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浙江柯茂高温热泵在啤酒工艺项目应用案例分享

时间:2023-10-24 浏览次数:123635次

     浙江柯茂节能环保工程设备有限公司为上海汉钟精机全资子公司,专业从事余热发电、供热、制冷产品的研发与制造,公司可提供有机工质朗肯循环(ORC)发电装置、螺杆式超低环温空气源热泵机组、螺杆式高温热水/蒸汽热泵机组,居国际领先地位。

浙江柯茂公司主要产品


热泵产品简介

针对冷热联供或者回收低品位余热,浙江柯茂相继推出了冷热联供热泵、超高温热泵机组、微压蒸汽热泵机组、水蒸气增压机组等系列热泵产品,可制取40~170℃热水或蒸汽。

用户需求:

江苏某啤酒厂在生产过程中需求蒸汽量较大且存在能源浪费。因此用户希望采用冷热两用热泵技术,降低运行费用,减少厂区碳排放。

余热来源:

啤酒酿造过程中会产生大量的余热,根据用户现场考察,主要余热来源如下:

1)空压机余热:啤酒酿造中需要用到大量压缩空气,厂区内配置的空压机组排气以及润滑油冷却会产生余热水。

2)CIP(在线清洗)系统废水:啤酒酿制过程中,各设备、容器中会有大量残渣和污染物需要清洗,会产生大量清洗废水。

3)巴氏杀菌机余热水:酒厂采用巴氏杀菌机,分不同温区喷淋热水进行杀菌,流落的低温热水再汇聚收集,形成可观的余热源。

4)洗瓶机余热水:洗瓶机需要大量高温热水对啤酒瓶进行清洗杀菌,清洗结束后悔产生大量余热水

5)蒸汽凝水:酒厂内购买的蒸汽使用后会产生热水,可收集使用。

用热需求:


用户各工艺段均有用热需求,不同工艺段对热水温度需求不同,用量也不同,目前用户用热水需求量较大的工艺为:

1)洗瓶机高温槽加热:洗瓶机高温槽的温度需要在80℃~85℃之间,瓶子在高温槽中经过一定时间的浸泡达到杀菌消毒的效果,同时将附在瓶子上的脏物和标签泡软脱落。

2)杀菌机热水:生啤酒装瓶后需要进行适当的杀菌来保证啤酒的生物稳定性和储存安定性,用户采用了隧道式杀菌机,分若干不同的温度(杀菌温度60℃~75℃)用热水喷淋杀菌。

用冷需求


脱氧水在啤酒生产过程中有着极其重要的作用(啤酒中含有大量氨基酸等活性物质,与氧气接触会发生霉变)。它可以用于啤酒过滤高浓度稀释、清酒及发酵液引酒、清酒罐及发酵罐CIP最后冲洗等方面。脱氧水在制取过程中会加温来减小氧气含量,温度较高,需要进行冷却以避免对啤酒工艺的影响。

6)其他热源:糖化凝水、煮沸锅炉蒸汽凝水、麦汁降温冷却水等

方案选型


用户各个工艺段使用热水温度不同,因此产生的余热温度也不同,根据用热以及热源情况,用户规划了三组不同热泵机组:LR系列热泵、SJ杀菌机热泵、XP洗瓶机热泵机组。因此项目是由运营方投资以收取节约电费的方式来盈利,要求机组能效比尽量高,故每组机组由四台机组串联组成。同时采用单独的过冷板换,水源过冷再并入热水管道,最大限度回收热能,同时提高机组效率。

设计特点

四机组串联

每个板块机组均采用4机组串联,首台采用变频运行,其余三台采用软启动,高用热需求时4台机组满载运行,分级取热,最大限度提升效率。低用热需求时调节首台变频机组,利用变频运行的精确调节能力,时刻保持机组产生热量与用户用热量相同,减少机组启停次数,节约电能。

大过冷度设计

每台机组均设置高性能板式过冷器,客户端利用混水阀混合出高于蒸发器进水温度5℃左右的中温水,进入过冷器给节流后的液态冷媒过冷,出水补充到热水中去最大限度的回收热量。同时高过冷度可减少冷媒节流后的闪气,提升机组效率。

高温制冷剂R1234ze&R245fa冷媒降膜式系统的应用

本项目所有机组均采用了降膜式设计,采用外置式回热器解决R1234ze&R245fa的排气带液问题,比起以往采用的干式蒸发器,极大的提升了效率。

项目收益分析


项目现场机组