[发明专利]通过系统性混合进程间整合来提高能量效率的系统、计算机可读介质、计算机程序及相关方法

说明书

提供了系统(30)、计算机可读介质、程序代码(51)和方法，其用于通过高级混合系统间能量整合的目标确定和方案产生来为大型工业场所系统性地提供提高的能量效率并与邻近社区相协同，以实现期望的能量消耗和温室气体排放减少的最佳水平。一种示例性系统(30)包括计算机(31)和计算机可读代码(51)，其用于执行下列操作：确定可能的进程间整合能量消耗目标；选择高能效的进程间整合能量消耗目标；确定用于提供高能效的进程间整合能量消耗目标的最优进程间能量整合组合；产生多个技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计可选择方案；以及协助用户找出技术上可行的工业场所进程间热交换系统设计，其在实质上提供各功能区域之间的最优总废热回收。

相关申请

本发明要求2013年4月8日提交的标题为“System,Computer Readable Media,andComputer Programs for Enhancing Energy Efficiency via Systematic HybridInter-Processes Integration”的美国专利申请第13/858,731号的优先权，并且还要求2013年4月8日提交的标题为“Methods for Enhancing Energy Efficiency viaSystematic Hybrid Inter-Processes Integration”的美国专利申请第13/858,718号的优先权。

技术领域

本发明主要涉及通过热回收的能量管理，更具体地，涉及用于通过热回收系统为大型工业场所提供增强的能量管理的系统、计算机可读介质、程序代码及方法。

背景技术

工业生产的经济效果、全球能量供应的限制、和环境保护的现实是所有行业的持久关注点。世界科学界中的大多数人认为，由于向大气中释放各种温室气体(温室气体)导致的全球变暖现象对世界环境产生负面影响。

温室气体主要有三种来源：二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)。在上一个世纪中，世界上排放到空气中的CO2已经急剧增加。工业革命和自然资源(例如煤和石油)的开采为CO2排放做出了极大贡献。从温室气体的角度看，能量效率优化不仅是用于降低能量消耗的快速跟踪方法，而且需要降低基于能量的温室气体/CO2的排放。

几十年来，能量效率优化仅仅解决了独立的处理装置的能量效率。但是，自八十年代后期和九十年代初期以来，情况发生了变化。能量效率不仅针对独立的装置/单元，而且还针对子系统、系统、工业装置以及现在/未来的使用热交换网络系统的大型场所和工业场所。

热交换网络综合是一个多变量多维度优化的问题，其中，总网络驱动分布取决于每个流状态和每个热流的热回收最小接近温度。这些变量会有助于确定单元的数量、外型(shell)以及加热设施和冷却设施及其混合设施的需求。使用传统的夹点(pinch)技术，这种多变量优化问题简化为单变量优化问题——针对所述问题的每个热处理流的全局最小接近温度(ΔT_min)的优化。尽管在理论上这种方法可用于任何规模，但是其他人仍然通过设备的热流与冷流之间的直接进程内部整合而仅将其用于各个独立设备上。在进程层面上应用这种方法，并被证实非常成功地降低了能量消耗和基于能量的温室气体的排放。通过将系统设计为研究流特定最小接近温度(ΔT_min_i)的最优集合以及改进的匹配技术，由本文描述的一个本发明或多个发明的受让人开发的更新的系统提供了进一步的优化。