專利名稱：化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及循環(huán)水降溫及低品位熱能的利用，特別提供化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
實際的化工生產(chǎn)中，有大量的循環(huán)水在使用，而且循環(huán)水量非常大。通常，這些循環(huán)水所攜帶的都是低品位熱能，溫度在30-40°C左右，一般都是在冷卻塔中通過與空氣對流，部分水蒸發(fā)到空氣中以及對流傳熱使水降溫，空氣的對流，有的采用自然對流方式，有的是通過安裝在塔頂?shù)娘L(fēng)扇提供的，消耗大量的電能。水的蒸發(fā)損失了大量寶貴的水資源， 同時循環(huán)水所攜帶的低品位熱量被帶到環(huán)境中，造成了嚴(yán)重的資源浪費。
假設(shè)某化工裝置，其循環(huán)水量為10000噸/時，上水20°C，回水30°C，溫差為10°C， 水的熱容lkcal/(kg.V )’其循環(huán)水的熱負(fù)荷為10000噸/時*1000kg/噸* Ikcal/ (kg.°C )* 10°C =l*108kcal/時，相當(dāng)于1.16*105 kw，這樣的熱負(fù)荷在化工裝置上是很常見的。而為了排出這些熱量需要蒸發(fā)的水分通常是循環(huán)水量的1.5%，相當(dāng)于150噸/時，同時，由于蒸發(fā)作用，水中的鹽分不斷濃縮，還需排掉部分水以排出鹽分，假設(shè)濃縮倍數(shù)為4， 則需要再排出的水量為50噸/時。如果采用非蒸發(fā)形式降低循環(huán)水溫度，則可以將這部分 150+50噸/時水節(jié)約下來。同時，如果采用其它方法降低循環(huán)水溫度，涼水塔2頂冷卻的風(fēng)機也可以停運，相應(yīng)節(jié)約了這部分電能，對應(yīng)的電功率為500kw。
因此，如何提高低品位熱能的利用效率，節(jié)能減排，已成為本領(lǐng)域亟待解決的問題發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明提供了一種化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，降低了循環(huán)水降溫的成本，提高了低品位熱能的利用效率，節(jié)能減排。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，包括三個循環(huán):第一循環(huán)是化工裝置循環(huán)水的循環(huán):化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器I的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；熱的循環(huán)水經(jīng)過蒸發(fā)器5將熱量傳遞給液態(tài)熱媒后，自身溫度降低，從熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5通過管道輸送到?jīng)鏊?頂端，再由涼水塔2底端通過管道輸送到化工裝置的各個水冷器1，完成化工裝置循環(huán)水的循環(huán)；第二循環(huán)是熱泵系統(tǒng)的熱媒的循環(huán):蒸發(fā)器5中汽化的熱媒輸送到壓縮機6，經(jīng)過壓縮機6提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器7，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝，汽化的熱媒變成液態(tài)，再通過減壓閥8輸送回蒸發(fā)器5，完成熱媒的循環(huán)；第三循環(huán)是采暖水的循環(huán):從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器7的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備，完成采暖水的循環(huán)；采用上述方案的優(yōu)點是，當(dāng)不能正常使用供 暖循環(huán)為化工裝置循環(huán)水降溫時，可以使用涼水塔進行降溫。本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，也可以采用如下方法實現(xiàn)，所述方法包括三個循環(huán):
第一循環(huán)是化工裝置循環(huán)水的循環(huán):化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器I的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；熱的循環(huán)水經(jīng)過蒸發(fā)器5將熱量傳遞給液態(tài)熱媒后，自身溫度降低，從熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5通過管道輸送到化工裝置的各個水冷器1，完成化工裝置循環(huán)水的循環(huán)；
第二循環(huán)是熱泵系統(tǒng)的熱媒的循環(huán):蒸發(fā)器5中汽化的熱媒輸送到壓縮機6，經(jīng)過壓縮機6提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器7，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝，汽化的 熱媒變成液態(tài)，再通過減壓閥8輸送回蒸發(fā)器5，完成熱媒的循環(huán)；
第三循環(huán)是采暖水的循環(huán):從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器7的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備，完成采暖水的循環(huán)。本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，其中，所述化工循環(huán)水循環(huán)、熱泵系統(tǒng)的熱媒循環(huán)、采暖水的循環(huán)是相互隔離的。本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述系統(tǒng)括水冷器1、涼水塔2、熱泵系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)4 ；
所述熱泵系統(tǒng)的每個熱泵3均包括蒸發(fā)器5、壓縮機6、冷凝器7 ；
其中，所述水冷器I輸出端通過管道與熱泵系統(tǒng)中熱泵3的蒸發(fā)器5輸入端連接，熱泵3的蒸發(fā)器5輸出端通過管道與涼水塔2頂端連接，涼水塔2底端通過管道與水冷器I連接;
所述熱泵系統(tǒng)中熱泵3的冷凝器7的輸出端通過管道與供暖系統(tǒng)的輸入端連接；所述供暖系統(tǒng)的輸出端與冷凝器7的輸入端連接。本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述裝置包括水冷器1、熱泵系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)4 ;
所述熱泵系統(tǒng)的每個熱泵3均包括蒸發(fā)器5、壓縮機6、冷凝器7 ；
其中，所述水冷器I輸出端通過管道與熱泵系統(tǒng)中熱泵3的蒸發(fā)器5輸入端連接，熱泵3的蒸發(fā)器5輸出端通過管道與水冷器I連接；
所述熱泵系統(tǒng)中熱泵3的冷凝器7的輸出端通過管道與供暖系統(tǒng)的輸入端連接；所述供暖系統(tǒng)的輸出端與冷凝器7的輸入端連接。本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，所述熱泵系統(tǒng)包括至少一臺熱泵3。本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述熱泵系統(tǒng)包括兩臺及兩臺以上熱泵3時，各臺熱泵3之間并聯(lián)連接構(gòu)成熱泵系
統(tǒng)；
所述熱泵系統(tǒng)與水冷器1、采暖系統(tǒng)4串聯(lián)連接。本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述熱泵系統(tǒng)包括兩臺及兩臺以上熱泵3時，各個熱泵3先與不同的采暖系統(tǒng)4串聯(lián)連接后，再并聯(lián)。本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，所述蒸發(fā)器5通過第一通道9和第二通道10與冷凝器7連接；所述第一通道9用于輸送汽化的熱媒；所述第二通道10用于輸送液態(tài)的熱媒；所述第一通道9是指蒸發(fā)器5上端與壓縮機6連接，壓縮機6與冷凝器7上端連接的通道；所述第二通道10是指冷凝器7下端與蒸發(fā)器5下端連接的通道；所述第二通道10上設(shè)置有減壓閥8。
本發(fā)明所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法，化工裝置輸出的攜帶低品位熱能的循環(huán)水，傳統(tǒng)方式是通過涼水塔2的方式進行降溫，這樣會造成大量的能源浪費，采用本發(fā)明所述的化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法，將化工裝置輸出的攜帶低品位熱能的循環(huán)水輸入到民用供暖設(shè)備中，通過循環(huán)水降溫的過程為供暖設(shè)備提供熱量，提高了低品位熱能的利用效率，節(jié)省了化工裝置循環(huán)水的降溫成本，實現(xiàn)了節(jié)能減排。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為化工裝置為循環(huán)水降溫示意圖；圖2為供暖設(shè)備供暖示意圖；圖3為化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)示意圖；圖4為采用兩個熱泵的化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)示意圖。
其中，11-鍋爐；12-風(fēng)機。
具體實施方式
本發(fā)明提供了化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，降低了循環(huán)水降溫的成本，提高了低品位熱能的利用效率，節(jié)能減排下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
請參考圖1、2、3、4，圖1為化工裝置為循環(huán)水降溫示意圖；圖2為供暖設(shè)備供暖示意圖；圖3為化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)示意圖；圖4為采用兩個熱泵3的化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)示意圖。
實施例1本實施例所述化工裝置循環(huán) 水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，包括三個循環(huán): 第一循環(huán)是化工裝置循環(huán)水的循環(huán):化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器I的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；熱的循環(huán)水經(jīng)過蒸發(fā)器5將熱量傳遞給液態(tài)熱媒后，自身溫度降低，從熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5通過管道輸送到?jīng)鏊?頂端，再由涼水塔2底端通過管道輸送到化工裝置的各個水冷器1，完成化工裝置循環(huán)水的循環(huán)；
第二循環(huán)是熱泵系統(tǒng)的熱媒的循環(huán):蒸發(fā)器5中汽化的熱媒輸送到壓縮機6，經(jīng)過壓縮機6提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器7，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝，汽化的熱媒變成液態(tài)，再通過減壓閥8輸送回蒸發(fā)器5，完成熱媒的循環(huán)；
第三循環(huán)是采暖水的循環(huán):從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器7的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備，完成采暖水的循環(huán)；采用上述方案的優(yōu)點是，當(dāng)不能正常使用供暖循環(huán)為化工裝置循環(huán)水降溫時，可以使用涼水塔進行降溫。本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，也可以采用如下方法實現(xiàn)，所述方法包括三個循環(huán):
第一循環(huán)是化工裝置循環(huán)水的循環(huán):化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器I的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；熱的循環(huán)水經(jīng)過蒸發(fā)器5將熱量傳遞給液態(tài)熱媒后，自身溫度降低，從熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5通過管道輸送到化工裝置的各個水冷器1，完成化工裝置循環(huán)水的循環(huán)；
第二循環(huán)是熱泵系統(tǒng)的熱媒的循環(huán):蒸發(fā)器5中汽化的熱媒輸送到壓縮機6，經(jīng)過壓縮機6提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器7，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝，汽化的熱媒變成液態(tài)，再通過減壓閥8輸送回蒸發(fā)器5，完成熱媒的循環(huán)；
第三循環(huán)是采暖水的循環(huán):從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器7的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備，完成采暖水的循環(huán)。進一步的，本實施例 所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，其中，所述化工循環(huán)水循環(huán)、熱泵系統(tǒng)的熱媒循環(huán)、采暖水的循環(huán)是相互隔離的。進一步的，本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述系統(tǒng)括水冷器1、涼水塔2、熱泵系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)4 ；
所述熱泵系統(tǒng)的每個熱泵3均包括蒸發(fā)器5、壓縮機6、冷凝器7 ；
其中，所述水冷器I輸出端通過管道與熱泵系統(tǒng)中熱泵3的蒸發(fā)器5輸入端連接，熱泵3的蒸發(fā)器5輸出端通過管道與涼水塔2頂端連接，涼水塔2底端通過管道與水冷器I連接;
所述熱泵系統(tǒng)中熱泵3的冷凝器7的輸出端通過管道與供暖系統(tǒng)的輸入端連接；所述供暖系統(tǒng)的輸出端與冷凝器7的輸入端連接。另外，本實施例也可以采用如下所述的化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述裝置包括水冷器1、熱泵系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)4 ；
所述熱泵系統(tǒng)的每個熱泵3均包括蒸發(fā)器5、壓縮機6、冷凝器7 ；
其中，所述水冷器I輸出端通過管道與熱泵系統(tǒng)中熱泵3的蒸發(fā)器5輸入端連接，熱泵3的蒸發(fā)器5輸出端通過管道與水冷器I連接；
所述熱泵系統(tǒng)中熱泵3的冷凝器7的輸出端通過管道與供暖系統(tǒng)的輸入端連接；所述供暖系統(tǒng)的輸出端與冷凝器7的輸入端連接。
本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，所述熱泵系統(tǒng)包括至少一臺熱泵3。另外，本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，所述熱泵系統(tǒng)包括兩臺及兩臺以上熱泵3時，各臺熱泵3之間并聯(lián)連接構(gòu)成熱泵系統(tǒng)；
所述熱泵系統(tǒng)與水冷器1、采暖系統(tǒng)4串聯(lián)連接。本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，也可以采用如下結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述熱泵系統(tǒng)包括兩臺及兩臺以上熱泵3時，各個熱泵3先與不同的采暖系統(tǒng)4串聯(lián)連接后，再并聯(lián)。進一步的，本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述蒸發(fā)器5通過第一通道9和第二通道10與冷凝器7連接；
所述第一通道9用于輸送汽化的熱媒；所述第二通道10用于輸送液態(tài)的熱媒；
所述第一通道9是指蒸發(fā)器5上端與壓縮機6連接，壓縮機6與冷凝器7上端連接的通道；
所述第二通道10是指冷凝器7下端與蒸發(fā)器5下端連接的通道；所述第二通道10上設(shè)置有減壓閥8。以單位供暖面積單位時間需要的標(biāo)準(zhǔn)煤指標(biāo)來比較各種供暖方式，計算標(biāo)準(zhǔn)如下:1kg標(biāo)煤相當(dāng)于7000kcal低發(fā)熱量；純供熱鍋爐熱效率為70% ;熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐總熱效率為60%，熱電比2:1 ;普通空調(diào)制熱時COP值為3 ;熱泵系統(tǒng)的COP值為4 ;每Ikwh電能需要燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤0.34kg，每平方米面積供暖負(fù)荷50W。

采用化工裝置循環(huán)水的低品位熱能供暖時:
當(dāng)需要從循環(huán)水提取3kw的熱量時，熱泵3的動力消耗為lkw，需要標(biāo)煤0.34kg因為其制熱時的COP為4，總共可以為采暖戶提供3+lkw的熱能，可以為80 m2面積供暖；折合每平米每小時用標(biāo)準(zhǔn)煤4.25g。對比例一:采用純供熱鍋爐供暖
其中，0.879kg/時的標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于7.14kw的熱能，純熱鍋爐的熱效率為70%，因此會產(chǎn)生5kw7.14kw *70%的熱能，可以為100 m2面積供暖；折合每平米每小時用標(biāo)準(zhǔn)煤8.79g。對比例二:采用熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐供暖
其中，0.615kg/時的標(biāo)準(zhǔn)煤，熱電比2:1，因此會產(chǎn)生3kw的能量，其中2kw的熱能，Ikw的電能；按Ikw電能消耗0.34kg/時標(biāo)準(zhǔn)煤計算，也就是說剩余2kw的熱量消耗
0.615-0.34kg/時標(biāo)煤，而2kw的熱能可以為40 m2面積供暖，折合每平米每小時用標(biāo)準(zhǔn)煤
6.88g0表I為上述3中供熱方式的用標(biāo)準(zhǔn)煤量比較。表I
~I每平米每小時耗標(biāo)準(zhǔn)煤(單位:g)
采用純供熱鍋爐供暖_8,79_
采用熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐供暖__
也工裝置循環(huán)水的低品位熱能供暖 |4.25
通過比較可知，在達到相同供暖標(biāo)準(zhǔn)的情況下，采用化工裝置循環(huán)水的低品位熱能供
暖，每平米每小時消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤僅為4.25g，比采用純供熱鍋爐供暖每平米每小時節(jié)省了
4.54g，比采用熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐供暖每平米每小時節(jié)省了 2.63g。
本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法，將從化工裝置輸出的攜帶低品位熱能的循環(huán)水，通過熱泵系統(tǒng)技術(shù)將其低品位熱能引出，使之降溫，循環(huán)使用。通過熱泵系統(tǒng)將循環(huán)水所攜帶的低品位熱能提高溫位后變?yōu)楦咂肺粺崮転榫用窆┡?。對循環(huán)水來說，免去了為降低循環(huán)水溫度所開冷卻風(fēng)機的電能，并且通過熱泵系統(tǒng)降溫，不再需要蒸發(fā)大量水，所以節(jié)約了傳統(tǒng)方法蒸發(fā)掉的大量水，同時由于循環(huán)水不需要蒸發(fā)，也就不需要再濃縮、不用再排污排出鹽分，故排污水也節(jié)約下來；對采暖來說，節(jié)省了為此而燃燒的大量化石燃料。
實施例2本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，包括三個循環(huán): 第一循環(huán)是化工裝置循環(huán)水的循環(huán):化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器I的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；熱的循環(huán)水經(jīng)過蒸發(fā)器5將熱量傳遞給液態(tài)熱媒后，自身溫度降低，從熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5通過管道輸送到?jīng)鏊?頂端，再由涼水塔2底端通過管道輸送到化工裝置的各個水冷器1，完成化工裝置循環(huán)水的循環(huán)；第二循環(huán)是熱泵系統(tǒng)的熱媒的循環(huán):蒸發(fā)器5中汽化的熱媒輸送到壓縮機6，經(jīng)過壓縮機6提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器7，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝，汽化的熱媒變成液態(tài)，再通過減壓閥8輸送回蒸發(fā)器5，完成熱媒的循環(huán)；第三循環(huán)是采暖水的循環(huán):從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器7的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備，完成采暖水的循環(huán)；采用上述方案的優(yōu)點是，當(dāng)不能正常使用供暖循環(huán)為化工裝置循環(huán)水降溫時，可以使用涼水塔進行降溫。
本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，也可以采用如下方法實現(xiàn)，所述方法包括三個循環(huán):第一循環(huán)是化工裝置循環(huán)水的循環(huán):化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器I的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；熱的循環(huán)水經(jīng)過蒸發(fā)器5將熱量傳遞給液態(tài)熱媒后，自身溫度降低，從熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器5通過管道輸送到化工裝置的各個水冷器1，完成化工裝置循環(huán)水的循環(huán)；第二循環(huán)是熱泵系統(tǒng)的熱媒的循環(huán):蒸發(fā)器5中汽化的熱媒輸送到壓縮機6，經(jīng)過壓縮機6提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器7，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝，汽化的熱媒變成液態(tài)，再通過減壓閥8輸送回蒸發(fā)器5，完成熱媒的循環(huán)；第三循環(huán)是采暖水的循環(huán):從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器7的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備，完成采暖水的循環(huán)。
進一步的，本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，其中，所述化工循環(huán)水循環(huán)、熱泵系統(tǒng)的熱媒循環(huán)、采暖水的循環(huán)是相互隔離的。
進一步的，本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)括水冷器1、涼水·塔2、熱泵系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)4 ；所述熱泵系統(tǒng)的每個熱泵3均包括蒸發(fā)器5、壓縮機6、冷凝器7 ；其中，所述水冷器I輸出端通過管道與熱泵系統(tǒng)中熱泵3的蒸發(fā)器5輸入端連接，熱泵3的蒸發(fā)器5輸出端通過管道與涼水塔2頂端連接，涼水塔2底端通過管道與水冷器I連接;
所述熱泵系統(tǒng)中熱泵3的冷凝器7的輸出端通過管道與供暖系統(tǒng)的輸入端連接；所述供暖系統(tǒng)的輸出端與冷凝器7的輸入端連接。另外，本實施例也可以采用如下所述的化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述裝置包括水冷器1、熱泵系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)4 ；
所述熱泵系統(tǒng)的每個熱泵3均包括蒸發(fā)器5、壓縮機6、冷凝器7 ；
其中，所述水冷器I輸出端通過管道與熱泵系統(tǒng)中熱泵3的蒸發(fā)器5輸入端連接，熱泵3的蒸發(fā)器5輸出端通過管道與水冷器I連接；
所述熱泵系統(tǒng)中熱泵3的冷凝器7的輸出端通過管道與供暖系統(tǒng)的輸入端連接；所述供暖系統(tǒng)的輸出端與冷凝器7的輸入端連接。本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，所述熱泵系統(tǒng)包括至少一臺熱泵3。另外，本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，所述熱泵系統(tǒng)包括兩臺及兩臺以上熱泵3時，各臺熱泵3之間并聯(lián)連接構(gòu)成熱泵系統(tǒng)；
所述熱泵系統(tǒng)與水冷器1、采暖系統(tǒng)4串聯(lián)連接。本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，也可以采用如下結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述熱泵系統(tǒng) 包括兩臺及兩臺以上熱泵3時，各個熱泵3先與不同的采暖系統(tǒng)4串聯(lián)連接后，再并聯(lián)。進一步的，本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其中，
所述蒸發(fā)器5通過第一通道9和第二通道10與冷凝器7連接；
所述第一通道9用于輸送汽化的熱媒；所述第二通道10用于輸送液態(tài)的熱媒；
所述第一通道9是指蒸發(fā)器5上端與壓縮機6連接，壓縮機6與冷凝器7上端連接的通道；
所述第二通道10是指冷凝器7下端與蒸發(fā)器5下端連接的通道；所述第二通道10上設(shè)置有減壓閥8。采用化工裝置循環(huán)水的低品位熱能供暖時，將循環(huán)水裝置與采暖設(shè)備連接后，雖然增加了熱泵系統(tǒng)裝置消耗的電能，但是卻節(jié)約了用標(biāo)準(zhǔn)煤量，并且也減少了化工裝置為循環(huán)水降溫所浪費的水及電能，表2為采用化工裝置循環(huán)水的低品位熱能供暖與采用純供熱鍋爐供暖相比，耗電，節(jié)約水、電、煤的對比表。本實施例所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法，僅僅是增加了熱泵系統(tǒng)所消耗的電能，一般熱泵系統(tǒng)供熱的COP值可以達到4以上，即消耗Ikw的電能可以得到4kw的熱能，相當(dāng)于從低溫?zé)嵩磶С?kw的熱能。若循環(huán)水可以提供熱量l*108kcal/時，相當(dāng)于1.16*105 kw，需要熱泵系統(tǒng)的電能為其1/3，即3.87*104kw，兩者加即為系統(tǒng)可以提供的供暖熱負(fù)荷，合計為1.547*105 kw,以用戶每平方米熱負(fù)荷50W計算，可以提供309萬平方米的采暖。按照實施例1的標(biāo)準(zhǔn)，采用純供熱鍋爐供暖，為309萬平米供暖5個月每天24小時所需的總?cè)济毫繛?09*10000平方米*8.79克/平方米.時*150天*24小時=97780*106 克=97780 噸。
表 權(quán)利要求
1.化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，其特征在于所述方法包括三個循環(huán) 第一循環(huán)是化工裝置循環(huán)水的循環(huán)化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器(I)的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(5)，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；熱的循環(huán)水經(jīng)過蒸發(fā)器(5 )將熱量傳遞給液態(tài)熱媒后，自身溫度降低，從熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(5 )通過管道輸送到?jīng)鏊?2)頂端，再由涼水塔(2)底端通過管道輸送到化工裝置的各個水冷器(1)，完成化工裝置循環(huán)水的循環(huán)； 第二循環(huán)是熱泵系統(tǒng)的熱媒的循環(huán)蒸發(fā)器(5)中汽化的熱媒輸送到壓縮機(6)，經(jīng)過壓縮機(6)提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器(7)，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝，汽化的熱媒變成液態(tài)，再通過減壓閥(8)輸送回蒸發(fā)器(5)，完成熱媒的循環(huán)； 第三循環(huán)是采暖水的循環(huán)從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器(7)的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備，完成采暖水的循環(huán)。
2.化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，其特征在于所述方法包括三個循環(huán) 第一循環(huán)是化工裝置循環(huán)水的循環(huán)化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器(I)的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(5)，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；熱的循環(huán)水經(jīng)過蒸發(fā)器(5 )將熱量傳遞給液態(tài)熱媒后，自身溫度降低，從熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(5 )通過管道輸送到化工裝置的各個水冷器(I )，完成化工裝置循環(huán)水的循環(huán)； 第二循環(huán)是熱泵系統(tǒng)的熱媒的循環(huán)蒸發(fā)器(5)中汽化的熱媒輸送到壓縮機(6)，經(jīng)過壓縮機(6)提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器(7)，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝，汽化的熱媒變成液態(tài)，再通過減壓閥(8)輸送回蒸發(fā)器(5)，完成熱媒的循環(huán)； 第三循環(huán)是采暖水的循環(huán)從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器(7)的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備，完成采暖水的循環(huán)。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，其特征在于所述化工循環(huán)水循環(huán)、熱泵系統(tǒng)的熱媒循環(huán)、采暖水的循環(huán)是相互隔離的。
4.化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其特征在于 所述系統(tǒng)括水冷器(I)、涼水塔(2)、熱泵系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)(4)； 所述熱泵系統(tǒng)的每個熱泵(3)均包括蒸發(fā)器(5)、壓縮機(6)、冷凝器(7); 其中，所述水冷器(I)輸出端通過管道與熱泵系統(tǒng)中熱泵(3)的蒸發(fā)器(5)輸入端連接，熱泵(3)的蒸發(fā)器(5)輸出端通過管道與涼水塔(2)頂端連接，涼水塔(2)底端通過管道與水冷器(I)連接； 所述熱泵系統(tǒng)中熱泵(3)的冷凝器(7)的輸出端通過管道與供暖系統(tǒng)的輸入端連接；所述供暖系統(tǒng)的輸出端與冷凝器(7)的輸入端連接。
5.化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其特征在于 所述裝置包括水冷器(I)、熱泵系統(tǒng)、采暖系統(tǒng)(4)； 所述熱泵系統(tǒng)的每個熱泵(3)均包括蒸發(fā)器(5)、壓縮機(6)、冷凝器(7)； 其中，所述水冷器(I)輸出端通過管道與熱泵系統(tǒng)中熱泵(3)的蒸發(fā)器(5)輸入端連接，熱泵(3 )的蒸發(fā)器(5 )輸出端通過管道與水冷器(I)連接；所述熱泵系統(tǒng)中熱泵(3)的冷凝器(7)的輸出端通過管道與供暖系統(tǒng)的輸入端連接； 所述供暖系統(tǒng)的輸出端與冷凝器(7)的輸入端連接。
6.按照權(quán)利要求4或5化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其特征在于所述熱泵系統(tǒng)包括至少一臺熱泵(3)。
7.按照權(quán)利要求4或5所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其特征在于所述熱泵系統(tǒng)包括兩臺及兩臺以上熱泵(3)時，各臺熱泵(3)之間并聯(lián)連接構(gòu)成熱泵系統(tǒng)；所述熱泵系統(tǒng)與水冷器(I)、采暖系統(tǒng)(4)串聯(lián)連接。
8.按照權(quán)利要求4或5所述化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其特征在于所述熱泵系統(tǒng)包括兩臺及兩臺以上熱泵(3)時，各個熱泵(3)先與不同的采暖系統(tǒng)(4) 串聯(lián)連接后，再并聯(lián)。
9.按照權(quán)利要求4或5化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器(5)通過第一通道(9)和第二通道(10)與冷凝器(7)連接；所述第一通道(9)用于輸送汽化的熱媒；所述第二通道(10)用于輸送液態(tài)的熱媒； 所述第一通道(9 )是指蒸發(fā)器(5 )上端與壓縮機(6 )連接，壓縮機(6 )與冷凝器(7 )上端連接的通道；所述第二通道(10)是指冷凝器(7)下端與蒸發(fā)器(5)下端連接的通道；所述第二通道 (10)上設(shè)置有減壓閥(8)。
全文摘要
化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水方法，包括三個循環(huán)第一循環(huán)是化工裝置的熱的循環(huán)水從水冷器(1)的輸出端通過管道輸送到熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器(5)，將熱量傳遞給液態(tài)熱媒，使熱媒汽化；第二循環(huán)是蒸發(fā)器(5)中汽化的熱媒輸送到壓縮機(6)，經(jīng)過壓縮機(6)提升溫位加溫，然后輸送到熱泵系統(tǒng)的冷凝器(7)，與從采暖設(shè)備輸送回來的低溫采暖水換熱冷凝；第三循環(huán)是從供暖設(shè)備通過管道輸送到冷凝器(7)的低溫采暖水，被汽化的熱媒加熱后，再通過管道輸送給供暖設(shè)備；本發(fā)明特別提供的化工裝置循環(huán)水降溫和低品位熱能利用暨節(jié)水系統(tǒng)及方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，降低了循環(huán)水降溫的成本，提高了低品位熱能的利用效率，節(jié)能減排。
文檔編號F25B30/06GK103256756SQ201310210490
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月31日
發(fā)明者李永華, 費建民, 張曉暉, 王素巖 申請人:錦西天然氣化工有限責(zé)任公司, 李永華, 費建民, 張曉暉, 王素巖