专利名称：利用油田余热的热泵供热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供热工程中低温余热利用节能技术领域，现行的采暖供热或原油加热一般有①锅炉房直接供热特点是直接消耗燃料供热，产生高品位的热能，用在只需要较低参数的地方，缺点是不符合能量利用的基本原则、效率较低、污染严重、安全性较差。②余热直接供热属于余热利用，节能，但有局限性，只有余热资源的参数较高时才可采用该方案。在冬季采暖系统中，余热资源的利用程度很低。③低参数下、配置风机盘管的溴化锂机组供热、供冷该方案节电不节能，能耗高，污染严重。④原油加热炉供热原油直接加热，直接消耗燃料，产生高品位的热能，而用在只需要较低参数的地方，不符合能量利用的基本原则；效率较低；污染严重；安全性较差。
本实用新型的目的是要提供一种利用油田余热的热泵供热系统，以充分利用油田采油伴生热污水或地热水的余热，起到节能降耗的效果。
本实用新型的目的是这样实现的在传统的锅炉房和原油加热系统直接供热装置的基础上(也可采用独立的热泵供热系统)，增设换热站(可选)和热泵站，换热站内包含换热器及相应管线，换热器的一端连接热污水进出管线，另一端连接待加热清水进出管线。热泵站内设置吸收式热泵、循环泵及相应的管线。热泵可采用第一类热泵(蒸汽型或直燃型)、第二类热泵或第一、第二类热泵的组合体，当采用蒸汽型第一类热泵时，热泵上需配套连接一台蒸汽锅炉，并可考虑选配凝水换热器。
本实用新型采用换热器将余热资源的热量传到清水侧；利用循环水泵将清水直接引入供热系统，或引入热泵提取热量后再回到换热器内吸热；热泵(蒸汽型或直燃型第一类或第二类热泵)提取清水中的热，连同热泵的驱动热(仅采用第二类吸收式热泵是没有此项)一起提供给管网循环水；原锅炉房内热水锅炉可根据不同配合进行联合供热或被取代。根据不同的供热要求，通过换热器、热泵装置以及锅炉之间的不同组合，从而实现多种供热方案，进行冬季采暖供热或加热原油。
以下结合附图和实施例来详细描述依据本实用新型所提出的利用油田余热的热泵供热系统的具体结构。
图1是依据本实用新型所提供的采用蒸汽型第一类热泵时的利用油田余热的热泵采暖供热系统的流程示意图。
图2是依据本实用新型所提供的采用直燃型第一类热泵时的利用油田余热的热泵采暖供热系统的流程示意图。
图3是依据本实用新型所提供的采用蒸汽型第一类热泵与第二类热泵作为热泵组合体时的利用油田余热的热泵供热采暖系统的流程示意图。
图4是依据本实用新型所提供的采用直燃型第一类热泵与第二类热泵作为热泵组合体时的利用油田余热的热泵供热采暖系统的流程示意图。
图5是依据本实用新型所提供的采用蒸汽型第一类热泵时的利用油田余热的热泵供热加热原油系统的流程示意图。
图6是依据本实用新型所提供的采用直燃型第一类热泵时的利用油田余热的热泵供热加热原油系统的流程示意图。
图7是依据本实用新型所提供的采用蒸汽型第一类热泵与第二类热泵作为热泵组合体时的利用油田余热的热泵供热加热原油系统的流程示意图。
图8是依据本实用新型所提供的采用直燃型第一类热泵与第二类热泵作为热泵组合体时的利用油田余热的热泵供热加热原油系统的流程示意图。
图1所示为依据本实用新型所提出的采用蒸汽型第一类热泵时的利用油田余热的热泵采暖供热系统的流程，由常规的锅炉房供热系统11、换热站9和热泵站10组成，如果热泵采用蒸汽型第一类热泵需配套一台蒸汽锅炉5和换热器6。换热器8的一端为清水管线，分别连接循环泵4和热泵7，换热器8的另一端为热污水管线。
该系统可实现如下几种方式供热①利用余热直接供热打开阀F1、F15、F18、F4和F7，其余阀都关闭，热水锅炉3、蒸汽锅炉5和热泵7停运，热污水(地热水)和清水在换热器8进行换热；清水进入供热管网1直接供热。
②启动热泵装置采暖供热开启阀F2、F8、F9、F10、F11、F12、F14、F16、F17、F19、F3，其余阀关闭。热泵装置启动，蒸汽锅炉运行为蒸汽型第一类热泵提供驱动蒸汽(当仅采用第二类热泵16时没有此项)；热水锅炉3停运。热污水和清水在换热器8进行换热，升温后的清水引入热泵7被提取热量后再回到换热器8内吸热；热泵7提取清水中的热量，连同热泵的驱动热(当仅采用第二类热泵16时没有此项热量)一起加热管网循环水提供给供暖管网1。如果热泵采用直燃型第一类热泵，则不需蒸汽锅炉5和换热器6，如图2所示，此时打开阀F2、F8、F10、F13、F3、F11，关闭其余阀和热水锅炉3，启动直燃型第一类热泵12，清水在换热器8进行换热，升温后的清水引入热泵12被提取热量后再经循环泵4送回到换热器8内吸热；热泵12提取清水中的热量，加热来自集水箱2的循环水提供给供暖管网1。
③直接换热与锅炉再加热联合供热当直接利用余热不能满足采暖需要时，循环水首先进入换热器内吸热，而后进入锅炉进一步提温达到要求后进入供暖系统。此时开启阀F1、F15、F18、F4、F6、F5，关闭其余阀。蒸汽锅炉5与热泵7停运。热水锅炉3启动。循环水在换热器8进行换热；吸热后的循环水经循环泵4再送入热水锅炉3加热后提供给供暖管网1。当回水温度与余热资源的温度接近时，停止该方式。
④热泵供热与锅炉再加热联合供热当利用热泵7产出的热水参数不能满足采暖需要时，循环水自热泵7提温后再送入锅炉3进一步提温达到要求后进入供暖管网1。如
图1，此时，打开阀F1、F16、F17、F19、F4、F6、F5、F9、F10、F11、F12、F14，关闭其余阀；启动热水锅炉3、蒸汽锅炉5和蒸汽型第一类热泵7。其工作过程是清水经换热器8换热经阀F17被热泵7提取热量后再经循环泵4送回到换热器8吸热，热泵7吸取清水的热量，连同热泵的驱动热一起将来自集水箱2的循环水加热，循环水经阀F19、F4、循环泵4、阀F6送入热水锅炉3继续加热至要求的温度后经阀F5送入供暖系统1。
当热泵采用直燃型第一类热泵12时，不需要蒸汽锅炉5和换热器6，如图2所示，开启阀F1、F4、F5、F6、F10、F11、F13，关闭其余阀，启动热水锅炉3和直燃型热泵12。其工作过程是清水经换热器8换热经阀F11被热泵12提取热量后再经循环泵4送回到换热器8吸热，热泵将来自集水箱2的循环水加热，循环水经阀F13、F4、循环泵4、阀F6送入热水锅炉3继续加热至要求的温度后经阀F5送入供暖系统1。
本实用新型除了用于采暖供热，还可应用于原油加热。其换热站9和热泵站10与用于采暖供热时的一样，只要把热泵的输出、输入端与换热器14连接，换热器14的另一端接原油管线15。热泵可采用蒸汽型热泵7，如图5；也可采用直燃型热泵12，如图6；还可采用第一类热泵7或12和第二类热泵16的组合体，如图7和图8。
采用本实用新型所提供的热泵供热系统，可以实现以下效果①能够将油田余热资源应用于冬季采暖或/和油田原油加热；②可根据不同情况，采用不同的供热方案；③充分利用余热，节能降耗。
④可与已建传统的室内、外供热系统相衔接，满足供热需求。
⑤在尽可能长的时间内、最大限度地利用余热，节能效益好；⑥能够与传统的室内采暖设备相衔接，降低投资；⑦能够与锅炉房内供热设备相衔接，充分利用现有装置；⑧能够与原有的原油加热系统相衔接，充分利用现有设备；⑨多方式供热方案并存，针对不同时期，合理用热，达到最佳节能效果；⑩减少锅炉运行台数，降低职工劳动强度；减少燃料消耗，降低环境污染。
权利要求1.一种利用油田余热的热泵供热系统，可结合传统的锅炉房中的采暖系统(11)或加热炉原油加热系统(13)，采用吸收式热泵技术，最大限度的利用油田余热，其特征是在供热系统中增设换热站(9)和热泵站(10)，换热站内包含换热器(8)及相应管线，换热器的一端连接热污水或地热水进出管线，另一端连接待加热清水进出管线；热泵站内设置吸收式热泵(7、12或16)、循环水泵(4)及相应管线连接原有的供热系统或新建的供热系统(11)。
2.根据权利要求1所述的热泵供热系统，其特征是所说的热泵为蒸汽型第一类热泵(7)、直燃型第一类热泵(12)、第二类热泵(16)或第一、第二类热泵的组合体。
3.根据权利要求1所述的热泵供热系统，其特征是所说的热泵采用蒸汽型吸收式热泵(7)时，需增设蒸汽锅炉(5)。
专利摘要本实用新型提供了一种利用油田余热的热泵供热系统，该系统包含了多种具体的方案，既能与传统的锅炉房采暖系统和原油加热系统相匹配，又可作为独立的新建系统为其提供热负荷。该系统包含了热泵站和换热站(可选)，换热站内包含换热器及相应管线，换热器的一端连接热污水或地热水进出管线，另一端连接待加热清水进出管线；热泵站内设置吸收式热泵、循环水泵及相应管线连接原供热系统或新建供热系统。当热泵采用蒸汽型第一类吸收式热泵时，需配套安装蒸汽锅炉，并可考虑选配凝水换热器。利用本系统可实现下列采暖或原油加热方式①利用余热直接供热。②启动热泵装置供热。③直接利用余热换热与锅炉再加热联合供热。④热泵供热与锅炉在加热联合供热。
文档编号F25B30/06GK2550696SQ0221267
公开日2003年5月14日 申请日期2002年2月5日 优先权日2002年2月5日
发明者李华玉, 姜传胜, 赵焕卿, 李广伟, 尹志青, 张卫东, 张克舫, 李洪波, 王照亮, 王升春, 李仕会, 赵良庆 申请人:中国石化集团胜利石油管理局, 石油大学(华东)