本实用新型涉及一种天然气/空气源供热装置，尤其涉及一种采用内燃机发电供给热水炉的供热装置。
背景技术：
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。
技术实现要素：
本实用新型提出一种天然气/空气源供热装置，实现装置发电的自产自销，即使没有外界供电也能正常运行，利用环境中的热量加热冷水，同时利用发电装置产生的废热加热冷水，提高整个装置的热能利用效率。
本实用新型的天然气/空气源供热装置包括一台内燃机发电机组、一台烟气余热回收换热器和一台热水炉；所述热水炉包括一台冷媒压缩机、一台内置换热盘管的水箱、一台节流阀和一台空气源蒸发器；
其中，所述内燃机发电机组的烟气出口与烟气余热回收换热器的烟气侧入口连接；
所述内燃机发电机组与热水炉的冷媒压缩机电连接，冷媒压缩机出口与水箱内换热盘管的一端连接，换热盘管的另一端经管道与节流阀连接后，再与空气源蒸发器的入口连接，空气源蒸发器的出口连接至冷媒压缩机的入口；
烟气余热回收换热器的水侧入口和热水炉内水箱的水侧入口分别连接有冷水管道；烟气余热回收换热器的水侧出口与热水炉内水箱的水侧出口连接成一路后引出装置或分别引出装置。
进一步地，所述内燃机发电机组的燃气入口与天然气输入管道连接。
进一步地，烟气余热回收换热器的水侧入口和热水炉内水箱的水侧入口分别连接的冷水管道为总冷水管分出的两个支路。
进一步地，所述内燃机发电机组、烟气余热回收换热器和热水炉设置在一个撬块内。即，本实用新型的天然气/空气源供热装置为一个撬装。
优选，所述装置为移动式。其中所述装置采用撬块化设计，标准化生产，作为一个整体进行加工制造。该装置可以被运输工具(例如卡车)承载。
本实用新型进一步提供了一种天然气/空气源供热方法，该方法包括：
(1)天然气经天然气输入管道进入内燃机发电机组，供内燃机发电机组发电，内燃机发电机组产生的电能供给热水炉的冷媒压缩机，用于对进入冷媒压缩机的冷媒压缩；同时内燃机发电机组排出的烟气通过烟气出口进入烟气余热回收换热器烟气侧入口，加热由烟气余热回收换热器的水侧入口进入的冷水(将水温提升至适当温度，如50～75℃)，热水去热用户加以利用，回收余热后的烟气排放，例如经烟气侧出口进入放空管道放空；
(2)冷媒压缩机利用内燃机发电机组产生的电能，使冷媒升温增压，升温增压后的冷媒进入水箱内的换热盘管，加热水箱中的水，热水去热用户加以利用，出换热盘管的冷媒经节流阀节流，进入空气源蒸发器中，从(例如-20～39℃，进一步约10-30℃的)环境中吸热，复热为气相，然后循环回冷媒压缩机中，继续增压。
进一步地，内燃机发电机组排出的高温烟气进入烟气余热回收换热器中与冷水换热，将水温提升至50～75℃，热水去热用户加以利用。
进一步地，冷媒经冷媒压缩机增压至0.7～2.0mpa，优选1.0～1.5mpa，此时冷媒温度约75～130℃，进一步例如约90～120℃，进入水箱内的换热盘管中，加热水箱中的水，使之温度升至约40～55℃，进一步例如45-50℃，热水去热用户加以利用。
进一步地，出换热盘管的冷媒，其自身温度降至约45～60℃，进一步约50～55℃，然后经节流阀节流至约0～0.5mpa，进一步约0.1～0.4mpa，所得气液两相流进入空气源蒸发器中，从-20～39℃的环境中吸热，复热为气相，然后循环回冷媒压缩机中，继续增压。
进一步地，装置冷媒采用氟利昂，如r12、r134、r114、r134a等。
步骤(1)中使用的天然气为液化天然气的气化产物或管道天然气，其组成例如包括ch490-94vol％、co21-3vol％、n21-4vol％、c2以上的烃类4-8vol％。
本实用新型的装置可采用撬块化设计，标准化生产，作为一个整体进行加工制造，便于运输及现场安装；本实用新型的装置作为一个独立的系统，由内燃机发电机发电，自产自销，供给热水炉，不过多依赖外界条件，即使外界无法提供电力支持也能保证热水供应。
装置的结构紧凑，单位体积内的热效率高。
附图说明
图1是本实用新型所述装置的流程图。
其中：1、内燃机发电机组；2、烟气余热回收换热器；3、热水炉；31、冷媒压缩机；32、内置换热盘管的水箱；33、节流阀；34、空气源蒸发器。
具体实施方式
以下结合附图来进一步说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型的天然气/空气源供热装置包括一台内燃机发电机组1、一台烟气余热回收换热器2和一台热水炉3；热水炉3包括一台冷媒压缩机31、一台内置换热盘管的水箱32、一台节流阀33和一台空气源蒸发器34，所述内燃机发电机组1、烟气余热回收换热器2和热水炉3优选设置在一个撬块内；
所述内燃机发电机组1的烟气出口与烟气余热回收换热器2的烟气侧入口连接；
所述内燃机发电机组1与热水炉3的冷媒压缩机31电连接，所述冷媒压缩机31出口与水箱32内换热盘管的一端连接，换热盘管的另一端经管道与节流阀33连接后，再与空气源蒸发器34的入口连接，空气源蒸发器34出口连接至冷媒压缩机31的入口；
烟气余热回收换热器2的水侧入口和热水炉3内水箱的水侧入口分别连接有冷水管道；烟气余热回收换热器2的水侧出口与所述热水炉3内水箱的水侧出口连接成一路后引出装置。
本实用新型进一步提供了一种天然气/空气源供热方法，该方法包括：
(1)天然气经天然气输入管道进入内燃机发电机组1，供内燃机发电机组1发电，内燃机发电机组1产生的电能供给热水炉3的冷媒压缩机31，用于对进入冷媒压缩机的冷媒压缩；同时内燃机发电机组1排出的烟气通过烟气出口进入烟气余热回收换热器2烟气侧入口，加热由烟气余热回收换热器2的水侧入口进入的冷水(将水温提升至适当温度，如50～75℃)，热水去热用户加以利用，回收余热后的烟气排放，例如经烟气侧出口进入放空管道放空；
(2)冷媒压缩机31利用内燃机发电机组1产生的电能，使冷媒升温增压至0.7～2.0mpa，此时冷媒温度约75～130℃，升温增压后的冷媒进入水箱32内的换热盘管，加热水箱中的水至约40～55℃，热水去热用户加以利用，出换热盘管的冷媒自身温度降至约45～60℃，经节流阀33节流至0～0.5mpa，进入空气源蒸发器34中，从例如-20～39℃的环境中吸热，复热为气相，然后循环回冷媒压缩机31中，继续增压。
装置冷媒采用氟利昂，如r12、r134、r114、r134a等。
实施例1
本实施例中使用r12作为冷媒。天然气(组成为ch4约93vol％、co2约2vol％、n2约1vol％、c2以上的烃类约4vol％)经天然气输入管道进入内燃机发电机组1，供发内燃机发电机组发电，产生的电能通过输电线路供给热水炉的冷媒压缩机31；同时发电机组排出的高温烟气(约450℃，甚至更高)通过烟气排出管道经烟气侧入口进入换热器2，加热由冷水入口进入换热器2的冷水，冷水温度为约20℃，将冷水提升至约60℃，换热后的烟气经换热器的烟气侧出口进入放空管道放空。
(2)冷媒压缩机31利用以上电能将气态r12升温增压，压力增加至1.3mpa，温度增加至约77℃，获得压力和热能的r12经冷媒输出管道进入水箱32内的换热盘管，加热水箱中的冷水，使水箱中的冷水升温至约50℃，热水去热用户加以利用，r12自身温度降低至约45℃，然后经节流阀装置33降压至约0.2mpa后进入空气源蒸发器34，在空气源蒸发器34中从10℃左右的环境中吸收外界热量复热为气相，复热至常温的气相r12，循环回冷媒压缩机31，继续增压。
1.一种天然气/空气源供热装置，其包括一台内燃机发电机组、一台烟气余热回收换热器和一台热水炉；所述热水炉包括一台冷媒压缩机、一台内置换热盘管的水箱、一台节流阀和一台空气源蒸发器；
其中，所述内燃机发电机组的烟气出口与烟气余热回收换热器的烟气侧入口连接；
所述内燃机发电机组与热水炉的冷媒压缩机电连接，冷媒压缩机出口与水箱内换热盘管的一端连接，换热盘管的另一端经管道与节流阀连接后，再与空气源蒸发器的入口连接，空气源蒸发器的出口连接至冷媒压缩机的入口；
烟气余热回收换热器的水侧入口和热水炉内水箱的水侧入口分别连接有冷水管道；烟气余热回收换热器的水侧出口与热水炉内水箱的水侧出口连接成一路后引出装置或分别引出装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内燃机发电机组的燃气入口与天然气输入管道连接。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，烟气余热回收换热器的水侧入口和热水炉内水箱的水侧入口分别连接的冷水管道为总冷水管分出的两个支路。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述内燃机发电机组、烟气余热回收换热器和热水炉设置在一个撬块内。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置为移动式，其中所述装置采用撬块化设计，标准化生产，作为一个整体进行加工制造。
技术总结