¿Cómo ahorra energía una bomba de calor?
En la naturaleza, el agua siempre fluye de mayor a menor, y el calor siempre se transfiere de la temperatura alta a la baja. Las personas pueden usar bombas de agua para elevar el agua de un nivel bajo a un nivel alto mediante energía eléctrica, o pueden usar tecnología de bomba de calor para transferir calor de una temperatura baja a una temperatura alta mediante energía eléctrica, actualizando así las fuentes de calor de baja temperatura a altas. fuentes de calor de temperatura. Por lo tanto, una bomba de calor es esencialmente un dispositivo de elevación de calor. La función de una bomba de calor es absorber calor del entorno circundante y transferirlo al objeto calentado (fluido de trabajo a mayor temperatura). Su principio de funcionamiento es el mismo que el de un frigorífico, que funciona según el ciclo de Carnot inverso. La diferencia es que el rango de temperatura de funcionamiento es diferente.
La primera característica de la tecnología de bomba de calor es que puede utilizar energía térmica a baja temperatura en ríos, lagos, océanos, aguas residuales urbanas, aguas residuales industriales, suelo o aire a gran escala durante mucho tiempo. Como todos sabemos, desde el uso de lentes para enfocar la luz hasta hacer fuego y calentadores de agua solares, la energía térmica de baja temperatura se convierte en energía térmica de alta temperatura, pero no puede funcionar en el suelo todo el día. La tecnología de bomba de calor supera esta limitación y puede convertir la energía térmica de baja temperatura que normalmente desperdiciamos en la producción, la vida y la naturaleza en energía térmica de alta temperatura para su utilización. Obviamente, el uso de fuentes de calor de alta temperatura, como calderas, puede lograr calefacción, refrigeración u otros fines industriales, por lo que las bombas de calor se utilizan en diversas industrias y campos.
La segunda característica de la tecnología de bomba de calor es que es el sistema de calefacción que más ahorra energía en el mundo (es decir, carbón, petróleo, gas natural, etc.). La energía renovable (como la electricidad) para convertir una gran cantidad de energía térmica de baja temperatura se convierte en energía térmica de alta temperatura. Por ejemplo, la calefacción eléctrica consume 1 kWh de electricidad y sólo puede proporcionar hasta 1 kWh de calor, mientras que un sistema de bomba de calor bien diseñado puede proporcionar 4 kWh de calor consumiendo 1 kWh de electricidad. Por ejemplo, también proporciona 10 kilovatios-hora de calor y utiliza calentamiento por resistencia para consumir 34 kilovatios-hora de energía primaria (incluidos 24 kilovatios-hora de generación de energía y pérdidas de transmisión y distribución; utiliza petróleo y gas de alta eficiencia); calderas para calefacción, si no se calcula la pérdida de calor de las tuberías, todavía consume 29,1 kWh de energía primaria; el uso de una bomba de calor eléctrica para calefacción solo consume 2,7 kWh de energía eléctrica, más 3,3 kWh de pérdidas de generación y transmisión y distribución de energía. consumiendo sólo 6 kWh de energía primaria. El consumo de energía primaria de la tecnología de bomba de calor es sólo 1/5 o casi 1/6 del de los dos primeros métodos de calefacción.
La tercera característica de la tecnología de bomba de calor es que se puede utilizar a la inversa en determinadas condiciones, tanto para calefacción como para refrigeración, sin necesidad de invertir en dos equipos. Una empresa papelera de Shanghai es una empresa profesional que produce cartón blanco revestido de alta calidad. Tiene activos fijos de 400 millones de yuanes e ingresos por ventas de 65438 a 2099 de 268 millones de yuanes. La calidad del cartón blanco producido por la empresa puede sustituir a los productos importados.
El vapor de producción de la empresa es proporcionado por la central térmica. El cilindro secador de la máquina de papel utilizaba originalmente ventilación de vapor de tres etapas, pero existen los siguientes problemas en el funcionamiento real: primero, la eficiencia de transferencia de calor del vapor del secador es baja, lo que resulta en un alto consumo de vapor por tonelada de papel por segundo; en tercer lugar, es difícil aumentar la velocidad y la producción de la máquina de papel; en cuarto lugar, cuando cambian las variedades de producción de cartón, se producen fallas en el equipo y las roturas del papel; , el control de la operación es complicado. A finales de 1997, la empresa utilizó un sistema de control de bomba de calor jet de una empresa estadounidense para transformar el sistema original. El plazo de construcción del proyecto es de 1 mes. El nuevo sistema aprovecha al máximo la energía térmica del vapor, reduciendo significativamente el consumo de vapor por tonelada de papel, aumentando la velocidad de la máquina de papel en aproximadamente un 20% y reduciendo en gran medida el mantenimiento del equipo. La producción de cartón en 1999 aumentó un 70,7% en comparación con 1998 y los beneficios económicos fueron muy importantes. Después de instalar el sistema de control de la bomba de calor, no solo simplifica la operación y el control, sino que también cumple con los frecuentes cambios en las variedades de producción.
El consumo de vapor antes de la transformación fue de 9,0109 julios/tonelada de papel. Tras la transformación, el consumo de vapor cayó por debajo de los 7,5109 julios por tonelada de papel, un descenso del 16,7% y un ahorro medio de 1,5109 julios por tonelada de papel. Desde 1998, 65438 + octubre hasta agosto de 1999, el ahorro acumulado de vapor fue de 1439, 32109 julios, el ahorro promedio anual de vapor fue de 86359109 julios, el beneficio promedio anual de ahorro de energía fue de 3,454 millones de yuanes y la reducción anual de emisiones de dióxido de carbono fue de 7677 toneladas. .
La inversión total del proyecto es de 3.645 millones de yuanes y el período de recuperación del proyecto es de 1,1 años.
Este sistema de control de bomba de calor se puede instalar en la sección de secado de la máquina de papel en fábricas de papel domésticas, reemplazando el método de ventilación de vapor multietapa comúnmente utilizado. No solo aprovecha al máximo la energía térmica del vapor, sino que también permite que el agua condensada en el cilindro secador de la máquina de papel se descargue sin problemas, haciendo que el funcionamiento de la máquina de papel sea seguro y confiable. Este tipo de sistema de control de bomba de calor puede ser un medio eficaz para que las empresas ahorren energía y mejoren la eficiencia.
La empresa adoptó inicialmente la ventilación de vapor de tres etapas, que es un sistema de calentamiento inverso en serie, es decir, la dirección del flujo de vapor es opuesta a la dirección del movimiento del papel. Pasa el agua condensada generada en cada etapa. a través del separador de vapor-agua a la siguiente etapa. La primera etapa genera vapor secundario, por lo que el vapor se utiliza completamente en forma. Sin embargo, en la práctica este sistema tiene un inconveniente. Debido a que es un sistema en serie, la diferencia de presión entre cada cilindro del secador es pequeña. Cuando el cilindro del secador se calienta, la máquina de papel acelera, ajusta la velocidad o rompe el papel, es fácil causar un drenaje deficiente del tubo del sifón del secador. , lo que aumentará el nivel de agua en el cilindro de la secadora, afectará la eficiencia de la transferencia de calor y obstaculizará la producción. Las altas temperaturas en las otras tres secciones provocan defectos en el papel, como pelusas y curvaturas, así como una alta contrapresión en las etapas finales cuando el papel prensado se seca en la secadora.
Por lo tanto, el sistema original no sólo desperdicia vapor, sino que también afecta la calidad y la producción de los productos de papel.
Para resolver los problemas anteriores, la empresa adoptó un sistema de control de bomba de calor a chorro. La bomba de calor funciona con una pequeña cantidad de vapor a alta presión. El vapor secundario del separador de vapor y agua es aspirado hacia la bomba de calor por la fuerza de succión (principio Venturi) generada cuando el vapor a alta presión pasa a través de la bomba de calor. boquilla a alta velocidad. Después de mezclar, se obtiene vapor de alta calidad que se reutiliza en la secadora. El sistema de bomba de calor se controla mediante el método de control de flujo De acuerdo con el tipo de producción de la máquina de papel, se utiliza una simulación por computadora para calcular los parámetros del equilibrio térmico de cada grupo de cilindros de secado y se obtienen los parámetros óptimos de control del flujo de vapor secundario. El sistema utiliza una computadora para controlar la placa de orificio en la tubería de vapor secundaria ajustando la válvula de vapor de alta presión de la bomba de calor, de modo que el flujo de vapor secundario sea constante, el nivel de agua de la secadora sea óptimo y la eficiencia de transferencia de calor de la secadora. es el más alto, ahorrando así vapor, mejorando la calidad del producto y el rendimiento.
El nuevo sistema tiene las siguientes características:
(1) Debido al efecto de succión de la bomba de calor, se produce una alta diferencia de presión en el cilindro secador (hasta unos 70 kPa) se puede mantener para garantizar el sifón. El agua condensada se descarga suavemente para lograr la mejor eficiencia de transferencia de calor.
(2) Gracias al sistema de control confiable, la temperatura de la superficie del cilindro secador se puede mantener dentro del rango de control, lo que facilita el ajuste del aumento de temperatura del cilindro secador, el aumento de la velocidad de la máquina de papel y la regulación de la velocidad. rotura de papel y otras condiciones de trabajo.
(3) El gas no condensable en el vapor de la secadora se puede descargar continuamente, lo que puede evitar la acumulación de gas no condensable en el cilindro y reducir la eficiencia de transferencia de calor del vapor.
(4) Asegúrese de que la temperatura de la superficie del cilindro secador del extremo húmedo esté entre 60 °C y 70 °C para evitar defectos en el papel. Al mismo tiempo, la contrapresión del terminal se reduce a 0,11 MPa (0,20 MPa antes de la transformación) para reducir las pérdidas de emisiones.
(5) 1,25 kilogramos de vapor pueden secar 1 kilogramo de agua.
El sistema de control de la bomba de calor de inyección puede reducir el consumo de vapor, mejorar el rendimiento y la calidad, tener un corto período de recuperación de la inversión y importantes beneficios de ahorro energético. El sistema está controlado por computadora, tiene un alto grado de automatización y es fácil de operar. Puede reemplazar el método de ventilación de vapor de etapas múltiples actualmente ampliamente utilizado en la industria de fabricación de papel y es un equipo de sistema ideal para la ventilación de vapor en la sección de secado de máquinas de fabricación de papel en el futuro.
Ahorro de energía de las tuberías de calefacción
Entre muchos elementos de transferencia de calor, las tuberías de calor son uno de los elementos de transferencia de calor más eficaces que conoce la gente. Transfiere calor a través de la evaporación y condensación del fluido de trabajo en una carcasa de tubo de vacío completamente cerrada. Tiene una serie de ventajas como una conductividad térmica extremadamente alta, buenas propiedades isotérmicas, áreas de transferencia de calor que cambian libremente en los lados frío y caliente y. temperatura controlable. y puede transferir grandes cantidades de calor a largas distancias y de manera eficiente a través de una pequeña sección transversal sin energía externa.
El intercambiador de calor de tubo de calor tiene una alta eficiencia de transferencia de calor, una estructura compacta y una pequeña pérdida de resistencia al fluido, lo que resulta beneficioso para controlar la corrosión por punto de rocío. Es ampliamente utilizado en equipos de transferencia de calor de alta eficiencia en petróleo, industria química, energía eléctrica, transporte, metalurgia, materiales de construcción, industria ligera, textil, maquinaria y otras industrias, así como en el enfriamiento de chips de dispositivos electrónicos, CPU de computadoras portátiles y tableros de control de circuitos. Los microcaloductos se han producido en masa en lotes. Los intercambiadores de calor de tubos de calor utilizados para la recuperación de calor residual en el campo industrial son productos no estándar y están diseñados y fabricados de acuerdo con la escala, el tamaño, el propósito, las condiciones del proceso, etc. de diversos equipos.