油田單井儲油罐加溫裝置中太陽能和熱泵制熱節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究

1、油田單井儲油罐加溫裝置中太陽能和熱泵制熱油田單井儲油罐加溫裝置中太陽能和熱泵制熱節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究Xxxxxxxxx（天津市運(yùn)坤工貿(mào)有限公司300072）摘要：要：本文分析了太陽能熱泵的技術(shù)原理、特點(diǎn)以及在提供熱水方面的應(yīng)用和研究現(xiàn)狀，針對我國石油運(yùn)輸過程中存在的問題，提出了油田單井儲油罐加溫解決方案。把一種很好的節(jié)能型空調(diào)制冷供熱技術(shù)（熱泵技術(shù)）和與太陽能熱利用技術(shù)相結(jié)合，利用計算機(jī)技術(shù)和智能控制技術(shù)，基于PLC設(shè)計了油

2、田單井儲油罐溫度自動控制裝置，該裝置有效提高了太陽能集熱器效率和熱泵系統(tǒng)性能，解決了儲油罐全天候供熱問題。實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用表明太陽能配熱泵比傳統(tǒng)的太陽能配電熱棒加熱每年可節(jié)能60%以上節(jié)能降耗顯著。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：太陽能、熱泵、節(jié)能、技術(shù)運(yùn)用隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技的進(jìn)步，能源和環(huán)境是當(dāng)今世界突出的兩大社會問題，這促使人們更多地意識到能源對人類的重要性，而愈來愈重視太陽能利用和節(jié)能熱泵技術(shù)。目前我國太陽能的熱利用主要集中在被動式太陽房采暖和熱水器提

3、供家用熱水上，而主動式太陽能供熱系統(tǒng)的開發(fā)的利用相對落后。采用節(jié)能裝置——熱泵與太陽能集熱設(shè)備、蓄熱機(jī)構(gòu)相聯(lián)接的系統(tǒng)方式，不僅能夠有效地克服太陽能本身所具有的稀薄性和間歇性，而且可以達(dá)到節(jié)約高位能和減少環(huán)境污染的目的，具有很大的開發(fā)、應(yīng)用潛力。熱泵技術(shù)是一種很好的節(jié)能型空調(diào)制冷供熱技術(shù)，是利用少量高品位的電能作為驅(qū)動能源，從低溫?zé)嵩锤咝〉推肺粺崮埽⑵鋫鬏斀o高溫?zé)嵩?，以達(dá)到泵熱的目的，從而轉(zhuǎn)能質(zhì)系數(shù)低的能源為能質(zhì)系數(shù)高的能源（節(jié)約

4、高品位能源），即提高能量品位的技術(shù)。隨著人們對獲取生活用熱水的要求日趨提高，具有間斷性特點(diǎn)的太陽能難以滿足全天候供熱，要解決這一問題，熱泵技術(shù)與太陽能利用相結(jié)合無疑是一種好的選擇方法，尤其是在油田單井儲油罐加溫裝置應(yīng)用方面，需要對其內(nèi)部儲存滿的原油進(jìn)行加溫，使其具有流動性，以便于將其從儲油罐中抽出運(yùn)走。傳統(tǒng)方法是采用在儲油罐內(nèi)部設(shè)置帶有絕緣套管的電加熱棒方式對單井儲油罐內(nèi)原油進(jìn)行加溫，此種電加熱棒加溫方式存在極大的弊端，當(dāng)電加熱棒外部絕

5、緣套管破損后，其破損處暴露于儲油罐內(nèi)，極易與儲油罐內(nèi)的可燃性氣體相接觸，引起儲油罐爆炸，不僅為油田生產(chǎn)帶來經(jīng)濟(jì)損失，并且危及工作人員的人身安全，因此存在極大的安全隱患；同時，采用電加熱棒為儲油罐加溫還存在電能消耗量大，成本高等問題。為解決上述問題，在儲油罐的加溫裝置中，將計算機(jī)技術(shù)、智能控制技術(shù)，與熱泵技術(shù)和太陽能熱利用技術(shù)相結(jié)合，由太陽能集熱裝置和熱泵對儲油罐進(jìn)行交替加熱。在光照不足的條件下利用熱泵為油罐補(bǔ)充加熱，在光照條件好時主要有

6、太陽能集熱裝置為油罐加熱，智能化控制裝置提高了太陽能集熱器效率和熱泵系統(tǒng)性能，解決了儲油罐全天候供熱問題。1熱泵的基本原理及其類型熱泵的基本原理及其類型熱泵是一反向使用的制冷機(jī)，與制冷機(jī)所不同的只是工作的溫度范圍。熱泵系統(tǒng)的工作原理如圖1所示[1][2]。蒸發(fā)器吸熱后，其工質(zhì)的高溫低壓過熱氣體在壓縮機(jī)中經(jīng)過絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w后，經(jīng)冷凝器定壓冷凝為低溫高壓的液體（放出工質(zhì)的氣化熱等，與冷凝水進(jìn)行熱交換，使冷凝水被加熱為熱水供用戶使

7、用），液態(tài)工質(zhì)再經(jīng)降壓閥絕熱節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，進(jìn)入蒸發(fā)器定壓吸收熱源熱量，并蒸發(fā)變?yōu)檫^熱蒸氣完成一個循環(huán)過程。如此循環(huán)往復(fù)，不斷地將熱源的熱能傳遞給冷凝水。太陽能熱泵一般是指利用太陽能作為蒸發(fā)器熱源的熱泵系統(tǒng)，區(qū)別于以太陽能光電或熱能發(fā)電驅(qū)動的熱泵機(jī)組。它把熱泵技術(shù)和太陽能熱利用技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，可同時提高太陽能集熱器效率和熱泵系統(tǒng)性能。集熱器吸收的熱量作為熱泵的低溫?zé)嵩矗陉幱晏?，直膨式太陽能熱泵轉(zhuǎn)變?yōu)榭諝庠礋岜?，非直膨式太?/p>

8、能熱泵作為加熱系統(tǒng)的輔助熱源。因此，它可全天候工作，提供熱水或熱量。2.1太陽能熱泵的分類太陽能熱泵的分類根據(jù)太陽集熱器與熱泵蒸發(fā)器的組合形式，可分為直膨式（directexpansionsoalarassistedheatpump，DXSAHP）和非直膨式。在直膨式系統(tǒng)中，太陽集熱器與熱泵蒸發(fā)器合二為一，即制冷工質(zhì)直接在太陽集熱器中吸收太陽輻射能而得到蒸發(fā)，如圖2所示。圖2直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)在非直膨式系統(tǒng)中，太陽集熱器與熱泵蒸發(fā)器分