[发明专利]一种能源自供给燃气机热泵式机组运行方法

摘要

本发明公开了的一种能源自供给燃气机热泵机组运行方法，分为制热模式运行过程和制冷模式运行过程，所述的制热模式运行过程包括制热循环、余热回收循环和用户供热水循环，所述的制冷模式运行过程，包括燃气热泵式机组的制冷循环和发动机散热过程以及用户供冷冻水循环过程,采用本方法可以使机组在燃气管网铺设不到或铺设不及时的地区，独立运行超过100小时以上。克服了燃气管网建设初投资高和铺设工期长的缺点，提高了燃气机热泵机组的实用性和适应性。同时，在液化天然气气化过程中，燃气发动机的废热既可以提高用户供热水的水温，还可以为液化天然气气化提供热量，保证供气稳定。

主权项

1.一种能源自供给燃气机热泵式机组运行方法，分为制热模式运行过程和制冷模式运行过程，其特征在于：所述的制热模式运行过程包括制热循环、余热回收循环和用户供热水循环，所述的制热循环步骤如下：(a)当液化天然气储气瓶组中的各储气瓶内压力高于设定压力时，液化天然气在压力的作用下通过各储气瓶液相口直接流出；或者当所述液化天然气储气瓶组中的各储气瓶内压力低于设定压力时，液化天然气储气瓶组内的液化天然气经加压后流出；(b)从各储气瓶的液相口流出的液化天然气经气化器电磁阀进入空温式气化器后气化，若气化天然气的温度不低于5℃，则气化天然气然后依次流经旁通路电磁阀以及一组调压装置后进入燃气发动机为压缩机提供动力；若气化后的气态天然气温度低于5℃，则气化天然气依次流经加热器电磁阀、水浴式加热器以及一组调压装置后进入燃气发动机为压缩机提供动力，所述燃气发动机与压缩机通过皮带传动；所述一组调压装置包括串联连接的过滤器和调压器；(c)所述压缩机将‑10～10℃的气态制冷剂压缩成55～75℃的气态制冷剂，压缩后的制冷剂流经减震器到油分离器，在所述油分离器内分离出气态制冷剂和润滑油，分离出来的润滑油通过回油管返回所述压缩机，气态制冷剂流经四通换向阀进入板式换热器，与用户回水进行热交换变成40～55℃的液态制冷剂，再通过第一单向阀到达储液罐，随后依次流经干燥过滤器、供液电磁阀、视液镜和电子膨胀阀，液态制冷剂经所述电子膨胀阀节流后膨胀变成‑15～5℃的气液两相混合制冷剂，气液两相混合制冷剂流经第二单向阀进入翅片管换热器，在所述翅片管换热器内吸收空气中的热量后温度升高，气液两相混合制冷剂变成‑10～10℃的过热的制冷剂蒸气，所述的过热蒸气随后依次流经所述四通换向阀和气液分离器，最后返回所述压缩机，如此完成燃气热泵式机组的制热循环；所述的余热回收循环包括以下步骤：热泵机组开始运行时，若燃气发动机缸套循环水水温在80℃以下，此时燃气发动机缸套循环水首先进入燃气发动机，之后依次与水冷换热器、不锈钢烟气冷凝器换热后温度升高，回收了发动机缸套和烟气的热量，然后流经内循环电磁阀，再进入第二水泵加压后返回所述燃气发动机；若发动机缸套循环水温度到达80℃，燃气发动机缸套循环水分三路：第一路高温燃气发动机缸套循环水由发动机流出，依次通过水冷换热器和不锈钢烟气换热器，然后经过外循环电磁阀进入外循环换热器与用户供热水回水换热，最后经第二水泵加压后返回燃气发动机；当翅片管换热器需要除霜时，第一路燃气发动机缸套循环水循环管路关闭，第二路高温燃气发动机缸套循环水由燃气发动机流出后，依次通过水冷换热器、不锈钢烟气换热器、余热回收电磁阀以及融霜电磁阀进入融霜换热器，在所述的融霜换热器内与翅片管换热器换热，换热后的燃气发动机缸套循环水从融霜换热器流出经过第五单向阀以及经第二水泵加压后返回所述燃气发动机；当低温天然气需要加热时，第一路缸套水循环正常开启，同时第二路高温燃气发动机缸套循环中的融霜电磁阀关闭，此时第三路高温燃气发动机缸套循环水由发动机流出，依次通过水冷换热器、不锈钢烟气冷凝器、余热回收电磁阀、加热器电磁阀进入水浴式加热器，加热低温气态天然气，之后经过第五单向阀进入第二水泵加压后返回燃气发动机，如此完成燃气机热泵机组制热模式下的余热回收循环；所述的用户供热水循环包括以下步骤：用户供热水回水在第一水泵加压下进入板式换热器吸热升温，再进入外循环换热器进一步加热，形成用户供热水供给用户，如此完成用户供热水循环；所述的制冷模式运行过程，包括燃气热泵式机组的制冷循环和发动机散热过程以及用户供冷冻水循环过程；所述的燃气热泵式机组的制冷循环包括以下步骤：(a)当液化天然气储气瓶组中的各储气瓶内压力高于设定压力时，液化天然气在压力的作用下通过各储气瓶液相口直接流出；或者当所述液化天然气储气瓶组中的各储气瓶内压力低于设定压力时，液化天然气储气瓶组内的液化天然气经加压后流出；(b)从各储气瓶的液相口流出的液化天然气经气化器电磁阀进入空温式气化器后气化，若气化天然气的温度不低于5℃，则气化天然气然后依次流经旁通路电磁阀以及一组调压装置后进入燃气发动机为压缩机提供动力；若气化后的气态天然气温度低于5℃，则气化天然气依次流经加热器电磁阀、水浴式加热器以及一组调压装置后进入燃气发动机为压缩机提供动力，所述燃气发动机与压缩机通过皮带传动；所述一组调压装置包括串联连接的过滤器和调压器；(c)所述压缩机将‑5～10℃的气态制冷剂压缩成50～60℃的气态制冷剂，压缩后的气态制冷剂流经减震器进入油分离器，在所述油分离器内分离出气态制冷剂和润滑油，分离出来的润滑油通过回油管返回所述压缩机，分离出来的气态制冷剂流经四通换向阀进入翅片管散热器与空气换热变成35～55℃的液态制冷剂，再流经第四单向阀进入储液罐，从所述储液罐出来的制冷剂依次进入干燥过滤器、供液电磁阀、视液镜和电子膨胀阀，液体制冷剂经所述电子膨胀阀节流后膨胀变成‑10～5℃的气液两相混合制冷剂，气液两相混合制冷剂流经第三单向阀后进入板式换热器吸收用户供冷冻水回水的热量变成‑5～10℃的气态制冷剂，随后流经所述四通换向阀进入气液分离器，再返回所述压缩机，如此完成燃气热泵式机组的制冷循环；所述的发动机散热过程包括以下步骤：热泵机组开始运行时，若燃气发动机缸套循环水水温在80℃以下，此时燃气发动机缸套循环水先与燃气发动机换热，之后依次与水冷换热器、不锈钢烟气换热器换热后温度升高，回收了发动机缸套和烟气的热量，然后流经内循环电磁阀，再进入第二水泵加压后返回所述燃气发动机；若燃气发动机缸套循环水温度到达80℃，则燃气发动机缸套循环水依次经余热回收电磁阀、散热电磁阀进入余热散热器散热降温，降温后的发动机缸套循环水通过第五单向阀进入第二水泵加压，然后返回燃气发动机，如此完成发动机散热过程；所述的用户供冷冻水循环包括以下步骤：用户供冷冻水回水在第一水泵加压下进入板式换热器内换热降温，形成用户供冷冻水供给用户，如此完成用户供冷冻水循环；所述翅片管散热器内外紧贴翅片处分别安装所述余热散热器和所述融霜换热器。