[发明专利]氢燃料-低品位燃料联合循环热泵装置

说明书

本发明提供氢燃料‑低品位燃料联合循环热泵装置，属于双燃料联合循环热泵技术领域。外部有低品位燃料通道连通加热炉，外部有空气通道经热源回热器连通加热炉，加热炉有燃气通道经热源回热器连通外部，外部有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通；压缩机经加热炉连通燃烧室，燃烧室经膨胀机连通供热器之后分成两路——第一路经第二膨胀机连通回热器，第二路与回热器连通之后再分别有冷凝水管路连通外部和经节流阀连通蒸发器；蒸发器经第二压缩机连通回热器，回热器连通压缩机；供热器有被加热介质通道、蒸发器有低温热介质通道分别连通外部，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢燃料‑低品位燃料联合循环热泵装置。

技术领域：

本发明属于双燃料联合循环热泵技术领域。

背景技术：

冷需求、热需求和动力需求，是人类生活与生产的基本需求；人们经常需要利用高温热能来实现制冷、供热或转化为动力，也需要利用动力来进行制冷或利用动力并结合低温热能进行供热。在实现上述目的之过程中，常常受到许多因素的制约，人们需要采取综合的技术手段来实现能源的高效利用。

燃料是构建高温热源的重要选项，有不同的种类和不同的性质；其中燃料燃烧所形成燃气的温度高低直接决定着性能指数高低。在燃料中，氢气属于高品质能源，应加以充分利用；利用氢气为燃料来实现高效供热，空气助燃是人们最容易采用的手段——但这导致产生氮氧化物这一污染物；为此，需要采用纯氧助燃以避免任何污染物的产生和排放。

以氢燃料为源头能源进行纯氧燃烧来进行制冷/制热时，依据简单热力循环实现制冷或供热时存在着性能指数不合理、供热参数不高、压缩比过大和工作压力大等多个问题；为此，采用联合热泵循环是首选。尽管如此，由于受工作原理、工作介质性质、材料性质、设备及其它部件制造水平等某一或多个因素所限制，氢氧燃烧产物与循环介质之间仍然存在较大的温差不可能损失——这为低品位燃料参与构建热源和提供驱动热能带来了机遇。

本发明给出了低品位燃料与氢燃料搭配使用，采用变温过程获取高温驱动热负荷和相变定温过程获取低温热负荷，对冷凝显热加以有效利用，以变温供热为主，工作压力低，实现高温热源与被加热介质之间温差或高温热源与环境之间温差的有效利用，以及兼顾动力输出或动力辅助的氢燃料-低品位燃料联合循环热泵装置。

发明内容：

本发明主要目的是要提供氢燃料-低品位燃料联合循环热泵装置，具体发明内容分项阐述如下：

1.氢燃料-低品位燃料联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、节流阀、第二压缩机、加热炉、燃烧室、热源回热器、供热器、蒸发器和回热器所组成；外部有低品位燃料通道与加热炉连通，外部还有空气通道经热源回热器与加热炉连通，加热炉还有燃气通道经热源回热器与外部连通，外部分别有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通或外部有氢氧混合气体通道与燃烧室连通；压缩机有循环工质通道经加热炉与燃烧室连通，燃烧室还有循环工质通道与膨胀机连通，膨胀机还有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经第二膨胀机与回热器连通，第二路直接与回热器连通之后回热器再分别有冷凝水管路与外部连通和有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通；蒸发器还有循环工质通道经第二压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机和第二压缩机并传输动力，形成氢燃料-低品位燃料联合循环热泵装置。