热管-热泵余热制冷及节水除雾的控制方法、系统以及设备技术方案

一种热管

【技术实现步骤摘要】
热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法、系统以及设备


[0001]本专利技术涉及计算机领域，尤其涉及一种热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法、系统以及设备。

技术介绍

[0002]化工工艺产品生产是流程化生产工业的重要组成部分，是国家基础经济的重要支柱。化工工艺生产过程伴随着大量蒸汽、电、水、风等能源消耗，随着国家、社会对可持续发展的要求进一步提高和对环境保护、节能降耗、降低碳排放的重视程度进一步加深，对于化工工艺生产过程中的节能措施及技术方案也需要同步提升以满足需求。其中化工工艺生产过程中最难解决的也是行业内最关注的问题就是余热利用，而对余热的处理以往都是利用冷量进行直接冷却后进入后续处理工序，这一过程既浪费了余热资源，还额外消耗了冷量、水资源等。另外化工工艺生产过程中需要消耗大量的循环冷却水，而升温后的冷却水则进入凉水塔进行降温，这一过程是利用循环水与空气换热，蒸发带走热量的方式进行，伴随着大量水的损失以及经常出现结雾的现象，造成水资源浪费。冷冻水则是化工工艺生产过程中必不可少的冷源之一，一般工业上多采用压缩式或吸收式制冷设备，消耗电、蒸汽等能源实现制冷。综上，若通过对装置余热的合理利用，一方面作为热源代替电、蒸汽等高品质热源制取工艺所需的冷冻水，另一方面则应用高效换热元件热管解决凉水塔的水损失和结雾问题，便可实现热
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冷
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水一体化节能的目标。
[0003]目前，现有技术中或对凉水塔节水除雾进行了探究，或对利用一类吸收式热泵技术回收余热进行了研究，例如，现有技术中设计了一种热泵供热除雾节水型冷却塔的方案，该方案利用循环回水自身的热量，进入一类吸收热泵蒸发器换热，热泵将热量提升品位后先后与冷却塔空冷器换热及为用户供暖，达到节水节能的效果；例如，现有技术中提供一种冷却塔除雾与低温冷却回水余热品位提升的方法，该方法同样是利用冷却水回水的热量，经热泵提升热品质后，达到供生活或采暖用热并去除冷却塔排气中水蒸气节水除雾的目的；例如，现有技术中提出一种吸收式热泵处理设备形式，利用再冷器的辅助，保证吸收式热泵的有效运行，利用自然冷源和烟气自身热量，实现烟气的消白除雾及余热回收的效果。
[0004]但是，现有技术中主要是利用冷却水回水自身余热，一般不高于40℃，通过热泵取热先进行预冷，然后将热泵提升品位后的热量与冷却塔空冷器进行换热，加热混合空气实现除雾，均为针对冷却塔除雾设计，回收的热量品位不高，主要用于生活供暖或供热水。其中的热泵设备主要是利用烟气自身余热实现消白除湿，本质上与冷却塔除雾原理相同，且采用一类热泵的方法需要利用部分高温热源使得低温热源被提升为中温热源，牺牲了部分高品质热源，热泵提升品位后的热量与空冷直接换热，远不如热管换热效率高。现代化工工艺产品生产过程中，生产装置、循环水站、三废焚烧炉、冷冻水系统均为一体化配套建设，且生产过程中余热的形式多样，存在浪费情况。现代化工工艺产品生产过程中，生产装置、循环水站、三废焚烧炉、冷冻水系统均为一体化配套建设，且生产过程中余热的形式多样，存在浪费情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法、系统以及设备，能够通过制冷机组的控制系统配合凉水塔、焚烧炉自身的控制系统，实现烟气余热值、冷冻水温度、凉水塔除雾所需焓值变化时的调节控制功能，控制以满足除雾条件、制冷需求及烟气温度条件为目标。
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法、系统以及设备，能够通过计算远离露点所需焓值，对热管的规格进行选型，远离露点，达到节水除雾的目的。热管蒸发端在热泵发生器蒸发吸热，冷凝端在凉水塔顶部放热给混合空气加热，实现除雾。
[0007]本专利技术的目的之一在于提供一种热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法、系统以及设备，能够计算热泵发生器热负荷以及制冷负荷，由工艺要求及计算参数确定热泵的规格，减少烟气热量的浪费，实现余热利用制冷，节水节电，
[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法、系统以及设备，能够利用但不限于焚烧炉烟气余热，通过第二类吸收式热泵取热，提升余热品位后用于制冷机组的热源，制取工艺所需冷冻水。
[0009]本专利技术的目的之一在于提供一种热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法、系统以及设备，能够利用高效换热元件热管连接热泵及凉水塔的顶部空冷器，对混合空气加热实现节水除雾。
[0010]为了实现本专利技术的至少一个专利技术目的，本专利技术提供了一种热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法，所述热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法包括以下步骤：
[0011]监测并且读取焚烧炉运行参数，提取排放烟气正常运行下的出口温度T0以及最大负荷对应下的烟气出口温度T1，根据烟气工艺降温要求温度，建立可利用余热焓值计算模型，利用模拟计算工具或热量计算公式计算获得可利用余热焓值H0和H1；
[0012]获取计算得到的烟气的可利用余热焓值H0和H1，建立制冷负荷计算模型、能效系数计算模型以及制取冷冻水流量计算模型，计算得到第二类吸收式热泵的制冷负荷C0和C1、能效系数COP值及对应制取冷冻水的流量F0、F1；
[0013]获取制冷负荷计算模型、能效系数计算模型以及制取冷冻水流量计算模型中计算获得的各参数及所使用吸收工质物性确定第二类吸收式热泵的规格参数，由吸收工质物性及余热焓值确定制冷机组冷却水用量，热泵及制冷机组正常运行负荷对应余热焓值为H0时，最大运行负荷对应余热焓值为H1时；
[0014]监测凉水塔运行参数，提取凉水塔顶部混合空气温度数值，建立远离露点温度所需热值计算模型，计算凉水塔顶部混合空气的正常运行及最大负荷运行时温度AT0和AT1及远离其露点温度所需热值AH0和AH1；以及
[0015]获取远离露点温度所需热值计算模型中计算所得的各参数及可利用余热焓值计算模型中计算的烟气余热焓值，获得热管换热系数及对应规格参数。
[0016]其中，制冷负荷计算模型中，C0＝(q
mf
‑
q
md
)h4+q
md
h6‑
q
mf
h5，q
mf
是吸收器工质稀溶液流量，q
md
是吸收器内减压水蒸汽的流量，h4、h6、h5分别是工质浓溶液、水蒸汽、工质稀溶液的比焓。
[0017]在一些实施例中，其中能效系数计算模型中，COP＝Q
g
/H0，Q
g
为发生器热负荷。
[0018]在一些实施例中，其中能效系数计算模型中，发生器热负荷Q
g
的计算公式为：Q
g
＝(q
mf
‑
q
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法，其特征在于，所述热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法包括以下步骤：监测并且读取焚烧炉运行参数，提取排放烟气正常运行下的出口温度T0以及最大负荷对应下的烟气出口温度T1，根据烟气工艺降温要求温度，建立可利用余热焓值计算模型，利用模拟计算工具或热量计算公式计算获得可利用余热焓值H0和H1；获取计算得到的烟气的可利用余热焓值H0和H1，建立制冷负荷计算模型、能效系数计算模型以及制取冷冻水流量计算模型，计算得到第二类吸收式热泵的制冷负荷C0和C1、能效系数COP值及对应制取冷冻水的流量F0、F1；获取制冷负荷计算模型、能效系数计算模型以及制取冷冻水流量计算模型中计算获得的各参数及所使用吸收工质物性确定第二类吸收式热泵的规格参数，由吸收工质物性及余热焓值确定制冷机组冷却水用量，热泵及制冷机组正常运行负荷对应余热焓值为H0时，最大运行负荷对应余热焓值为H1时；监测凉水塔运行参数，提取凉水塔顶部混合空气温度数值，建立远离露点温度所需热值计算模型，计算凉水塔顶部混合空气的正常运行及最大负荷运行时温度AT0和AT1及远离其露点温度所需热值AH0和AH1；以及获取远离露点温度所需热值计算模型中计算所得的各参数及可利用余热焓值计算模型中计算的烟气余热焓值，获得热管换热系数及对应规格参数。其中，制冷负荷计算模型中，C0＝(q
mf
‑
q
md
)h4+q
md
h6‑
q
mf
h5，q
mf
是吸收器工质稀溶液流量，q
md
是吸收器内减压水蒸汽的流量，h4、h6、h5分别是工质浓溶液、水蒸汽、工质稀溶液的比焓。2.如权利要求1所述的热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法，其中能效系数计算模型中，COP＝Q
g
/H0，Q
g
为发生器热负荷。3.如权利要求2所述的热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法，其中能效系数计算模型中，发生器热负荷Q
g
的计算公式为：Q
g
＝(q
mf
‑
q
md
)h1+q
md
h3‑
q
mf
h2，q
mf
是发生器工质稀溶液流量，q
md
是发生器内蒸发水蒸汽的流量，h1、h3、h2分别是工质浓溶液、水蒸汽、工质稀溶液的比焓。4.如权利要求1所述的热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法，其中制取冷冻水流量计算模型中，冷冻水的流量F0的计算公式为：F0＝C0/q7，q7＝Cp
×△
T，Cp为冷冻水的比热，
△
T为冷冻水的换热温差。5.如权利要求1至4中任一所述的热管
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热泵余热制冷及节水除雾的控制方法，其中，在可利用余...

【专利技术属性】
技术研发人员：李想，朱占山，刘志龙，王伟峰，周慧萍，
申请(专利权)人：海澜智云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：