CN111351109A - 溴化锂热泵耦合太阳能的浮法玻璃余热回收供暖方法 - Google Patents
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Abstract
溴化锂热泵耦合太阳能的浮法玻璃余热回收供暖方法，属于供热余热回收与热量分配领域，属于供热余热回收与热量分配领域问题，第一热泵、第二热泵、第三热泵的冷凝器的冷端输入的24～26℃的中介水由第一分水器供给，由相变蓄热装置释放出其在蓄热模式中储存的热能，提高出水温度，使出水温度保持在设定温度；循环上述储水加热循环，直至模式改变；在三种模式下，所述的储水罐的入口连通集水器以对储水罐供水；检测温度低于设定阈值(24℃)则启用储水罐中的储水，在回水补热装置中，由高温换热水管中的储水与低温换热水管中的回水换热，提高回水的温度并使其能稳定在设定阈值(24℃)，效果是大大减少了电厂高温蒸汽的用量，又充分利用了浮法玻璃厂产生的低温热源。
Description
技术领域
本发明属于供热余热回收与热量分配领域，涉及一种溴化锂热泵耦合太阳能的浮法玻璃余热回收供暖方法。
背景技术
在近些年，随着我国城市供暖面积的增加及工业厂房生产线建设的加大，使得我国热力消费量快速增长，从供热方式上进行分析，目前我国居民采暖主要有以下几种方式：热电联产方式、中小型区域锅炉房集中供热、家用小型燃气热水炉、家庭燃煤炉等，其中热电联产方式是利用燃料的高品位热能发电后，将其低品位热能供热的综合利用能源技术。目前我国300万千瓦火力电厂的平均发电效率为33％，而热电厂供热时，发电效率可达20％，剩下的80％，热量中的70％以上可用于供热，10000千焦热量的燃料，采用热电联产方式，可产生2000千焦电力和7000千焦热量，而采用普通火力发电厂发电，此2000千焦电力需消耗6000千焦燃料，因此将热电联产方式产出的电力，按照普通电厂的发电效率，扣除其燃料消耗，剩余的4000千焦燃料可产生7000千焦热量。从这个意义上讲，则热电厂供热的效率为170％，约为中小型锅炉房供热效率的两倍。在条件允许时，应优先发展热电联产的采暖方式。在热电联产方式供热中，还是存在着一些问题，例如；一方面电厂高温蒸汽价格昂贵，另一方面，高温的蒸汽供暖管道中需要大量的保温材料来减少热量损失，在供暖温度较高的情况下，尽管使用较多的保温材料，还是会造成较大的热损耗。为此需找其他价格低廉产量大的工业废热等热源来代替电厂部分的高温蒸汽。而以浮法玻璃厂为代表的低温工业废热目前被白白抛弃掉，或者额外利用水电资源排放掉，将其丢弃十分可惜。
发明内容
为了解决将低温热源与高温热源混合换热，在供暖中，能够符合供暖需求，且降低高温热源的使用，实现中介水的自循环，热量被合理分配的问题，本发明提出如下技术方案：
一种溴化锂热泵耦合太阳能的浮法玻璃余热回收供暖方法，包括浮法玻璃余热回收方法、太阳能余热回收方法和溴化锂热泵供暖方法；
浮法玻璃车间产生的37～39℃的循环水由第一水管通入热池，对第二循环泵、第三循环泵加压，加压完毕，打开第八控制阀、第九控制阀、第十控制阀、第十一控制阀，关闭第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀，并打开第七控制阀，热池中的37～39℃的循环水被上水管的循环泵抽取，并被抽取到第一热泵、第二热泵、第三热泵中的蒸发器，作为蒸发器的热端输入，该37～39℃的循环水与冷凝器的冷端的24～26℃的中介水换热，换热后，冷凝器的热端输出33～35℃的中介水，蒸发器的冷端输出31～33℃的循环水并被供给至冷却塔，并由冷却塔冷却后排入冷池，冷池的循环水被第一循环泵加压，打开第二控制阀，冷池的循环水被输送至浮法玻璃车间作为浮法玻璃生产冷却水，当不需要换热时，打开第八控制阀、第九控制阀、第十控制阀、第十一控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第六控制阀，并关闭第七控制阀，热池中的37～39℃的循环水被上水管的循环泵抽取，并被直接抽取到冷却塔冷却，第一热泵、第二热泵、第三热泵的冷凝器的冷端输入的24～26℃的中介水由第一分水器供给，该第一分水器连接溴化锂热泵供暖装置的回水补热装置的低温换热水管的出口，以由其对浮法玻璃余热回收装置供应中介水，形成循环水利用，由回水补热装置的低温换热水管输出的换热水作为该24～26℃的中介水，从而形成浮法玻璃余热回收的中介水被太阳余热回收装置再加热；
所述太阳能余热回收方法，正常模式：当太阳能辐射强度相对适中时，即当日7：00至当日11：00与当日15：00至当日19：00时，打开第十五控制阀，关闭第十四控制阀，打开第十三控制阀，使储水罐中的水由储水罐的循环出口被第五循环泵抽取出，并由太阳能热水器对储水罐中的水加热，并经由安装有第十三控制阀的管路，将加热后的水直接被抽取至储水罐，由储水罐的循环水入口回流至储水罐；循环上述储水加热循环，直至模式改变或储水罐中的第二温度传感器的测量值达到设定阈值；
蓄能模式：当太阳能辐射强度相对过大时，即当日11：00至15：00时，打开第十五控制阀，关闭第十三控制阀，打开第十四控制阀，启动相变蓄热装置，使储水罐中的水由储水罐的循环出口被第五循环泵抽取出，并由太阳能热水器对储水罐中的水加热，并经由安装有相变蓄热装置的管路，由相变蓄热装置储存过多的热能，使出水温度保持在设定温度；循环上述储水加热循环，直至模式改变；
发热模式：当太阳能辐射强度相对不足时，即当日19：00至次日7：00时或第二温度传感器测量到半小时内水温持续低于40℃时；关闭第十三控制阀，打开第十四控制阀，启动相变蓄热装置，使储水罐中的水由储水罐的循环出口被第五循环泵抽取出，并由太阳能热水器对储水罐中的水加热，并经由安装有相变蓄热装置的管路，由相变蓄热装置释放出其在蓄热模式中储存的热能，提高出水温度，使出水温度保持在设定温度；循环上述储水加热循环，直至模式改变；在三种模式下，所述的储水罐的入口连通集水器以对储水罐供水；
所述溴化锂热泵供暖方法，电厂冷凝器引入管连通溴化锂热泵的高温换热段，并对其输送高温换热水(100℃)，高温换热段的出口连通低温换热段的入口，并对低温换热段输送高温换热后的低温换热水(65℃)，低温换热段的出口连接混水器的第一入口并对混水器输送低温换热水(45℃)，储水罐的出口连通混水器的第二入口并对混水器输送储存水(45℃)，低温换热水与储存水在混水器中混合形成混合水(45℃)，混水器的出口连接第四热泵的蒸发器的热端并对其输送混合水(45℃)，混合水(45℃)由第四热泵换热后(15℃)被第二分水器分水，第二分水器分出与热电联产装置输入的等量的水，并由电厂冷凝气回水管输送回电厂，其余的水被低温换热水管输送至回水补热装置作为回水，回水补热装置的第一温度传感器对回水的温度检测，检测温度低于设定阈值(24℃)则启用储水罐中的储水，在回水补热装置中，由高温换热水管中的储水与低温换热水管中的回水换热，提高回水的温度并使其能稳定在设定阈值(24℃)。
进一步的，溴化锂热泵的中温换热段连接第一输出管路，由高温换热段及低温换热段对中温换热段换热，由第四热泵的蒸发器段对冷凝器端换热，为换热热能分级输出。
有益效果：电厂冷凝水价格昂贵，而浮法玻璃水使用价格低廉，只使用电厂水作为溴化锂热泵的高温热源成本过高，获得了浮法玻璃余热的中介水作为低温热源，大幅度减低了电厂水的使用量，提高了经济效益，可以提供大量的低温热源与电厂提供的高温蒸汽耦合供热，在不影响供热效果的条件下，大大减少了电厂高温蒸汽的用量，又充分利用了浮法玻璃厂产生的低温热源，降低了供热成本，提高了经济效益。对实现节能减排目标有着积极作用。
附图说明
图1为本发明装置的管路连接图。
图2为本发明的电厂热电联产装置的管路连接图。
1.浮法玻璃车间，2.预备水箱，3.第一控制阀，4.第二控制阀，5.第一循环泵，6.冷却塔，7.第三控制阀，8.第四控制阀，9.第五控制阀，10.第六控制阀，11.第七控制阀，12.第八控制阀，13.第九控制阀，14.第十控制阀，15.第十一控制阀，16.第十二控制阀，17.第二循环泵，18.第三循环泵，19.溢水口，20.隔热层，21.冷池，22.热池，23.第一热泵，24.第二热泵，25.第三热泵，26.集水器，27.第四循环泵，28.第一分水器，
29.第十六控制阀，30.第七循环泵，31.回水补热装置，32.第一温度传感器，33.第二温度传感器，34.第五循环泵，35.相变蓄热装置，36.第十三控制阀，37.第十四控制阀，38.太阳能热水器，39.第十五控制阀，40.第十七控制阀，41.储水罐，42.溴化锂热泵，43.用户端管路，44.第四热泵，45.热电联产装置，46.混水器，47.分水阀，48.第二分水器，49.电厂冷凝气回水管，50.第六循环泵。
1-1.蒸汽热泵机组，1-2.第三溴化锂热泵机组，1-3.第二溴化锂热泵机组，1-4.第一溴化锂热泵机组，1-5.汽-水换热器，1-6.乏汽装置，1-7.蒸汽轮机。
具体实施方式
实施例1：一种集成多种余热耦合供暖系统，包括浮法玻璃余热回收装置、太阳能余热回收装置和溴化锂热泵供暖装置。
所述浮法玻璃余热回收装置，包括浮法玻璃车间(1)、热池(22)、冷池(21)、第二循环泵(17)、第十三循环泵(18)、两级控制阀、冷却塔(6)、热泵，浮法玻璃车间(1)的第一出水口由第一水管通入热池(22)，冷却塔(6)的入口连通上水管，冷却塔(6)的出口管路通入冷池(21)，上水管安装两级控制阀及循环泵，上水管通入热池(22)，循环泵设置在上水管的热池(22)与两级控制阀之间的位置处，两级控制阀的阀间由所述上水管连通，且位于该部分的上水管连通分支水管，所述分支水管由管路连接热泵，且位于该部分的管路安装有第七控制阀(11)。
热泵包括三组，即热泵23、热泵24和热泵25，各热泵(23、24、25)的蒸发器的热端输入为分支水管，热泵的蒸发器的冷端输出连接冷却塔(6)。热泵的蒸发器的冷端输出与冷却塔(6)之间的连通管路设置有第十二控制阀(16)。热泵(23、24、25)的冷凝器的热端输出为集水器(26)，所述集水器(26)的前端管路安装第四循环泵(27)，所述第四循环泵(27)的前端其连通于太阳能余热回收装置的储水罐(41)的入口，热泵(23、24、25)的冷凝器的冷端输入为第一分水器(28)，第一分水器(28)连接溴化锂热泵供暖装置的回水补热装置(31)的低温换热水管的出口，以由其对浮法玻璃余热回收装置供应中介水，形成循环水利用。
所述的冷却塔(6)的入口至少并联两路所述上水管，每一路上水管上安装一组控制阀组，每组控制阀组至少包括两路并联的两级控制阀，各路两级控制阀的阀间由所述上水管连通，且位于该部分的上水管连通分支水管，所述分支水管由管路并联接通多路热泵，且位于该部分的管路安装有第七控制阀(11)。具体的，所述上水管包括并联的第一路上水管和第二路上水管，第一路上水管安装第一组控制阀组，第一组控制阀组包括并联的第一路两级控制阀和第二路两级控制阀，第一路两级控制阀包括第八控制阀(12)和第三控制阀(7)，第二路两级控制阀包括第九控制阀(13)和第四控制阀(8)；第二路上水管安装第二组控制阀组，第二组控制阀组包括并联的第一路两级控制阀和第二路两级控制阀，第一路两级控制阀包括第十控制阀(14)和第五控制阀(9)，第二路两级控制阀包括第十一控制阀(15)和第六控制阀(10)；所述热泵包括第一热泵(23)、第二热泵(24)和第三热泵(25)。
浮法玻璃余热回收装置，还包括预备水箱(2)，所述预备水箱(2)的出水管通入冷池(21)，浮法玻璃车间(1)的第二出水口连通第二水管，第二出水管与预备水箱(2)的出水管连通，第二水管两侧的所述出水管，一侧安装第一控制阀(3)，另一侧安装第二控制阀(4)，第二控制阀(4)下游的出水管上安装第一循环泵(5)。所述热池(22)与冷池(21)之间由隔热层(20)分隔，且在隔热层(20)上设置连通两池的溢水口(19)。
上述装置的执行方法如下：一种浮法玻璃余热回收方法，浮法玻璃车间(1)产生的37～39℃的循环水由第一水管通入热池(22)，对第二循环泵(17)、第三循环泵(18)加压，加压完毕，打开第八控制阀(12)、第九控制阀(13)、第十控制阀(14)、第十一控制阀(15)，关闭第三控制阀(7)、第四控制阀(8)、第五控制阀(9)、第六控制阀(10)，并打开第七控制阀(11)，热池(22)中的37～39℃的循环水被上水管的循环泵抽取，并被抽取到第一热泵(23)、第二热泵(24)、第三热泵(25)中的蒸发器，作为蒸发器的热端输入，该37～39℃的循环水与冷凝器的冷端的24～26℃的中介水换热，换热后，冷凝器的热端输出33～35℃的中介水，蒸发器的冷端输出31～33℃的循环水并被供给至冷却塔(6)，并由冷却塔(6)冷却后排入冷池(21)，冷池(21)的循环水被第一循环泵(5)加压，打开第二控制阀(4)，冷池(21)的循环水被输送至浮法玻璃车间(1)作为浮法玻璃生产冷却水，当不需要换热时，打开第八控制阀(12)、第九控制阀(13)、第十控制阀(14)、第十一控制阀(15)、第三控制阀(7)、第四控制阀(8)、第五控制阀(9)、第六控制阀(10)，并关闭第七控制阀(11)，热池(22)中的37～39℃的循环水被上水管的循环泵抽取，并被直接抽取到冷却塔(6)冷却。蒸发器的冷端输出约31～33℃的循环水并供给至冷却塔(6)，工艺流程生产中冷却水温度要求为20～30℃，即冷池(21)中的水温应保持在20～30℃相对稳定的温度环境，若蒸发器冷端输出循环水温度高于30℃时，则由冷却塔(6)冷却后排入冷池(21)，若蒸发器冷端输出循环水温度低于30℃时，则直接经由冷却塔(6)排入冷池(21)。
第一热泵(23)、第二热泵(24)、第三热泵(25)的冷凝器的热端输出33～35℃的中介水被集水器(26)收集。所述集水器的前端的管路安装用于抽取集水器(26)中的中介水的第四循环泵(27)，第四循环泵前端连接太阳能余热回收装置的储水罐(41)。第一热泵(23)、第二热泵(24)、第三热泵(25)的冷凝器的冷端输入的24～26℃的中介水由第一分水器(28)供给，该第一分水器(28)连接溴化锂热泵供暖装置的回水补热装置的低温换热水管的出口，以由其对浮法玻璃余热回收装置供应中介水，形成循环水利用，由回水补热装置的低温换热水管输出的换热水作为该24～26℃的中介水，从而形成浮法玻璃余热回收的中介水被太阳能余热回收装置再加热，并在溴化锂热泵供暖装置将该部分热量与电厂的高温热水一并换热给用户管路，将浮法玻璃余热和太阳能余热作为如供暖热源，并将换热后的具有相对稳定低温的中介水用于热泵机组的冷凝器端的冷端输出，循环参与换热，对水量和热量均起到节约的作用。
在断电的状态下，第二控制阀(4)关闭，第一控制阀(3)开启，预备水箱(2)中的水能为浮法玻璃车间(1)提供15分钟的冷却水。所述热池(22)与冷池(21)之间由隔热层(20)分隔，且在隔热层(20)上设置连通两池的溢水口(19)，在热池(22)或冷池(21)中的水过多并超过溢水口(19)而进入对应的池中，使得不因单独池中因存水过多导致水由池中直接溢出。
所述太阳能余热回收装置，包括太阳能热水器(38)、相变蓄热装置(35)、储水罐(41)、第二温度传感器(33)、第五循环泵(34)、第十三控制阀(36)、第十四控制阀(37)、第十五控制阀(39)，储水罐(41)的循环出口与太阳能热水器(38)间由管路连接，并在该管路段设置第十五控制阀(39)，太阳能热水器(38)的出水管分支两路并联水管，一路水管上设置第十三控制阀(36)，并与所述第五循环泵(34)连接，另一路水管上设置第十四控制阀(37)，并与相变蓄热装置(35)连接，由相变蓄热装置(35)连接所述第五循环泵(34)，第五循环泵(34)的出口连接储水罐(41)的循环入口。储水罐(41)的入口与集水器(26)连接，该集水器(26)即为浮法玻璃余热回收装置的集水器(26)，所述的集水器(26)与浮法玻璃余热回收装置的三组热泵的冷凝器的高温输出端连接。
储水罐(41)的出口连通溴化锂热泵供暖装置的混水器(46)的第二入口，连通管路上设置有第十七控制阀(40)，用于控制太阳能余热回收装置向溴化锂热泵供暖装置供给储水的水量和速度。
热电联产装置(45)其连接于电厂，其中的蒸汽温度约为100℃，所述储水罐(41)中输出的水的温度约为45℃，第二温度传感器(33)安装在储水罐(41)内以对储水温度测量。
上述装置的执行方法如下：太阳能余热回收方法，
正常模式：当太阳能辐射强度相对适中时，即当日7：00至当日11：00与当日15：00至当日19：00时，打开第十五控制阀(39)，关闭第十四控制阀(37)，打开第十三控制阀(36)，使储水罐(41)中的水由储水罐(41)的循环出口被第五循环泵(34)抽取出，并由太阳能热水器(38)对储水罐(41)中的水加热，并经由安装有第十三控制阀(36)的管路，将加热后的水直接被抽取至储水罐(41)，由储水罐(41)的循环水入口回流至储水罐(41)；循环上述储水加热循环，直至模式改变或储水罐(41)中的第二温度传感器(33)的测量值达到设定阈值；
蓄能模式：当太阳能辐射强度相对过大时，即当日11：00至15：00时，打开第十五控制阀(39)，关闭第十三控制阀(36)，打开第十四控制阀(37)，启动相变蓄热装置(35)，使储水罐(41)中的水由储水罐(41)的循环出口被第五循环泵(34)抽取出，并由太阳能热水器(38)对储水罐(41)中的水加热，并经由安装有相变蓄热装置(35)的管路，由相变蓄热装置(35)储存过多的热能，使出水温度保持在设定温度；循环上述储水加热循环，直至模式改变；
发热模式：当太阳能辐射强度相对不足时，即当日19：00至次日7：00时或第二温度传感器(33)测量到半小时内水温持续低于40℃时；关闭第十三控制阀(36)，打开第十四控制阀(37)，启动相变蓄热装置(35)，使储水罐(41)中的水由储水罐(41)的循环出口被第五循环泵(34)抽取出，并由太阳能热水器(38)对储水罐(41)中的水加热，并经由安装有相变蓄热装置(35)的管路，由相变蓄热装置(35)释放出其在蓄热模式中储存的热能，提高出水温度，使出水温度保持在设定温度；循环上述储水加热循环，直至模式改变。
在该三种模式下，所述的储水罐(41)的入口连通集水器(26)以对储水罐(41)供水。所述储水罐(41)的出口连通溴化锂热泵(42)的混水器(46)，并对其输送存储水，存储水的温度是45℃。
溴化锂热泵供暖装置，包括溴化锂热泵(42)、第四热泵(44)、混水器(46)、第二分水器(48)及回水补热装置(31)；所述的溴化锂热泵(42)包括高温换热段、低温换热段、中温换热段，所述的混水器(46)包括第一入口、第二入口及出口，所述回水补热装置(31)包括低温换热水管、高温换热水管及第一温度传感器(32)；第四热泵(44)的冷凝器连接第二输出管路；所述的高温换热段的入口连接热电联产装置(45)，高温换热段的出口连接低温换热段的入口，低温换热段的出口连接混水器(46)的第一入口，储水罐(41)的出口连通混水器(46)的第二入口，混水器(46)的出口连接第四热泵(44)的蒸发器的热端，蒸发器的冷端连接第二分水器(48)，所述的第二分水器(48)安装双向的分水阀(47)，分水阀(47)的一个出口连接电厂冷凝气回水管(45)，分水阀(47)的另一个出口连接回水补热装置(31)的低温换热水管的入口，低温换热水管的出口连接第一分水器(28)，所述回水补热装置(31)的高温换热水管与储水罐(41)连通；溴化锂热泵(42)的中温换热段连接第一输出管路，第四热泵(44)的冷凝器端连接第二输出管路。
所述的分水阀(47)的出口与低温换热水管入口连接的管路中安装有第六循环泵(50)。回水补热装置(31)的高温换热水管的入水管安装第七循环泵(30)，其出水管安装第十六控制阀(29)，且高温换热水管的入水管连接储水罐(41)的换热循环出口，高温换热水管的出水管连接储水罐(41)的换热循环入口。低温换热水管的出口连接第一分水器(28)且第一分水器(28)连接在热泵(23、24、25)的冷凝器的冷端。所述的第一输出管路、第二输出管路连接用户端管路，且为换热热能分级输出。所述的用户端管路是供热管路。所述热电联产装置(45)其连接于电厂，其中的蒸汽温度约为100℃，所述储水罐(41)中输出的水的温度约为45℃，溴化锂热泵(42)的高温换热段的输入温度约为100℃，输出温度约为65℃，低温换热段的输入温度约为65℃，输出温度约为45℃，中温换热段的输出温度约为60℃；混水器(46)混水的输出温度为45℃，热泵蒸发器的热端输入为45℃，冷端输出为15℃，冷凝器的热端输出的温度约为45℃，低温换热水管的出水温度为25℃。由上述，溴化锂热泵供暖装置对存储水、用户端和电厂水之间进行了换热，将高温电厂水和存储水的热量供给用户端，即通过溴化锂热泵、第四热泵完成换热，并将换热后的低温水分别返回电厂和第一分水器，使得换热后的低温水继续参与循环，不仅完成了高温热量和低温热量的一并输出，还将水被循环利用，实现了水源和热量的节约和充分使用。而为了能够将低温水直接适用于溴化锂热泵使用，在浮法玻璃余热回收装置和溴化锂热泵供暖装置之间增加太阳能余热回收装置，以清洁能源补充部分热量，并且，在中介水的循环利用中，还增加了回水补热装置，使得该水源作为中介水通过溴化锂热泵供暖装置而形成的低温水，可以直接被浮法玻璃余热回收装置使用，作出前置加温换热，同样使用清洁太阳能源与其换热，使得太阳能余热回收装置成为了中介水被循环使用的促进补热装置，从而满足循环要求。
上述装置的执行方法如下，电厂冷凝器引入管连通溴化锂热泵(42)的高温换热段，并对其输送高温换热水(100℃)，高温换热段的出口连通低温换热段的入口，并对低温换热段输送高温换热后的低温换热水(65℃)，低温换热段的出口连接混水器(46)的第一入口并对混水器(46)输送低温换热水(45℃)，储水罐(41)的出口连通混水器(46)的第二入口并对混水器(46)输送储存水(45℃)，低温换热水与储存水在混水器(46)中混合形成混合水(45℃)，混水器(46)的出口连接第四热泵(44)的蒸发器的热端并对其输送混合水(45℃)，混合水(45℃)由第四热泵(44)换热后(15℃)被第二分水器(48)分水，第二分水器(48)分出与热电联产装置(45)输入的等量的水，并由电厂冷凝气回水管(49)输送回电厂，其余的水被低温换热水管输送至回水补热装置(31)作为回水，回水补热装置(31)的第一温度传感器(32)对回水的温度检测，检测温度低于设定阈值(24℃)则启用储水罐(41)中的储水，在回水补热装置(31)中，由高温换热水管中的储水与低温换热水管中的回水换热，提高回水的温度并使其能稳定在设定阈值(24℃)。
溴化锂热泵(42)的中温换热段连接第一输出管路(输入温度45℃)，由高温换热段及低温换热段对中温换热段换热(输出温度60℃)，由第四热泵(44)的蒸发器段对冷凝器端换热(输出温度45℃，输入温度25℃)，为换热热能分级输出。温度稳定在设定阈值的回水由低温换热水管被输送至第一分水器28以对回水再使用。所述的客户端是用户供暖管路。第一分水器(28)接收的回水(25℃)，其输送至第一热泵(23)、第二热泵(24)、第三热泵(25)的冷凝器冷端作为中介水。高温换热水是100℃，低温换热水是45℃，中温换热段输出中温水是65℃，低温水是45℃；经高温换热段换热后的换热水是65℃，低温换热水管输出中温水是45℃，经高温换热水管换热后的换热水是28～32℃，冷凝水是5℃，冷凝器的热端输出低温水是34～36℃。
上述方案中所述的电厂热电联产装置，包括乏汽装置(1-6)、蒸汽轮机(1-7)、蒸汽热泵机组(1-1)、第三溴化锂热泵机组(1-2)、第二溴化锂热泵机组(1-3)、第一溴化锂热泵机组(1-4)，各溴化锂热泵机组包括高温热源、低温热源和中温热源，所述的乏汽装置(1-6)的换热管路并行连通蒸汽热泵机组(1-1)的蒸发器及各溴化锂热泵机组的低温热源，所述蒸汽轮机(1-7)的换热管路并行连通各溴化锂热泵机组的高温热源，冷凝器的高温出水口连接第一溴化锂热泵机组(1-4)的中温热源的入口连通，第一溴化锂热泵机组(1-4)的出口与第二溴化锂热泵机组(1-3)的中温热源的入口连通，第二溴化锂热泵机组(1-3)的中温热源的出口与第三溴化锂热泵机组(1-2)的中温热源的入口连通。
乏汽装置(1-6)的入口连接入口管，其出口连接出口管，入口管、出口管并行排列，入口管连通第一溴化锂热泵机组(1-4)的低温热源的出口，出口管连通第一溴化锂热泵机组(1-4)的低温热源的入口，第二溴化锂热泵机组(1-3)的低温热源的入口并联接入所述出口管，其出口并联接入所述入口管，第三溴化锂热泵机组(1-2)的低温热源的入口并联接入所述出口管，其出口并联接入所述入口管，蒸汽热泵机组(1-1)的蒸发器的入口连接出口管，蒸汽热泵机组(1-1)的蒸发器的出口连接入口管；蒸汽轮机(1-7)的入口连接入口管，其出口连接出口管，入口管、出口管并行排列，入口管连通汽-水换热器(1-5)的汽出口，出口管连通汽-水换热器(1-5)的汽入口，第一溴化锂热泵机组(1-4)的高温热源的入口并联接入所述出口管，其出口并联接入所述入口管，第二溴化锂热泵机组(1-3)的高温热源的入口并联接入所述出口管，其出口并联接入所述入口管，第三溴化锂热泵机组(1-2)的高温热源的入口并联接入所述出口管，其出口并联接入所述入口管，蒸汽热泵机组(1-1)的蒸发器的入口连接出口管，蒸汽热泵机组(1-1)的蒸发器的出口连接入口管。
所述的蒸汽热泵机组(1-1)的冷凝器的低温进水口连接进水管道(5度左右)。
所述的第三溴化锂热泵机组(1-2)的低温热源还连接进水管道(25度左右)。
上述电厂热电联产装置的执行方法：5℃左右的电厂水进入蒸汽热泵机组(1-1)的冷凝器的冷水入口，由乏汽装置(1-6)产生的乏汽水在蒸汽热泵机组(1-1)的蒸发器端与蒸汽热泵机组(1-1)的冷凝器端的5℃左右的电厂水换热，由蒸汽热泵机组(1-1)的冷凝器端输出30℃左右的一级换热水，一级换热水进入第一溴化锂热泵机组(1-4)的中温热源并作为其进水；乏汽装置(1-6)产生的乏汽水进入第一溴化锂热泵机组(1-4)作为低温热源，蒸汽轮机(1-7)产生的100℃的高温蒸汽进入第一溴化锂热泵机组(1-4)作为高温热源，第一溴化锂热泵机组(1-4)的中温热源的出水50℃左右的二级换热水；乏汽装置(1-6)产生的乏汽水进入第二溴化锂热泵机组(1-3)作为低温热源，蒸汽轮机(1-7)产生的高温蒸汽进入第二溴化锂热泵机组(1-3)作为高温热源，第二溴化锂热泵机组(1-3)的中温热源的出水70℃左右的三级换热水；乏汽装置(1-6)产生的乏汽水进入第三溴化锂热泵机组(1-2)作为低温热源，蒸汽轮机(1-7)产生的高温蒸汽进入第三溴化锂热泵机组(1-2)作为高温热源，第三溴化锂热泵机组(1-2)的中温热源的出水90℃左右的四级换热水，四级换热水进入汽-水换热器(1-5)并与蒸汽轮机(1-7)产生的高温蒸汽换热，由汽-水换热器(1-5)输出100℃的热水。
从热电联产装置45引入电厂100℃左右的高温蒸汽通过溴化锂热泵42与末端供热管线43换热(温度先降到65℃左右，再降到45℃左右)，出水在混水器46与太阳能余热回收装置的出水混水，使温度达到45℃左右，混水后的水进入第四热泵44与末端供热管线43换热，换热后15℃的水经过第二分水器48，第二分水器48分出与热电联产装置输入等量的水通过电厂冷凝气回水管49输回电厂，其他输向分水器28。末端供热管线出水水温在34～36℃，回水水温在44～46℃。在太阳能余热回收装置处于发热模式时，第二温度传感器33测量水温在一定时间处于较低温度，使溴化锂热泵增大进水量，提高溴化锂热泵末级出水温度至60℃左右，使混水后温度仍维持在45℃左右。因为电厂的供热水与中介循环水都很洁净且本装置只是使用两者所携带的低温废热，所以两者可以混合使用，并且因为利用了大量浮法玻璃车间不使用的低温废热从而大幅度减少电厂高温水的使用量降低了电厂负荷和运行成本，提高了供暖面积。该系统特别适合在电厂低负荷运行，冷凝水产量不足时使用。
在冬季供暖期间，按照上述方式运行，在非供暖期间，关闭第十二控制阀16和第七控制阀11，浮法玻璃热池22中的37～39℃的水在冷却塔6中冷却到31～33℃再送入冷池21中且冷却塔可以通过开关第三控制阀7、第四控制阀8、第五控制阀9、第六控制阀10、第八控制阀12、第九控制阀13、第十控制阀14、第十一控制阀15进行控制调节。
在价格方面电厂冷凝水价格昂贵，而浮法玻璃水使用价格低廉，只使用电厂水作为溴化锂热泵的高温热源，获得了浮法玻璃余热的中介水作为低温热源。大幅度减低了电厂水的使用量，提高了经济效益。电厂水与从浮法玻璃余热回收得到的中介水未混合，电厂水清洁，中介水因为管道过长可能含有杂质，但仍然是清洁的，可能会污染电厂水，不混水的使用方式会保障了系统的可靠性。系统整体使用三套供热装置，大幅提高了供热的可靠性，保障了供暖稳定这一重要的民生问题。
本实施例提供的是一种电厂高温蒸汽与浮法玻璃厂产生的低温余热耦合联合供热系统，既可以满足供热需求又减少了电厂高温蒸汽的使用，大幅降低供暖成本。
浮法玻璃厂区内修建换热机房，在冬季将浮法玻璃厂区冷却塔循环水当中的工业废热(38℃)通过换热器降温至32℃，将中介水的温度由25℃提升至35℃，换热后使温度降低到31～33℃，输送回浮法玻璃换热机房，这样就得到了大量的低温热源。而利用浮法玻璃产生的低温余热有以下优势：
不改变暖通系统：只在冷却塔管线部分做改造，不影响其他系统。
不增加电力运行费用：在厂区内增加换热器机房，供暖季冷却塔不运行，节省电费。
不增减对方设备：不取消冷却塔，非供暖季还可继续使用，不影响其他设备。
不改变工作温度：换热器换热后温度仍保持在32℃，不影响使用要求，不增加能耗。
采用上述方案，不改变工厂原有运行条件、不增加电力消耗量、不影响产品产量的情况下，可回收大量余热。本实施例的技术方案可以提供大量的低温热源与电厂提供的高温蒸汽耦合供热，在不影响供热效果的条件下，大大减少了电厂高温蒸汽的用量，又充分利用了浮法玻璃厂产生的低温热源，降低了供热成本，提高了经济效益。因此，本发明对实现节能减排目标有着不可低估的作用。
在一种实施例中，本申请中的任意的温度，使用该温度的左右或约或等同的非精确表示对该温度限定，如45℃左右或约45℃，则表示该温度的±1度的区间，即表示示例的44～46℃，具体温度数值则直接表示其数值温度，然而在一种进一步优化的实施例中，对于本申请中涉及的温度的直接数值表示，理解为是其温度的±1度的区间，如换热为45度出水，表示示例的44～46℃，除了具有必须由该数值表示的除外，例如，100℃的热水。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种溴化锂热泵耦合太阳能的浮法玻璃余热回收供暖方法，其特征在于，包括浮法玻璃余热回收方法、太阳能余热回收方法和溴化锂热泵供暖方法；
浮法玻璃车间(1)产生的37～39℃的循环水由第一水管通入热池(22)，对第二循环泵(17)、第三循环泵(18)加压，加压完毕，打开第八控制阀(12)、第九控制阀(13)、第十控制阀(14)、第十一控制阀(15)，关闭第三控制阀(7)、第四控制阀(8)、第五控制阀(9)、第六控制阀(10)，并打开第七控制阀(11)，热池(22)中的37～39℃的循环水被上水管的循环泵抽取，并被抽取到第一热泵(23)、第二热泵(24)、第三热泵(25)中的蒸发器，作为蒸发器的热端输入，该37～39℃的循环水与冷凝器的冷端的24～26℃的中介水换热，换热后，冷凝器的热端输出33～35℃的中介水，蒸发器的冷端输出31～33℃的循环水并被供给至冷却塔(6)，并由冷却塔(6)冷却后排入冷池(21)，冷池(21)的循环水被第一循环泵(5)加压，打开第二控制阀(4)，冷池(21)的循环水被输送至浮法玻璃车间(1)作为浮法玻璃生产冷却水，当不需要换热时，打开第八控制阀(12)、第九控制阀(13)、第十控制阀(14)、第十一控制阀(15)、第三控制阀(7)、第四控制阀(8)、第五控制阀(9)、第六控制阀(10)，并关闭第七控制阀(11)，热池(22)中的37～39℃的循环水被上水管的循环泵抽取，并被直接抽取到冷却塔(6)冷却，第一热泵(23)、第二热泵(24)、第三热泵(25)的冷凝器的冷端输入的24～26℃的中介水由第一分水器(28)供给，该第一分水器(28)连接溴化锂热泵供暖装置的回水补热装置的低温换热水管的出口，以由其对浮法玻璃余热回收装置供应中介水，形成循环水利用，由回水补热装置的低温换热水管输出的换热水作为该24～26℃的中介水，从而形成浮法玻璃余热回收的中介水被太阳余热回收装置再加热；
所述太阳能余热回收方法，正常模式：当太阳能辐射强度相对适中时，即当日7：00至当日11：00与当日15：00至当日19：00时，打开第十五控制阀(39)，关闭第十四控制阀(37)，打开第十三控制阀(36)，使储水罐(41)中的水由储水罐(41)的循环出口被第五循环泵(34)抽取出，并由太阳能热水器(38)对储水罐(41)中的水加热，并经由安装有第十三控制阀(36)的管路，将加热后的水直接被抽取至储水罐(41)，由储水罐(41)的循环水入口回流至储水罐(41)；循环上述储水加热循环，直至模式改变或储水罐(41)中的第二温度传感器(33)的测量值达到设定阈值；
蓄能模式：当太阳能辐射强度相对过大时，即当日11：00至15：00时，打开第十五控制阀(39)，关闭第十三控制阀(36)，打开第十四控制阀(37)，启动相变蓄热装置(35)，使储水罐(41)中的水由储水罐(41)的循环出口被第五循环泵(34)抽取出，并由太阳能热水器(38)对储水罐(41)中的水加热，并经由安装有相变蓄热装置(35)的管路，由相变蓄热装置(35)储存过多的热能，使出水温度保持在设定温度；循环上述储水加热循环，直至模式改变；
发热模式：当太阳能辐射强度相对不足时，即当日19：00至次日7：00时或第二温度传感器(33)测量到半小时内水温持续低于40℃时；关闭第十三控制阀(36)，打开第十四控制阀(37)，启动相变蓄热装置(35)，使储水罐(41)中的水由储水罐(41)的循环出口被第五循环泵(34)抽取出，并由太阳能热水器(38)对储水罐(41)中的水加热，并经由安装有相变蓄热装置(35)的管路，由相变蓄热装置(35)释放出其在蓄热模式中储存的热能，提高出水温度，使出水温度保持在设定温度；循环上述储水加热循环，直至模式改变；在三种模式下，所述的储水罐(41)的入口连通集水器(26)以对储水罐(41)供水；
所述溴化锂热泵供暖方法，电厂冷凝器引入管连通溴化锂热泵(42)的高温换热段，并对其输送高温换热水，高温换热段的出口连通低温换热段的入口，并对低温换热段输送高温换热后的低温换热水，低温换热段的出口连接混水器(46)的第一入口并对混水器(46)输送低温换热水，储水罐(41)的出口连通混水器(46)的第二入口并对混水器(46)输送储存水，低温换热水与储存水在混水器(46)中混合形成混合水，混水器(46)的出口连接第四热泵(44)的蒸发器的热端并对其输送混合水，混合水由第四热泵(44)换热后被第二分水器(48)分水，第二分水器(48)分出与热电联产装置(45)输入的等量的水，并由电厂冷凝气回水管(49)输送回电厂，其余的水被低温换热水管输送至回水补热装置(31)作为回水，回水补热装置(31)的第一温度传感器(32)对回水的温度检测，检测温度低于设定阈值则启用储水罐(41)中的储水，在回水补热装置(31)中，由高温换热水管中的储水与低温换热水管中的回水换热，提高回水的温度并使其能稳定在设定阈值。
2.如权利要求1所述的溴化锂热泵(42)供暖方法，其特征在于，溴化锂热泵(42)的中温换热段连接第一输出管路，由高温换热段及低温换热段对中温换热段换热，由第四热泵(44)的蒸发器段对冷凝器端换热，为换热热能分级输出。
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2018
- 2018-12-20 CN CN201811565701.4A patent/CN111351109A/zh active Pending
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