所述电驱动热泵冷热水机组的单位产能量运行费用计算公式为：B
ij
表示不同季节不同电价时段下任意一台电驱动热泵冷热水机组的单位产能量运行费用，f2表示该台电驱动热泵冷热水机组的耗电量，单位为kWh，Q2表示该台电驱动热泵冷热水机组的产能量。4.根据权利要求1所述的燃气热泵空调系统，其特征在于：其中，所述发动机余热换热单元包括：烟气换热器、蒸汽发生器、缸套水管路、中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小力，
申请(专利权)人：上海本家空调系统有限公司，
类型：发明
国别省市：