|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] Способ для соединения первого требующего нагревания производственного процесса со вторым требующим охлаждения производственным процессом, при этом первый контур для восстановления энергии (1) от первого производственного процесса передает теплоту второму контуру для производства холода (2) для второго производственного процесса, при этом в первом контуре для восстановления энергии (1) энергоноситель является двойной смесью воды и аммиака, которая имеет две фазы и сжимается компрессором (7), в особенности пригодным для сжатия двухфазной текучей среды, таким как компрессор с ротором Лисхольма или оборудованным лопастями, посредством которого вся или часть жидкой фазы испаряется в результате сжатия, так что перегревание не имеет место и должна быть подана меньшая рабочая энергия. 
Полный текст патента
[RU] (57) Реферат / Формула:
Способ для соединения первого требующего нагревания производственного процесса со вторым требующим охлаждения производственным процессом, при этом первый контур для восстановления энергии (1) от первого производственного процесса передает теплоту второму контуру для производства холода (2) для второго производственного процесса, при этом в первом контуре для восстановления энергии (1) энергоноситель является двойной смесью воды и аммиака, которая имеет две фазы и сжимается компрессором (7), в особенности пригодным для сжатия двухфазной текучей среды, таким как компрессор с ротором Лисхольма или оборудованным лопастями, посредством которого вся или часть жидкой фазы испаряется в результате сжатия, так что перегревание не имеет место и должна быть подана меньшая рабочая энергия.
Устройство для энергосбережения
Данное изобретение касается устройства для энергосбережения и способа, посредством которого такое устройство применяется в производственных процессах.
Более конкретно, изобретение предназначено для восстановления энергии за счет соединения требующего нагревания производственного процесса с требующим охлаждения производственным процессом.
Известно, что много производственных процессов требуют нагревания. Примером является процесс, посредством которого французский жареный картофель жарят в растительном масле при температуре 180°С.
Также известно, что многие производственные процессы требуют охлавдения. Примером является замораживание предварительно жареного французского картофеля при температуре -33 °С.
Традиционно много энергии теряется в требующем нагревания производственном процессе из-за охлаждения и выделения теплоты в атмосферу. В процессе, в котором картофель жарится как французский жареный картофель или картофельные чипсы, например, при жарении испаряется вода, присутствующая в картофеле, и пар и образующиеся масляные испарения охлаждаются на воздухе так, что тепловая энергия выделяется в атмосферу.
Для того чтобы полностью или частично использовать эту тепловую энергию, как известно, теплота этих испарений должна обмениваться с другой средой, гак чтобы вода и масло в испарениях конденсировались. Также известно, что в случае, когда другая среда является водой, при этом может быть получена горячая вода.
Сжатая двойная среда затем направляется через теплообменник, который действует как нагревающая установка для масла, используемого для жарки, которое все еще подогревается, то есть для охлажденного масла для жарки из жаровни и нового масла для жарки, которое восполняет потерю масла для жарки, при этом часть тепловой энергии от сжатой двойной среды выделяется к. охлажденному или новому маслу для жарки таким образом, что эта двойная среда полностью или частично конденсируется.
Затем полностью или частично конденсированная двойная среда расширяется в расширителе, при этом генерируется электрическая энергия. Поток жидкости, который покидает расширитель, является потоком, который включает две фазы (жидкость и пар), поток традиционно возвращается к конденсирующему устройству, где пар конденсируется в жидкость и при этом контур восстановления энергии замыкается.
Также в производственном процессе требуется охлаждение до температур морозильника (приблизительно -30°С), часть энергии, которая должна поставляться, чтобы обеспечить замораживание, не восстанавливается посредством расширителя, который производит электричество, но восстанавливается посредством редукционного клапана, который снижает давление, чтобы создать холод согласно эффекту Джоуля -Томсона. Используя конденсирующее устройство, тепловая энергия, созданная компрессором, выделяется в атмосферу в теплообменниках, которыми охлаждается горячий и сжатый газ хладагента. Охлаждение обеспечивается сжатием подходящего газа хладагента, в общем случае аммиака, после этого сжатый и конденсированный газ хладагента расширяется в редукционном клапане, посредством чего температура газа хладагента резко падает, и далее подается на фазовый сепаратор, который отделяет газовую фазу от холодной жидкой фазы (приблизительно -30 °С), которая может использоваться для всех видов охлаждающих установок, таких как морозильная линия, зона хранения замороженных продуктов и другие холодильные камеры.
Горячий газ хладагента, который получается после охлаждения, может теперь снова сжиматься, частично с генерированием электричества, для того, чтобы расширяться как сжатый газ хладагента в расширителе, при этом контур газа хладагента замыкается.
Дополнительное энергосбережение возможно за счет передачи тепловой энергии от первого производственного процесса, которому теплота поставлялась, другому производственному процессу, посредством которого должен быть произведен холод. Это возможно за счет преобразования имеющей невысокое значение остаточной теплоты первого производственного процесса в высокие значения холода для второго производственного процесса, который требует охлаждения.
В вышеупомянутом примере процесс жарки картофеля для приготовления французского жареного картофеля соединяется с процессом замораживания этого
французского жареного картофеля и поставки его на рынок как замороженного продукта, приводя к дополнительному энергосбережению.
Чтобы измерить эффективность энергосбережения производственного процесса часто используется коэффициент полезного действия (КПД), который отражает отношение восстановленной энергии по отношению к энергии, которая должна поставляться для ее восстановления. Только когда этот КПД больше, чем два с половиной (2,5), процесс восстановления является экономически эффективным ввиду KWe и KWth ценового отношения.
Много систем для восстановления теплоты из требующих нагревания процессов уже известны.
WO 2009/045196 и ЕР 2514931 описывают восстановление теплоты из источника тепла посредством каскадных циклов Ренкина с органическими энергоносителями, которые не сжимаются компрессорами.
WO 2013/035822 также описывает восстановление теплоты посредством каскадных циклов Ренкина, каждый с чистым веществом в качестве энергоносителя и без компрессора.
CN 202562132 описывает связь требующего нагревания процесса (бассейна) с требующим охлаждения процессом (катком) и использует компрессор для газообразного энергоносителя.
US 4573321 восстанавливает теплоту от источника тепла посредством хладагента, состоящего из высоко летучего компонента и компонентов с низкой летучестью. Способ использует не компрессор, а противоточные теплообменники.
WO 2011/081666 восстанавливает теплоту циклом Ренкина, который использует аммиак в качестве энергоносителя и компрессор для сжатия ССЬ газа, при этом происходит обмен теплоты между СОг и аммиаком в теплообменниках.
Цель данного изобретения состоит в том, чтобы обеспечить дополнительное энергосбережение, передавая теплоту от требующего нагревания первого производственного процесса требующему охлаждения второму производственному процессу, при этом в первом контуре для восстановления энергии, связанном с первым производственным процессом, энергоноситель является двухфазным и
сжимается компрессором, который увеличивает давление и температуру энергоносителя для первого контура для восстановления энергии, и при этом компрессор особенно подходит для того, чтобы сжимать двухфазную текучую среду таким образом, чтобы общий коэффициент полезного действия или КПД объединенных процессов увеличивался относительно общего КПД необъединенных процессов.
Преимущество использования такого компрессора, подходящего для двухфазной текучей среды, состоит в том, что он расходует меньше энергии, чтобы сжимать двухфазную текучую среду до определенной температуры и давления, чем сжимать исключительно газообразную среду до этой температуры и давления. В двухфазной текучей среде вся или часть жидкой фазы испаряется в результате сжатия таким образом, что перегревание не происходит и, таким образом, должна подаваться меньшая рабочая энергия.
Предпочтительно контур для восстановления энергии из первого производственного процесса передает теплоту контуру для производства холода второго процесса, при этом теплота энергоносителя в первом контуре, которая остается после расширения энергоносителя в расширителе для генерации электричества, дополнительно используется, чтобы нагреть энергоноситель второго контура посредством теплообменника между первым контуром восстановления энергии и вторым контуром для производства холода, который дополнительно нагревает энергоноситель второго процесса прежде, чем он будет расширен в расширителе второго контура для производства электричества и холода.
Преимущество такого соединения этих двух контуров состоит в том, что экономия полной энергии для связанных контуров больше, чем сумма восстановления энергии каждого контура, когда они не соединены.
Предпочтительно, чтобы энергоносители первого и второго контуров энергосбережения были отличны друг от друга. Например, энергоноситель второго контура энергосбережения может иметь более низкую точку кипения, чем энергоноситель первого контура восстановления энергии так, чтобы он являлся подходящим для использования в охлаждающих установках.
Часть теплоты, которая остается после расширения энергоносителя в первом расширителе для генерации электричества, восстанавливается при помощи этого соединения как электроэнергия во втором расширителе.
Предпочтительно, чтобы часть тепловой энергии, которая вырабатывается компрессором в энергоносителе первого контура восстановления энергии, использовалась, чтобы нагреть технологическую среду в форме жидкости ИЛЕ: газа в первом производственном процессе, и это осуществляется посредством теплообмена между первым контуром восстановления энергии и трубопроводом подачи технологической текучей среды к технологической камере первого производственного процесса, где она доводится до требуемой температуры производственной стадии в первом производственном процессе.
Преимущество этого использования восстановленной теплоты для использования в производственной стадии первого производственного процесса состоит в том, что должно поставляться меньше внешней энергии, что приводит к энергосбережению в первом производственном процессе.
Энергоноситель первого контура энергосбережения представляет собой двухфазную текучую среду, то есть состоит из смеси жидкой фазы и пара или газовой фазы.
Преимущество такого энергоносителя состоит в том, что он может быть приведен в жидкое или газообразное состояние по желанию, за счет управления давлением и температурой.
Предпочтительно, чтобы компрессор первого контура восстановления энергии представлял собой компрессор, который является в особенности подходящим для того, чтобы сжимать двухфазную текучую среду, такой как компрессор с ротором Лисхольма или оборудованный лопастями или является вариантом, разработанным для этой цели.
Преимущество использования такого компрессора состоит в том, что он является подходящим для того, чтобы сжимать текучую среду, которая частично состоит из жидкой фазы и частично из пара или газовой фазы.
Энергоноситель второго контура для производства холода имеет двойную композицию и состоит из воды и аммиака, при этом происходит полный или
частичный фазовый переход между газовой фазой и жидкой фазой, которая затем доводится до более высокого давления посредством компрессора.
При атмосферном давлении аммиак имеет точку кипения -33°С, так что низкая температура может быть получена из-за расширения энергоносителя.
Преимущество аммиака как энергоносителя состоит в том, что его нижняя точка кипения позволяет энергоносителю использоваться в жидкой форме для производственных процессов охлаждения, таких как замораживание продовольствия или других веществ.
Предпочтительно второй контур для производства холода оборудован электрическим насосом, которым энергоноситель второго контура для производства холода доводится до более высокого давления прежде, чем расширяется в расширителе второго контура для производства холода.
Преимущество этого электрического насоса состоит в том, что он доводит энергоноситель до более высокого давления, так что больше энергии может быть высвобождено при расширении в расширителе и она частично може" быть преобразована восстановленным электричеством, получаемым от одного или обоих расширителей объединенных производственных процессов.
Предпочтительно, чтобы второй контур для производства холода включал сепаратор между расширителем для расширения и компрессором для сжатия энергоносителя, для того, чтобы отделить жидкую фазу от газовой фазы в энергоносителе, за сепаратором следуют одна или более установок охлаждения для одной или более производственных стадий во втором производственном процессе, который использует жидкую фазу для охлаждения.
Преимущество этого сепаратора состоит в том, что жидкая фаза энергоносителя может направляться к промышленным охлаждающим установкам, которые таким образом, охлаждаются, в то время как газовая фаза может направляться к компрессору для увеличения давления газовой фазы.
Предпочтительно, чтобы энергоноситель второго контура для производства холода после сжатия в компрессоре до некоторого давления, при котором он снова становится жидкостью благодаря окружающему охлаждению, далее подавался на теплообменник, в котором как излишняя теплота может передаваться от
энергоносителя к другой технологической жидкости, которая используется в другом месте в объединенных производственных процессах, в этом случае деминерализованная вода, которая преобразуется в пар.
Преимущество этого теплообменника состоит в том, что избыточная теплота может быть использована непосредственно в производственном процессе таким образом, что меньше внешней энергии должно поставляться для достижения необходимой температуры.
Предпочтительно теплообменник для избыточной теплоты энергоносителя связан посредством крана с сепаратором, в котором насыщенный пар и насыщенная деминерализованная вода отделяются друг от друга при давлении 400 кПа.
Преимущество этого сепаратора состоит в том, что пар может быть произведен для использования в производственном процессе. Предпочтительно, конденсированная часть из сепаратора возвращается в подаваемый поток этого теплообменника, так же как и конденсат из потребленного пара.
Вода, получаемая из другого сепаратора, в котором получается водяной пар из первого производственного процесса, в этом случае вода, которая испаряется из картофеля благодаря процессу жарки, восстанавливается, и после фильтрации доступна для первого производственного процесса, что снижает потребность в пригодной для питья воде в первом процессе промышленного производства.
Энергоноситель второго контура для охлаждения далее направляется в газовой форме в конденсирующее устройство, в котором газ конденсируется в жидкость, и далее направляется к насосу, который далее перемещает энергоноситель к теплообменнику между первым контуром для восстановления энергии и вторым контуром для производства холода, после чего энергоноситель второго контура для производства холода снова используется в последующем цикле.
Преимущество этого теплообменника состоит в том, что он обеспечивает теплообмен между первым контуром для восстановления энергии и вторым контуром для производства холода так, что оба производственных процесса связаны вместе.
С целью лучше продемонстрировать особенности изобретения предпочтительное воплощение устройства для энергосбережения согласно
изобретению описано в дальнейшем посредством примера, без какого бы то ни было ограничения, и со ссылками на сопровождающие фигуры чертежей, на которых:
Фиг. 1 схематично показывает блок-схему двух производственных процессов, связанных вместе согласно изобретению;
Фиг. 2-5 показывают тепловой поток как функцию температуры через теплообменники 5, 9, 13 и 33 Фиг. 1;
Фиг. 6 показывает диаграмму давление - энтальпия для аммиака.
Фиг. 1 показывает блок-схему контура для восстановления теплоты 1 первого процесса промышленного производства, который соединен со вторым контуром для производства холода 2 второго процесса промышленного производства. Первый процесс 3 промышленного производства поставляет горячие газы или пары, которые текут через трубопровод 4 к теплообменнику 5, который является частью первого контура для восстановления теплоты I и в котором энергоноситель, то есть двойная смесь воды и аммиака, этого первого контура нагревается и подается через трубопровод 6 к компрессору 7, подходящему для сжатия двухфазной смеси, оттуда сжатый энергоноситель направляется через трубопровод 8 ко второму теплообменнику 9 для производства пара, и далее поступает через трубопровод 10 к расширителю 11, в котором энергоноситель расширяется и далее подается через трубопровод 12 к третьему теплообменнику 13 для передачи тепла контуру для производства холода во втором производственном процессе 2, и направляется далее через трубопровод 14 к насосу 15, который направляет энергоноситель первого контура к первому теплообменнику 5 через трубопровод 16 для повторного нагревания и повторного прохождения первого контура 1 для восстановления энергии.
Насос 17 во втором контуре для производства холода 2 перемещает энергоноситель этого второго контура для производства холода, то есть аммиак, через трубопровод 18 к теплообменнику 13, в котором энергоноситель поглощает тепло от первого контура для восстановления энергии 1 и подается через трубопровод 19 к расширителю, в котором энергоноситель расширяется, и далее направляется через трубопровод 21 к сепаратору 22 для того, чтобы разделить газовую фазу и жидкую фазу энергоносителя, оттуда жидкая фаза энергоносителя подается: через трубопровод 23 к промышленным охлаждающим установкам, в этом случае трубе морозильника 24, области замороженных продуктов 25 и охлажденной области 26 для хранения заказов,
и к другим охлаждающим установкам 27,28, которые все формируют часть второго процесса промышленного производства, где требуется охлаждение.
Испаренный энергоноситель от охлаждающих устройств объединяется с газовой фазой от сепаратора 22 через трубопроводы 29 и далее направляется через трубопровод 30 к компрессору 31, оттуда сжатый газ направляется через трубопровод 32 к теплообменнику 33, где избыточная теплота может передаваться потоку деминерализованной воды 34, которая может течь к паровому генератору 3 7 через трубопровод 35, когда кран 36 открыт. Энергоноситель второго контура для производства холода направляется от теплообменника 33 через трубопровод 38 к теплообменнику 39, в котором энергоноситель конденсируется потоком, после чего энергоноситель далее направляется через трубопровод 40 к насосу 17, откуда энергоноситель далее подается трубопроводом 18 и снова используется в последующем цикле второго контура 2 для производства холода. Дополнительные поступления энергоносителя во второй контур для производства холода могут быть добавлены через трубопровод 41 к жидкой фазе в сепараторе 22. Через трубопровод 42 горячие газы, которые поставляются от первого производственного процесса 3, используются для нагрева воды в генераторе 43 для горячей воды.
Фиг. 2-5 графически показывают соотношения между температурой в °С энергоносителя и тепловым потоком в КДж/сек через последовательные теплообменники: 5 (Фиг. 2), 9 (Фиг. 3), 13 (Фиг. 4) и 33 (Фиг. 5). Температура потока, который нагревается (OUT), и потока, который охлаждается (IN) в теплообменнике, указана в каждом случае.
Фиг. 6 показывает диаграмму Мольера для аммиака, предпочтительного энергоносителя второго контура для производства холода, при этом энтальпия представлена вдоль абсциссы в килоджоулях/кг, и давление - вдоль ординаты в МПа.
Кривая представляет все точки давления и энтальпии, где жидкая фаза (ниже кривой) находится в равновесии с газовой фазой (выше кривой).
Работа устройства 1 очень проста и происходит следующим образом.
Первый производственный процесс, который требует нагревания, может быть, например, промышленной установкой для жарки французского жареного картофеля, в которой он предварительно жарится, или он может быть установкой для жарки картофельных чипсов.
Первый производственный процесс 3, который требует нагревания, снабжен первым контуром 1 для восстановления энергии, в котором энергия, представленная в горячем паре, происходящем из первого производственного процесса 3, частично восстанавливается за счет передачи теплоты горячих газов в теплообменнике 5 энергоносителю, то есть смеси воды и аммиака, присутствующей в этом первом контуре 1, и затем за счет расширения энергоносителя - в расширителе 11, который генерирует электроэнергию, которая может использоваться в процессе снова.
Другая фракция энергии, присутствующей в горячем паре, используется, чтобы получить горячую воду за счет подачи этой фракции через трубопровод 42 к генератору 43 горячей воды.
Другая фракция энергии, присутствующей в горячих газах, передается через теплообменник 13 от энергоносителя в первом контуре 1 для восстановления энергии энергоносителю, то есть аммиаку, во втором контуре 2 для производства холода, при этом переданная теплота используется, чтобы нагреть энергоноситель второго контура 2 для производства холода прежде, чем он будет расширен в расширителе 20, который производит электроэнергию, которая может использоваться в процессе снова.
Охлажденный энергоноситель второго контура 2 подается к сепаратору 22, который отделяет жидкую фазу энергоносителя от газовой фазы, после чего жидкая фаза (-33°С) используется во втором производственном процессе, который требует холода, и от которого на охлаждающие установки поставляется жидкая фаза второго энергоносителя через трубопроводы 23, так что установки, такие как трубопровод морозильника 24, зона хранения замороженных продуктов 25, зона хранения 26 охлажденных продуктов и другие охлаждающие установки 27, 28 могли быть охлаждены. Второй производственный процесс, который требует холода, может быть процессом хранения замороженного и охлажденного продовольствия, например.
Для максимального восстановления энергии для двух объединенных производственных процессов выгодно иметь различные энергоносители в первом контуре для восстановления энергии и во втором контуре для производства холода. В данном примере энергоноситель первого контура представляет собой воду с фракцией аммиака, в то время как энергоноситель во втором контуре - это аммиак.
После расширения в расширителе 11 первый энергоноситель представляет собой двухфазный поток, который уже был охлажден, но от которого больше тепловой
энергии может излучаться ко второму энергоносителю, чистому аммиаку, который имеет намного более низкую точку кипения (-33°С), и он поглощает тепло в теплообменнике 13. Эта дополнительная теплота используется в расширителе 20 второго контура для производства холода, где энергоноситель второго контура расширяется.
Аммиак второго контура для производства холода, нагретый в теплообменнике 13, расширяется в расширителе 20, посредством этого энергоноситель становится двухфазным (жидкость и газ), при этом эти фазы отделяются друг от друга в сепараторе 22. Жидкая фаза, жидкий аммиак имеет температуру -33 °С и может использоваться для соответствующих промышленных охлаждающих установок.
Диаграмма давление - энтальпия Фиг. 6 показывает, сколько энергии (работы) может быть восстановлено путем снижения давления аммиака в жидкой фазе до двухфазной системы, при этом эта энергия извлекается из расширителя как электричество.
В следующих таблицах коэффициент полезного действия или КПД вычисляется для двух примеров от требующего нагревания процесса к требующему охлаждения процессу.
Таблица 1 показывает количество энергии для установки производства жареного французского картофеля, соединенной с замораживающей установкой. Колонка восстановленной энергии дает сумму всей сохраненной энергии, в то время как колонка поставляемой энергии показывает сумму энергии, которая должна была поставляться, чтобы обеспечить восстановление. Отношение восстановленной энергии к поставляемой энергии или КПД составляет 3,95 и в этом случае выше, чем КПД для полного процесса, в котором контуры для восстановления энергии и производства холода не соединены.
Таблица I. Количество энергии на производство французского жареного картофеля, объединенное с замораживающейся установкой.
Количество энергии для производства картофельных чипсов и охлаждающей
установки
Сбереженная энергия
Поставляемая энергия
прирост
кВтч
потери
кВтч
Горячая вода
323
Электричество
1206
Вода/пар
815
пар
1888
Охлаждение
1744
Вода произ.
Таблица II показывает количество энергии для установки для производства картофельных чипсов без соединения со вторым производственным процессом. Колонка восстановленной энергии показывает сумму всей сбереженной энергии, в то время как колонка поставляемой энергии показывает сумму энергии, которая должна была поставляться, чтобы обеспечить восстановление. Отношение восстанозленной энергии к поставляемой энергии или КПД составляет 4,59 в этом случае.
Таблица П. Количество энергии для производства картофельных чипсов.
Количество энергии на производство картофельных чипсов
Сохраненная энергия
Поставленная энергия
прирост
кВтч
потери
кВтч
Горячая вода
595
электричество
896
Нагрев масла
3513
Вода произ.
Разумеется, что изобретение может быть применено для соединения любых производственных процессов, при этом один процесс требует нагревания, а другой процесс требует охлаждения.
Изобретение может также быть применено в других диапазонах температур и с другими энергоносителями, чем заявленные в примерах, пока они могут быть двухфазными для первого контура для восстановления теплоты.
Данное изобретение ни в коем случае не ограничено воплощениями, описанными как примеры и показанными на фигурах чертежей, но устройство для энергосбережения согласно изобретению может быть реализовано во всех видах форм и размеров, не отступая от объема изобретения, как описано в следующих пунктах формулы.
Формула изобретения.
1. Устройство для соединения первого требующего нагревания производственного процесса со вторым требующим охлаждения производственным процессом, при этом первый контур для восстановления энергии (1) от первого производственного процесса передает теплоту второму контуру для производства холода (2) для второго производственного процесса, отличающееся тем, что в первом контуре для восстановления энергии (1) энергоноситель является двухфазным и сжимается компрессором (7), который увеличивает давление и температуру энергоносителя в первом контуре для восстановления энергии (1) и является в особенности подходящим для сжатия двухфазной текучей среды.
2. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что контур для восстановления энергии
(1) первого производственного процесса соединен с контуром для производства холода
(2) второго производственного процесса, а теплота энергоносителя в первом контуре для восстановления энергии, которая остается после расширения энергоносителя в расширителе (11) для генерирования электричества, дополнительно используется, чтобы нагреть энергоноситель второго производственного процесса посредством теплообменника (13) между первым контуром (1) для восстановления энергии и вторым контуром (2) для производства холода, который дополнительно нагревает энергоноситель второго производственного процесса прежде, чем он будет расширен в расширителе (20) для производства электричества и холода второго контура (2) для производства холода.
3. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что энергоносители первого (1) контура для восстановления энергии и второго контура (2) для производства холода отл ичаются друг от друга.
4. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что энергоноситель второго контура (2) для производства холода имеет более низкую точку кипения, чем энергоноситель первого контура (1) для восстановления энергии.
5. Устройство по пункту 2, отличающееся тем, что часть тепла, которое выработано в энергоносителе первого контура (1) для восстановления энергии компрессором (7), используется для того, чтобы нагреть текучую технологическую среду в форме жидкости или газа в первом производственном процессе (3), и это осуществляется
посредством теплообменника (9) между первым контуром (1) для восстановления энергии и трубопроводом для поставки текучей технологической среды к технологической камере первого производственного процесса (3), где она доводится до требуемой температуры для производственной стадии в первом производственном процессе.
6. Устройство по пункту 1, отличающееся тем, что компрессор первого (7) контура для восстановления энергии представляет собой компрессор, который является в особенности подходящим для сжатия двухфазной текучей среды, такой как компрессор с ротором Лисхольма или оборудованный лопастями.
7. Устройство по пункту 2, отличающееся тем, что энергоноситель второго контура (2) для производства холода является аммиаком.
8. Устройство по пункту 2, отличающееся тем, что второй контур (2) для производства холода оборудован электрическим насосом (17), которым энергоноситель второго контура (2) для производства холода доводится до более высокого давления до его расширения в расширителе (20) второго контура (2) для производства холода.
9. Устройство по пункту 2, отличающееся тем, что второй контур (2) для производства холода включает сепаратор (22) между расширителем (20) для • расширения и компрессором (31) для сжатия энергоносителя для того, чтобы отделить жидкую фазу от газовой фазы в энергоносителе, за которым следует одна или более охлаждающих установок (24, 25, 26, 27, 28) для одной или более производственных стадий во втором производственном процессе.
10. Устройство по пункту 9, отличающееся тем, что энергоноситель второго контура
(2) для производства холода после сжатия в компрессоре (31) до некоторого давления,
посредством чего он снова становится жидким, далее направляется к теплообменнику
(33), в котором избыточная теплота от энергоносителя может быть произвольно
передана другой технологической жидкости, которая используется где - либо еще в
объединенных производственных процессах.
11. Устройство по пункту 9, отличающееся тем, что теплообменник (33) для
избыточной теплоты энергоносителя связан посредством крана (36) с сепаратором (37),
в котором насыщенный пар и насыщенная деминерализованная вода отделяются друг
от друга при давлении 400 кПа.
12. Устройство по пункту 11, отличающееся тем, что неконденсированная часть в сепараторе (37) используется, чтобы нагреть горячую воду для использования на производстве.
13. Устройство по пункту 12, отличающееся тем, что вода получается от другого сепаратора (43), в котором водяной пар, происходящий из первого производственного процесса (3), восстанавливается и становится доступным для производства после фильтрации.
14. Устройство по пункту 2, отличающееся тем, что энергоноситель второго контура (2) для производства холода направляется в газовой форме от конденсирующего устройства (39), в котором энергоноситель становится жидкостью, к насосу (17), который далее перемещает энергоноситель к теплообменнику (13) между первым контуром (1) для восстановления энергии и вторым контуром (2) для производства холода, после чего энергоноситель второго контура (2) для производства холода снова используется в последующем цикле.
12.
Формула изобретения.
1. Способ для соединения первого требующего нагревания производственного процесса со вторым требующим охлаждения производственным процессом, при этом первый контур для восстановления энергии (1) от первого производственного процесса передает теплоту второму контуру для производства холода (2) для второго требующего охлаждения производственного процесса, отличающийся тем, что в первом контуре для восстановления энергии (1) энергоноситель является двойной смесью воды и аммиака, которая имеет две фазы и сжимается компрессором (7), в особенности пригодным для сжатия двухфазной текучей среды, таким как компрессор с ротором Лисхольма или оборудованный лопастями, посредством которого вся или часть жидкой фазы испаряется в результате сжатия, так что перегрев не имеет место и так что должна быть подана меньшая рабочая энергия.
2. Способ по пункту 1, посредством которого контур для восстановления энергии (Г) первого производственного процесса соединен с контуром для производства холода (2) второго производственного процесса, отличающийся тем. что теплота энергоносителя в первом контуре для восстановления энергии, которая остается после расширения энергоносителя в расширителе (11) для генерирования электричества, дополнительно используется, чтобы нагреть энергоноситель второго производственного процесса посредством теплообменника (13) между первым контуром (1) для восстановления энергии и вторым контуром (2) для производства холода, который дополнительно нагревает энергоноситель второго производственного процесса прежде, чем он будет расширен в расширителе (20) для производства электричества и холода второго контура (2) для производства холода.
3. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что энергоносители первого (1) контура для восстановления энергии и второго контура (2) для производства холода отличаются друг от друга.
4. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что энергоноситель второго контура (2) для производства холода имеет более низкую точку кипения, чем энергоноситель первого контура (1) для восстановления энергии.
2.
5. Способ по пункту 2, отличающийся тем, что часть тепла, которое выработано в энергоносителе первого контура (1) для восстановления энергии компрессором (7), используется для того, чтобы нагреть текучую технологическую среду в форме жидкости или газа в первом производственном процессе (3 ), и это осуществляется посредством теплообменника (9) между первым контуром (1) для восстановления энергии и трубопроводом для поставки технологической текучей среды к технологической камере первого производственного процесса (3). где она доводится до требуемой температуры для производственной стадии в первом производственном процессе.
6. Способ по пункту 2, отличающийся тем, что энергоноситель второго контура (2) для производства холода является аммиаком.
7. Способ по пункту 2, отличающийся тем, что второй контур (2) для производства холода оборудован электрическим насосом (17), которым энергоноситель второго контура (2) для производства холода доводится до более высокого давления до его расширения в расширителе (20) второго контура (2) для производства холода.
8. Способ по пункту 2, отличающийся тем:, что второй контур (2) для производства холода включает сепаратор (22) между расширителем (20) для ¦ расширения и компрессором (31) для сжатия энергоносителя для того, чтобы отделить жидкую фазу от газовой фазы в энергоносителе, за которым следует одна или более охлаждающих установок (24,25,26,27,28) для одной или более производственных стадий во втором производственном процессе.
9. Способ по пункту 8, отличающийся тем, что энергоноситель второго контура (2) для производства холода после сжатия в компрессоре (31) до некоторого давления, посредством чего он снова становится жидким, далее направляется к теплообменнику (33), в котором избыточная теплота от энергоносителя может быть произвольно передана другой технологической жидкости, которая используется где-либо еще в объединенных производственных процессах.
10. Способ по пункту 8, отличающийся тем, что теплообменник (33) для
избыточной теплоты энергоносителя связан посредством крана (36) с сепаратором (37),
в котором насыщенный пар и насыщенная деминерализованная вода отделяются друг
от друга при давлении 400 кПа.
11. Способ по пункту 10, отличающийся тем. что неконденсированная часть в сепараторе (37) используется, чтобы нагреть горячую воду для промышленного использования.
12. Способ по пункту 11, отличающийся тем, что вода получается от другого сепаратора (43), которым водяной пар, происходящий из первого производственного процесса (3). восстанавливается и становится доступным для промышленного использования после фильтрации.
13. Способ по пункту 2, отличающийся тем, что энергоноситель второго контура (2) для производства холода направляется в газовой форме от конденсирующего устройства (39), в котором энергоноситель становится жидкостью, к насосу (17). который далее перемещает энергоноситель к теплообменнику (13) между первым контуром (1) для восстановления энергии и вторым контуром (2) для производства холода, после чего энергоноситель второго контура (2) для производства холода снова используется в последующем цикле.
11.
11.
11.
Фиг. §
Фиг. О
Заменяющая страница
Заменяющая страница
|
