回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統的製作方法
2023-07-29 08:37:36 1
專利名稱：回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業熱泵系統，具體地講是一種回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統。
背景技術：
目前我國的火力/核發電、印染、油田、地熱尾水、製藥等行業領域，在其生產工藝過程中要產生大量廢熱，這些熱水溫度一般為30～60℃。為了滿足生產工藝需要，這些熱量需要往外散發掉，目前主要有兩種處理方式一是採用冷卻塔排往大氣，這樣一方面造成能源的巨大浪費，另一方面對環境造成熱汙染；二是利用熱交換器進行熱量回收，但只能回收其中一部分熱量，且傳統冷卻塔系統不能省掉。
如果利用傳統蒸氣壓縮式熱泵(即電動熱泵)裝置來回收這部分低品位熱量，需要消耗大量高品位能量——電力。並且，單工質蒸氣壓縮式熱泵最高出水溫度不能超過75℃，混合工質蒸氣壓縮式熱泵最高出水溫度不能超過85℃，將其應用到電廠、印染、油田、地熱尾水、製藥等行業領域意義不是很大。
發明內容
本實用新型的目的旨在改進已有技術的不足之處，提供一種回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統，提高對電廠、印染、油田、地熱尾水、製藥等行業廢熱的利用率，達到國家的排放標準，局部或者全部取代冷卻塔這種傳統冷卻方式，同時儘量減少工藝過程加熱的熱能消耗。
本實用新型的技術方案是一種回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統，它具有熱源水系統，特點是，熱源水系統通過管路與吸收式熱泵機組連接，在吸收式熱泵機組上通過管路連接有驅動熱源系統和熱水用戶系統；所述的吸收式熱泵機組包括由蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器依次連接組成的循環迴路，吸收器與冷凝器連接，在吸收器與發生器之間設有溶液熱交換器和溶液泵，吸收器、溶液熱交換器、發生器、溶液泵依次連接組成循環迴路，在發生器上連接高位驅動熱源系統，在冷凝器與吸收器之間連接熱水用戶系統，在蒸發器上連接冷劑泵，蒸發器通過管路與熱源水系統連接；所述的吸收式熱泵機組包括由蒸發器、吸收器、發生器、冷凝器依次連接組成的循環迴路，在吸收器與發生器之間設有溶液熱交換器和溶液泵，吸收器、溶液熱交換器、發生器、溶液泵依次連接組成循環迴路，在發生器上連接低位驅動熱源系統，在吸收器上連接熱水用戶系統，在蒸發器與冷凝器之間連接冷劑泵，在冷凝器上連接冷卻塔，蒸發器通過管路與低位驅動熱源系統(即熱源水系統)連接。
本實用新型與已有技術相比具有如下積極效果一是能夠把30～60℃左右的排水降低到25℃以下，滿足工業工藝冷卻需要及國家排放標準；二是供熱水溫可提高到70℃以上，最高可達140℃；三是系統以廢熱作為驅動熱源，不消耗電力。使用本實用新型的熱泵系統可大大提高對工業廢熱的利用率，是一項節能與環保相結合的高技術產品。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作詳細地解釋說明。
圖1-本實用新型的一種結構示意圖；圖2-本實用新型的另一種結構示意圖。
附圖圖面說明1吸收器，2冷凝器，3發生器，4溶液熱交換器，5蒸發器，6溶液泵，7冷劑泵，8-1高位驅動熱源系統，8-2低位驅動熱源系統，9中間換熱器，10熱水循環泵，11水泵，12熱水用戶系統，13熱源水系統，14冷卻塔。
具體實施方式
實施例1參考圖1所示，蒸發器5、吸收器1、發生器3、冷凝器2依次連接組成循環迴路，吸收器1與冷凝器2連接，在吸收器1與發生器3之間設置溶液熱交換器4和溶液泵6，溶液泵6內設有溴化鋰溶液，吸收器1、溶液熱交換器4、發生器3、溶液泵6依次連接組成循環迴路，在發生器3上連接高位驅動熱源系統8-1，在冷凝器2與吸收器1之間連接熱水用戶系統12和熱水循環泵10，在蒸發器5上連接冷劑泵7，蒸發器5通過管路及在管路上設置的水泵11、中間換熱器9與熱源水系統13連接。
工作原理來自熱源水系統13的工業廢熱(即來自油田、地熱尾水、印染、製藥行業的冷卻水或電廠汽輪機的乏氣)經過水泵11進入蒸發器5，其熱量被製冷劑—水所吸收，失去熱量的水溫度降低，回到循環冷卻系統或者排放掉。蒸發器5內的製冷劑吸收熱量後變為氣體，被吸收器1內的溴化鋰濃溶液吸收，從氣態變為液態，釋放出來的熱量被熱水帶走，熱水被吸收器1加熱一次，溫度升高後，熱水進入冷凝器2。吸收了水分的溴化鋰溶液變稀，吸收能力變弱，經溶液熱交換器4加熱後進入發生器3，被來自高位驅動熱源系統8-1(如汽輪機的中間抽氣或者蒸汽鍋爐)的蒸氣加熱濃縮恢復其吸收能力，經溶液熱交換器4降溫後重新回到吸收器1。發生器3加熱濃縮溶液所產生的水蒸氣進入冷凝器2，水蒸氣被冷凝成液態水，將來自吸收器1的熱水進一步加熱，得到滿足需要的熱水，通過熱水循環泵10輸送到熱水用戶系統12。冷凝器2中的液態水經過節流後溫度降低，重新回到蒸發器5。通過以上周而復始循環，便實現了回收工業廢熱，同時源源不斷得到所需要的熱水的目的。本例中熱泵機組內的溶液和水循環的動力分別來自於溶液泵6和冷劑泵7。
本例的熱泵系統是利用高品位熱源(如鍋爐蒸汽、高溫煙氣)做為驅動熱源，屬於增熱型工業熱泵系統。驅動熱源從發生器3進入，工業廢熱從蒸發器5進入，從吸收器1和冷凝器2得到所需要的熱水，系統能效比不低於1.7。
例如(1)以電廠汽輪機蒸汽為驅動熱源，回收凝汽器循環冷卻水的熱量，產生熱量用來加熱鍋爐給水或者供住戶採暖；(2)以鍋爐或管網蒸汽作為驅動熱源，回收印染廠煮澱、漂洗過程中產生的廢水中的熱量，用來循環加熱染缸用水；(3)以鍋爐或管網蒸汽作為驅動熱源，回收製藥過程中循環冷卻水的熱量，循環加熱軟化水。
(4)以鍋爐或管網蒸汽作為驅動熱源，回收油田原油分離過程中產生的廢水中的熱量，循環加熱原油；(5)以鍋爐或管網蒸汽作為驅動熱源，回收地熱尾水的熱量，用來採暖或者提供衛生熱水。
實施例2參考圖2所示，蒸發器5、吸收器1、發生器3、冷凝器2依次連接組成循環迴路，在吸收器1與發生器3之間設置溶液熱交換器4和溶液泵6，溶液泵6內設有溴化鋰溶液，吸收器1、溶液熱交換器4、發生器3、溶液泵6依次連接組成循環迴路，在發生器3上通過水泵11連接低位驅動熱源系統8-2，在吸收器1上連接熱水用戶系統12和熱水循環泵10，在蒸發器5與冷凝器2之間連接冷劑泵7，在冷凝器2上連接冷卻塔14，蒸發器5通過管路及在管路上設置的水泵11與低位驅動熱源系統8-2連接(此處的低位驅動熱源系統8-2即相當於上述的熱源水系統13)。
工作原理來自低位驅動熱源系統8-2的工業廢熱(即來自油田、地熱尾水、印染、製藥行業的冷卻水或電廠汽輪機的乏氣)經過水泵11進入蒸發器5和發生器3。在蒸發器5內，其熱量被製冷劑—水所吸收，失去熱量的水溫度降低，回到循環冷卻系統或者排放掉；蒸發器5內製冷劑吸收熱量後變為氣體，被吸收器1內的溴化鋰濃溶液吸收，從氣態變為液態，釋放出來的熱量被熱水帶走，熱水溫度升高，通過熱水循環泵10輸送到熱水用戶系統12。吸收了水分的溴化鋰溶液變稀，吸收能力變弱，經溶液熱交換器4加熱後進入發生器3，被來自低位驅動熱源系統8-2的蒸氣加熱濃縮恢復其吸收能力，經溶液熱交換器4升溫後重新回到吸收器1。發生器3加熱濃縮溶液所產生的水蒸氣進入冷凝器2，熱量被冷卻塔14(或者電動熱泵之蒸發器也可)低溫冷卻水帶走，自己本身被冷凝成液態水，液態水節流後經冷劑泵7重新回到蒸發器5。通過以上周而復始循環，便實現了回收工業廢熱，同時源源不斷得到所需要的熱水的目的。與例1同理，本例中熱泵機組內的溶液和水循環的動力同樣來自於溶液泵6和冷劑泵7。
本例的熱泵系統是利用低位熱源(如電廠、印染、油田、地熱尾水、製藥之廢熱)同時作為熱源水系統和驅動熱源，採用低溫冷卻水條件下，製取比低位熱源溫度高的熱水，屬於升溫型工業熱泵系統。驅動熱源從發生器3和蒸發器5進入，從吸收器1得到所需要的熱水，系統能效比不低於0.47。
例如(1)以電廠凝汽器循環冷卻水的熱量為驅動熱源，製取高溫熱水用來加熱鍋爐給水或者供住戶採暖；(2)以印染廠煮澱、漂洗過程中產生的廢水中的熱量為驅動熱源，加熱染缸用水；(3)以製藥過程中循環冷卻水為驅動熱源，加熱軟化水；(4)以油田原油分離過程中產生的廢水中的熱量為驅動熱源，加熱原油；(5)以地熱尾水為驅動熱源，加熱衛生熱水或工藝用水。
權利要求1.一種回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統，它具有熱源水系統，其特徵是，熱源水系統通過管路與吸收式熱泵機組連接，在吸收式熱泵機組上通過管路連接有驅動熱源系統和熱水用戶系統。
2.根據權利要求1所述的回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統，其特徵是，所述的吸收式熱泵機組包括由蒸發器(5)、吸收器(1)、發生器(3)、冷凝器(2)依次連接組成的循環迴路，吸收器(1)與冷凝器(2)連接，在吸收器(1)與發生器(3)之間設有溶液熱交換器(4)和溶液泵(6)，吸收器(1)、溶液熱交換器(4)、發生器(3)、溶液泵(6)依次連接組成循環迴路，在發生器(3)上連接高位驅動熱源系統(8-1)，在冷凝器(2)與吸收器(1)之間連接熱水用戶系統(12)，在蒸發器(5)上連接冷劑泵(7)，蒸發器(5)通過管路與熱源水系統(13)連接。
3.根據權利要求1所述的回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統，其特徵是，所述的吸收式熱泵機組包括由蒸發器(5)、吸收器(1)、發生器(3)、冷凝器(2)依次連接組成的循環迴路，在吸收器(1)與發生器(3)之間設有溶液熱交換器(4)和溶液泵(6)，吸收器(1)、溶液熱交換器(4)、發生器(3)、溶液泵(6)依次連接組成循環迴路，在發生器(3)上連接低位驅動熱源系統(8-2)，在吸收器(1)上連接熱水用戶系統(12)，在蒸發器(5)與冷凝器(2)之間連接冷劑泵(7)，在冷凝器(2)上連接冷卻塔(14)，蒸發器(5)通過管路與低位驅動熱源系統(8-2)連接。
專利摘要本實用新型提供了一種回收電廠、印染、油田、製藥行業廢熱用吸收式熱泵系統，它具有熱源水系統，特點是，熱源水系統通過管路與吸收式熱泵機組連接，在吸收式熱泵機組上通過管路連接有驅動熱源系統和熱水用戶系統，採用本實用新型的熱泵系統，不但能夠把30～60℃左右的排水降低到25℃以下，滿足工業工藝冷卻需要及國家排放標準，而且供熱水溫可提高到70℃以上，大大提高對工業廢熱的利用率，系統以廢熱作為驅動熱源，不消耗電力，是一項節能與環保相結合的高技術產品。
文檔編號F25B15/00GK2929596SQ20062008704
公開日2007年8月1日 申請日期2006年7月17日 優先權日2006年7月17日
發明者祝建軍, 于欣科 申請人:祝建軍, 于欣科