CN208253955U - 用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热媒水系统的技术领域，公开了用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，包括回水收集槽、太阳能热源、热泵、水箱和热交换模块，回水收集槽、热泵、水箱以及热交换模块通过供水管道依序连通，水箱与蒸汽管道连通；热交换模块通过回收管道与回水收集槽连通；太阳能热源加热后的水输入回水收集槽里，热泵通过回水收集槽取水，并将经加热后的高温热水注入水箱。当热泵和太阳能热源所产生的热量无法满足需求时，可启用蒸汽管道，通过蒸汽对水箱里的热水进行补热。这样，运用太阳能热源、热泵和蒸汽联合供热的方式，有效的降低了能耗，同时兼顾了系统的稳定性，解决了单一的供热方式无法兼顾节能降费与系统稳定性的需求的问题。

Description

用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统

技术领域

本实用新型涉及热媒水系统的技术领域，尤其是用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统。

背景技术

在石化储运系统的各项能耗中蒸汽的标煤消耗约占储运系统各项能耗的90％，而储罐和工艺管线的加热维温所用蒸汽量又占蒸汽总消耗量的近90％。因此，如果能够减少储罐和工艺管线加热维温所使用的蒸汽量，便可大幅降低企业标煤消耗量，同时缩减石化仓储企业能源方面的开支。现有技术中，主要通过以下三种供热形式对储罐和工艺管线进行加热维温：

(1)太阳能：作为公认的绿色能源，运行费用最低，即使在四类区域，每年依然能够有1400-2200小时的有效运行时间。然而其缺点也十分显著，能量供应情况完全依赖天气条件，无法根据工况进行调节。对于真空集热管型设备，仍按前文中每100kW集热管计算，系统内存水量约1吨，在夜间降温幅度可达30℃，造成能量的浪费。且太阳能充沛的季节基本集中在夏季，与系统供热需求不匹配，对于上海地区，3-4月份是供需匹配相对较好的时期。涂层老化导致的性能衰减是太阳能热源的另一缺陷，随着系统工作年限的提高，集热管的真空度逐渐降低，虽然寿命可长达15年，但通常8-10年便需要整体更换。

(2)热泵：节能效果显著，同样提供400kW热量，蒸汽加热方式需0.09吨标煤，而热泵耗电仅折合0.025吨标煤。鉴于水源热泵需要采水进行换热，存在一定政策风险，因此选择空气源热泵作为加热设备。虽然与太阳能存在类似的性能峰值与需求不匹配的情况，但在平均气温5度以上时均可保持COP在2以上，高性能的热泵机组还可兼具低温启动及高温出水功能，最低零下20℃启动，最高出水温度可达到85℃。只是热泵机组的初期投资较大，如果制热量按照最极端的工况进行配备，将会使投资回收期拉长，对企业也是一种资源的浪费。

(3)蒸汽：石化仓储企业中蒸汽除了用作伴热，还常用来蒸洗管道及储罐，因此难以完全弃用。使用汽水混合器可以较好的提升热水温度，并且还可以作为系统补水，同时免去传统补水环节中的了除氧过程。蒸汽可以作为热泵的补充，解决冬季极端工况下系统制热能力不足的问题，更好地保证了热水系统供热的稳定性。

以上三种供热形式，都有明显的优缺点，单独采取某单一的供热方式都无法兼顾节能降费与系统稳定性的需求。

实用新型内容

本实用新型提供的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，旨在解决现有技术中，单一的供热方式都无法兼顾节能降费与系统稳定性的需求的问题。

本实用新型是这样实现的，包括回水收集槽、太阳能热源、热泵、水箱和热交换模块，所述回水收集槽、热泵、水箱以及热交换模块通过供水管道依序连通，所述水箱与蒸汽管道连通；所述热交换模块通过回收管道与所述回水收集槽连通；所述太阳能热源设置有出水口，所述出水口通过出水管道与所述回水收集槽连通，所述出水管道上设置有第一水泵；所述热泵与所述回水收集槽之间的供水管道上设置有第二水泵，所述水箱与所述热交换模块之间的供水管道上设置有水泵组。

进一步地，所述太阳能热源设置有进水口，所述进水口通过进水管道与所述回水收集槽连通。

进一步地，所述水箱包括蓄水箱和加热水箱，所述加热水箱与所述热泵连通，所述蓄水箱与所述热交换模块连通，所述蓄水箱和所述加热水箱连通。

进一步地，所述热交换模块包括多个保温罐组和伴热管，所述伴热管与所述保温罐组并联连接。

进一步地，所述回收管道上设置有过滤器。

进一步地，所述蓄水箱设置有汽水混合器，所述蒸汽管道通过所述汽水混合器与所述蓄水箱连通。

进一步地，所述加热水箱设置有汽水混合器，所述蒸汽管道通过所述汽水混合器与所述加热水箱连通。

进一步地，所述热泵为复叠式空气热源泵。

进一步地，所述回水收集槽与去离子补充水管道连接。

与现有技术相比，本实用新型提供的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，包括回水收集槽、太阳能热源、热泵、水箱和热交换模块，回水收集槽、热泵、水箱以及热交换模块通过供水管道依序连通，水箱与蒸汽管道连通；热交换模块通过回收管道与回水收集槽连通；太阳能热源设置有出水口，出水口通过出水管道与回水收集槽连通，这样，可以将被太阳能热源加热后的水输入回水收集槽里。热泵通过回水收集槽取水，并将经加热后的高温热水注入水箱，水箱里的热水进入热交换模块后对储罐和工艺管线进行加热维温。当热泵和太阳能热源所产生的热量无法满足需求时，可启用蒸汽管道，通过蒸汽对水箱里的热水进行补热。这样，运用太阳能热源、热泵和蒸汽联合供热的方式，有效的降低了能耗，同时兼顾了系统的稳定性，减少了对蒸汽的依赖，解决了单一的供热方式都无法兼顾节能降费与系统稳定性的需求的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统的框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

本实用新型提供的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，包括回水收集槽、太阳能热源、热泵、水箱和热交换模块，回水收集槽、热泵、水箱以及热交换模块通过供水管道依序连通，水箱与蒸汽管道连通；热交换模块通过回收管道与回水收集槽连通，这样，进行热交换后的水通过回收管道进入到回水收集槽中循环利用，减少热量的损失；太阳能热源设置有出水口，出水口通过出水管道与回水收集槽连通，出水管道上设置有第一水泵，通过第一水泵可将被太阳能热源加热后的水泵到回水收集槽中；热泵与回水收集槽之间的供水管道上设置有第二水泵，通过第二水泵可将回水收集槽中的水泵到热泵中；水箱与热交换模块之间的供水管道上设置有水泵组，通过水泵组可将水箱中的热水泵到热交换模块中，实现对储罐和工艺管线的加热维温。

在系统运行过程中，被太阳能热源加热后的水不断被泵到回水收集槽中，热泵通过回水收集槽取水，并将经加热后的高温热水注入水箱，水箱里的热水进入热交换模块后对储罐和工艺管线进行加热维温。当热泵和太阳能热源所产生的热量无法满足需求时，可启用蒸汽管道，通过蒸汽对水箱里的热水进行补热。这样，运用太阳能热源、热泵和蒸汽联合供热的方式，有效的降低了能耗，同时兼顾了系统的稳定性，减少了对蒸汽的依赖，解决了单一的供热方式都无法兼顾节能降费与系统稳定性的需求的问题。

本实施例中，太阳能热源设置有进水口，该进水口通过进水管道与回水收集槽连通。这样，太阳能热源与回水收集槽之间形成以一个水循环，使得太阳能对回水收集槽里的水进行循环加热，且由于回水收集槽维持温度相对较低，可最大限度利用太阳能所产生的热量。

本实施例中，水箱包括蓄水箱和加热水箱，加热水箱与热泵连通，蓄水箱与热交换模块连通，蓄水箱和加热水箱连通，加热水箱与蓄水箱之间可通过高位溢流或底部连通管相连接。在蓄水箱中设置有水位感应器，当蓄水箱中的水温下降到临界点时，水位感应器会发出警报，提醒工作人员加大热水供应量，避免水泵组空转。

热交换模块包括多个保温罐组和伴热管，其中伴热管与保温罐组并联连接。各个保温管之间可以进行并联或者串联，如图一所示，1号、3号和7号罐组串联成一组，2号、4号、5号、6号和8号罐组串联成一组，分别进行加热维温。根据实际需要，各个罐组之间的连接方式可以灵活改变。此外，水泵组包括第三水泵和第四水泵，第三水泵与罐组连接，第四水泵与伴热管连接。

在回收管道上设置有过滤器，进行热交换后的水通过过滤器过滤后进入到回水收集槽中重新循环利用，通过设置过滤器，对水进行过滤，避免系统中的水的性能指标发生变化，使得系统运行更加稳定。

在蓄水箱上设置有汽水混合器，蒸汽管道通过汽水混合器与蓄水箱连通，当热泵和太阳能热源所产生的热量无法满足系统需求时，可启用蒸汽管道，通过蓄水箱上的汽水混合器对水进行补热。

在加热水箱设置有汽水混合器，蒸汽管道通过汽水混合器与加热水箱连通。根据实际需要，蓄水箱和加热水箱之间可选择其中一个设置汽水混合器，亦可均设置汽水混合器。

本实施例中，热泵为复叠式空气热源泵。通过复叠式空气热源泵的两级压缩机和喷气增焓的技术，能够实现最低环境温度零下20度启动，最高出水温度85度的高性能和COP1.7-3.5的高能效比，从而达到节能的目的。

本实施例中，回水收集槽与去离子补充水管道连接。在系统运行过程中，作为热媒的水会有一定的消耗，通过去离子补充水管道可将去离子水补充到回水收集槽中，实现补水的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，包括回水收集槽、太阳能热源、热泵、水箱和热交换模块，所述回水收集槽、热泵、水箱以及热交换模块通过供水管道依序连通，所述水箱与蒸汽管道连通；所述热交换模块通过回收管道与所述回水收集槽连通；所述太阳能热源设置有出水口，所述出水口通过出水管道与所述回水收集槽连通，所述出水管道上设置有第一水泵；所述热泵与所述回水收集槽之间的供水管道上设置有第二水泵，所述水箱与所述热交换模块之间的供水管道上设置有水泵组。

2.如权利要求1所述的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，所述太阳能热源设置有进水口，所述进水口通过进水管道与所述回水收集槽连通。

3.如权利要求1所述的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，所述水箱包括蓄水箱和加热水箱，所述加热水箱与所述热泵连通，所述蓄水箱与所述热交换模块连通，所述蓄水箱和所述加热水箱连通。

4.如权利要求1至3任一项所述的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，所述热交换模块包括多个保温罐组和伴热管，所述伴热管与所述保温罐组并联连接。

5.如权利要求1至3任一项所述的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，所述回收管道上设置有过滤器。

6.如权利要求3所述的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，所述蓄水箱设置有汽水混合器，所述蒸汽管道通过所述汽水混合器与所述蓄水箱连通。

7.如权利要求3所述的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，所述加热水箱设置有汽水混合器，所述蒸汽管道通过所述汽水混合器与所述加热水箱连通。

8.如权利要求1至3任一项所述的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，所述热泵为复叠式空气热源泵。

9.如权利要求1至3任一项所述的用于储罐加温、管道伴热的热媒水系统，其特征在于，所述回水收集槽与去离子补充水管道连接。