CN103939350A - 空压机余热回收系统 - Google Patents

Abstract

一种空压机余热回收系统，包括空压机和换热端，所述换热端设有油侧回路和水侧回路，所述油侧回路和水侧回路之间装有热回收装置，所述余热回收系统还设有自动控制系统。本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明可最大限度地回收和利用空压机余热，所配置的自动控制系统可实现空压机余热回收系统的自动运行，所配置的循环水泵组和补水回路，可实现连续不断地供应热水，供给浴室洗浴应用，且能保证常年应用，节能降耗，实现一年四季无锅炉运行，降低锅炉的运行和管理成本，回收的空压机余热除了可供浴室洗浴外，还可应用于锅炉补水预热、厂房采暖和纯水系统加热等方面。

Description

空压机余热回收系统

技术领域

本发明涉及余热回收系统，尤其涉及一种空压机余热回收系统。

背景技术

专利号为ZL201320450736.X的中国实用新型专利公开了一种空压机余热回收系统，它涉及节能技术领域。它包括热水机、中转水箱、热水箱，所述的热水机均安装在空压机旁，热水机通过热水管和冷水管与中转水箱连接，中转水箱通过热水管与热水箱连接，所述的热水机与中转水箱之间连接的冷水管中间设置有循环水泵，所述的循环水泵有两台，并且两台循环水泵以并联的形式与冷水管连接。本实用新型它可将空压机工作时产生大量的热量充分循环利用，为企业降低了能耗，节约了生产成本。但该实用新型未设置空压机换热端，其余热回收效率有限，同时该实用新型也未配置自动控制系统，无法实现空压机余热回收系统的自动运行，直接影响热效率的有效回收和利用。

专利号为ZL201320029847.3的中国实用新型专利公开了一种空压机余热回收系统，包括空压机组﹑热交换器和热水箱，热交换器内设置有迂回弯折的热交换管，空压机组和热交换器之间设置有冷油回管和热油排管，冷油回管和热油回管形成热回收循环回路，热交换器和热水箱之间设置有冷水回水管和热水输送管，冷水回水管和热水输送管形成热利用循环回路,空压机组设置有空压机和冷却器。本实用新型对空压机进行改造，加装热能回收装置后，大部分热量充分利用起来，对环境起到保护作用，同时又降低工厂的能耗，提高了能源的利用率，进一步落实企业清洁生产及节能减排工作，降低生产成本及保护环境，实现污染预防及资源的节约。但该实用新型未设置循环水泵组和补水回路，不能实现连续提供热水的技术效果，该实用新型同样也未配置自动控制系统，无法实现空压机余热回收系统的自动运行，直接影响热效率的有效回收和利用。

专利号为ZL 201320135391.9的中国实用新型专利公开了一种空压机余热回收系统，包括空压机，还包括储油筒、热交换器和冷却器，所述空压机的出油管连接所述储油筒，所述储油筒第一出油口经热交换器旁通阀后连接所述热交换器，所述热交换器第一出油口经冷却器旁通阀后连接所述冷却器，所述热交换器第二出油口连接热控阀，所述储油筒第二出油口连接所述热控阀，所述热控阀门出油口与所述冷却器出油口并成回流支路后连接所述空压机进油口，所述回流支路上设有油过滤器和压力表。本实用新型空压机余热回收系统还具有以下有点：空压机工作温度的降低，减少了机器的故障，延长了设备的使用寿命，降低了维护保养成本，增大了机油、机油格、油气分离器更换时限，相应延长了更换期限。但该实用新型未设置循环水泵组和补水回路，不能实现连续提供热水的技术效果，该实用新型同样也未配置自动控制系统，无法实现空压机余热回收系统的自动运行，直接影响热效率的有效回收和利用。

发明内容

为了解决上述现有技术中空压机余热回收系统存在的技术缺陷，本发明采用的技术方案如下：

一种空压机余热回收系统，包括空压机和换热端，所述换热端设有油侧回路和水侧回路，所述油侧回路和水侧回路之间装有热回收装置，所述余热回收系统还设有自动控制系统。

优选的是，所述油侧回路包括空压机主机。

在上述任一方案中优选的是，所述空压机主机设有输出端和输入端。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括分离筒。

在上述任一方案中优选的是，所述分离筒设有一个输入端和两个输出端。

在上述任一方案中优选的是，所述空压机主机的输出端与分离筒的输入端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括储气罐。

在上述任一方案中优选的是，所述分离筒的一输出端与储气罐相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述热回收装置设有油侧输入端和油侧输出端。

在上述任一方案中优选的是，所述分离筒的另一输出端与热回收装置的油侧输入端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括油路温控阀A。

在上述任一方案中优选的是，所述油路温控阀A设有两个输入端和一个输出端。

在上述任一方案中优选的是，所述热回收装置的油侧输出端与油路温控阀A的一个输入端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油路温控阀A的另一个输入端与热回收装置的油侧输入端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括回油温度传感器。

在上述任一方案中优选的是，所述油路温控阀A的输出端与回油温度传感器相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括油路阀D。

在上述任一方案中优选的是，所述回油温度传感器与油路阀D相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括油冷却器。

在上述任一方案中优选的是，所述油冷却器设有输入端和输出端。

在上述任一方案中优选的是，所述油路阀D与油冷却器的输入端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括油路阀C。

在上述任一方案中优选的是，所述油路阀C设置在分离筒的输出端与热回收装置的油侧输入端之间。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括油路阀E。

在上述任一方案中优选的是，所述油路阀E设置在热回收装置的油侧输入端与热回收装置的油侧输出端之间。

在上述任一方案中优选的是，所述油路阀E与油冷却器的输入端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括油路温控阀B。

在上述任一方案中优选的是，所述油路温控阀B与油冷却器的输出端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油侧回路包括油滤。

在上述任一方案中优选的是，所述空压机主机的输入端与油滤相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述油滤与油路温控阀B相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述热回收装置设有水侧输入端和水侧输出端。

在上述任一方案中优选的是，所述水侧回路包括冷水进水管。

在上述任一方案中优选的是，所述冷水进水管与热回收装置的水侧输入端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述水侧回路包括热水出水管。

在上述任一方案中优选的是，所述热水出水管与热回收装置的水侧输出端相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述冷水进水管设有冷水温度传感器和冷水压力表。

在上述任一方案中优选的是，所述热水出水管设有热水温度传感器和水路调节阀。

在上述任一方案中优选的是，所述空压机至少设有一台。

在上述任一方案中优选的是，所述换热端设置数量与空压机数量保持一致。

在上述任一方案中优选的是，包括保温水箱。

在上述任一方案中优选的是，所述保温水箱设有热水输入端和冷水输出端。

在上述任一方案中优选的是，所述保温水箱的热水输入端与换热端的热水出水管相连接并形成热水管路。

在上述任一方案中优选的是，所述保温水箱的冷水输出端与换热端的冷水进水管相连接并形成冷水管路。

在上述任一方案中优选的是，所述换热端的热水出水管设有热水管路手动截止阀。

在上述任一方案中优选的是，所述换热端的冷水进水管设有冷水管路手动截止阀。

在上述任一方案中优选的是，所述自动控制系统包括配电箱和PLC。

在上述任一方案中优选的是，所述保温水箱设有保温水箱液位传感器和保温水箱温度传感器，所述两种传感器设有信号线，所述信号线与PLC相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述保温水箱还设有循环水泵控制回路。

在上述任一方案中优选的是，所述控制回路设有信号线，所述信号线与PLC相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述热水管路设有循环水路压力传感器和循环管路水温传感器，所述两种传感器设有信号线，所述信号线与PLC相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述冷水管路设有循环水路压力传感器和循环管路水温传感器，所述两种传感器设有信号线，所述信号线与PLC相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述冷水管路设有循环水泵组，该水泵组设有信号线，所述信号线与PLC相连接。

在上述任一方案中优选的是，所述冷水管路设有补水回路。

在上述任一方案中优选的是，所述冷水管路与补水回路之间设有自来水补水电动阀，该补水电动阀设有信号线，所述信号线与PLC相连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明对有油螺杆式空压机进行换热端改造，最大限度地回收和利用空压机余热，并形成独立运行系统，可供给浴室洗浴应用，特别是对于煤矿而言，职工洗浴是生产后勤保障工作的重要内容，合理利用动力设备的余热为职工洗浴提供热水，是满足职工生产和生活需求的必备供应，且能保证常年应用，是煤矿节能降耗的重要措施，同时可实现一年四季无锅炉运行，降低锅炉的运行和管理成本；本发明还配置有自动控制系统，可实现空压机余热回收的自动运行，还设置有循环水泵组和补水回路，可实现连续不断地供应热水。回收的空压机余热除了可供浴室洗浴外，还可应用于锅炉补水预热、厂房采暖和纯水系统加热等方面。

附图说明

图1为按照本发明的空压机余热回收系统的一优选实施例的结构示意图；

图2为按照本发明的空压机余热回收系统的图1所示实施例的换热端结构示意图。

附图标记说明：

1空压机主机；2分离筒；3热回收装置；4油路温控阀A；5冷水进水管；6冷水温度传感器；7冷水压力表；8水路调节阀；9热水温度传感器；10热水出水管；11回油温度传感器；12油路阀C；13油路阀D；14油路阀E；15油路温控阀B；16油冷却器；17油滤；18油侧回路；19水侧回路；20空压机；21换热端；22配电箱；23PLC；24循环水路压力传感器；25循环管路水温传感器；26循环水泵组；27自来水补水电动阀；28补水回路；29保温水箱液位传感器；30保温水箱温度传感器；31保温水箱；32热水管路手动截止阀；33冷水管路手动截止阀；34循环水泵控制回路；35浴室。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明，但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例是具有例示性的而没有限制的含义。

如图1-2所示，一种空压机余热回收系统，包括空压机20和换热端21，所述换热端21设有油侧回路18和水侧回路19，所述油侧回路18和水侧回路19之间装有热回收装置3，所述余热回收系统还设有自动控制系统，油侧回路18包括空压机主机1，空压机主机1设有输出端和输入端，油侧回路18包括分离筒2，分离筒2设有一个输入端和两个输出端，空压机主机1的输出端与分离筒2的输入端相连接，油侧回路18包括储气罐，分离筒2的一输出端与储气罐相连接，热回收装置3设有油侧输入端和油侧输出端，分离筒2的另一输出端与热回收装置3的油侧输入端相连接，油侧回路18包括油路温控阀A4，油路温控阀A4设有两个输入端和一个输出端，热回收装置3的油侧输出端与油路温控阀A4的一个输入端相连接，油路温控阀A4的另一个输入端与热回收装置3的油侧输入端相连接，油侧回路18包括回油温度传感器11，油路温控阀A4的输出端与回油温度传感器11相连接，油侧回路18包括油路阀D13，回油温度传感器11与油路阀D13相连接，油侧回路18包括油冷却器16，油冷却器16设有输入端和输出端，油路阀D13与油冷却器16的输入端相连接，油侧回路18包括油路阀C12，油路阀C12设置在分离筒2的输出端与热回收装置3的油侧输入端之间，油侧回路18包括油路阀E14，油路阀E14设置在热回收装置3的油侧输入端与热回收装置3的油侧输出端之间，油路阀E14与油冷却器16的输入端相连接，油侧回路18包括油路温控阀B15，油路温控阀B15与油冷却器16的输出端相连接，油侧回路18包括油滤17，空压机主机1的输入端与油滤17相连接，油滤17与油路温控阀B15相连接，热回收装置3设有水侧输入端和水侧输出端，水侧回路19包括冷水进水管5，冷水进水管5与热回收装置3的水侧输入端相连接，水侧回路19包括热水出水管10，热水出水管10与热回收装置3的水侧输出端相连接，冷水进水管5设有冷水温度传感器6和冷水压力表7，热水出水管10设有热水温度传感器9和水路调节阀8，空压机20至少设有一台，换热端21设置数量与空压机20数量保持一致，包括保温水箱31，保温水箱31设有热水输入端和冷水输出端，保温水箱31的热水输入端与换热端21的热水出水管10相连接并形成热水管路，保温水箱31的冷水输出端与换热端21的冷水进水管5相连接并形成冷水管路，换热端21的热水出水管10设有热水管路手动截止阀32，换热端21的冷水进水管5设有冷水管路手动截止阀33，所述自动控制系统包括配电箱22和PLC23，保温水箱31设有保温水箱液位传感器29和保温水箱温度传感器30，所述两种传感器设有信号线，所述信号线与PLC23相连接，保温水箱31还设有循环水泵控制回路34，循环水泵控制回路34设有信号线，所述信号线与PLC23相连接，所述热水管路设有循环水路压力传感器24和循环管路水温传感器25，所述两种传感器设有信号线，所述信号线与PLC23相连接；所述冷水管路设有循环水路压力传感器24和循环管路水温传感器25，所述两种传感器设有信号线，所述信号线与PLC23相连接；所述冷水管路设有循环水泵组26，该水泵组设有信号线，所述信号线与PLC23相连接，所述冷水管路设有补水回路28，所述冷水管路与补水回路28之间设有自来水补水电动阀27，该补水电动阀设有信号线，所述信号线与PLC23相连接，提供硬接点控制信号，并结合温度及液位的实时监测，实现该余热回收系统的自动加热控制。冷水管路配套的循环水泵组自带配电箱，提供硬接点控制信号，并与该余热回收系统的自动控制系统的PLC控制柜相连接，实现系统的自动运行。循环水管路材质采用镀锌钢管，管外橡塑保温层30mm，本系统采用低温保护补水加热方式，以保证保温水箱中的热水能够随时满足洗浴的要求，保温水箱采用矢量多点液位控制，液位可预先设定。本系统额定水流量150L/min，额定进水温度5-25℃，额定出水温度45-60℃，最高工作温度120℃，最高工作压力10bar。

所述自动控制系统功能整体设置独立的一套集控系统，监控相应的温度、压力、液位等运行参数并根据运行参数和实际设定需要对集控系统的阀和水泵等进行远程集中控制，实现无人值守自动化操作，该自控系统采用PLC可编程控制器，控制面板采用触摸屏液晶显示器，系统实时监测保温水箱的水温及液位，循环水泵的控制采用一用一备，具有本地/自动切换功能，本地模式可以通过控制柜的按钮起停；自动模式可以实现故障时，备用泵自动启动；同时循环补水泵根据水泵进口压力进行自动补水；所有受控设备（包括所有电动阀、水泵等）都可以置于手动/自动控制模式。

本发明换热端的工作原理及工作流程：是通过油与水的直接换热将热量直接置换出来加以利用，其回收热效率可达到机组运行功率的60%。空气经过空压机主机压缩后产生高温的油气混合物，经分离筒分离油气混合物，分离后的气体输送至储气罐，输送后的高温油输送至热回收装置，高温油经过热回收装置进行油水交替换热，当温度传感器检测到回油温度低于空压机主机油温要求时，温控阀自动加大开启度，保证空压机主机油温要求，确保空压机正常运行，冷水进水管应检测进水温度及压力，冷水经过热回收装置输送至温度传感器进行检测，当水温过低时，水路调节阀自动减少开启度；当水温过高时，水路调节阀自动加大开启度，从而达到出水温度的需求；当余热回收装置停机检修时，关闭两侧油路阀，开启中间油路阀，高温油便进入原有冷却器，确保空压机正常运行。

本发明的工作原理及工作流程：当保温水箱水位达到设定低值时，由保温水箱液位传感器传输信号至自动控制系统，由自动控制系统发出指令至自来水补水电动阀开启使补水回路的冷水进入冷水管路，同时由自动控制系统发送指令至循环水泵组启动，将冷水输送至换热端加热冷水并连续供应热水至保温水箱，以始终保持保温水箱处于正常水位，有效避免该水箱水位过低，当保温水箱的水温低于设定值时，补水回路自动停止补水；当保温水箱的水温过低时，由保温水箱温度传感器传输信号至自动控制系统，并由自动控制系统发送指令至循环水泵组增加输出功率，增加冷水的循环及换热效率，从而保证保温水箱的水温稳定，循环水路压力传感器及水温传感器分别监测冷水管路和热水管路的水温及水压，热水管路手动截止阀和冷水管路手动截止阀在换热端进行检修时关闭，以防止循环管路中的水发生逆流，保温水箱的控制回路可有效控制供水量，以保证循环水路的正常运行。

Claims (10)

1.一种空压机余热回收系统，包括空压机（20）和换热端（21），其特征在于：所述换热端（21）设有油侧回路（18）和水侧回路（19），所述油侧回路（18）和水侧回路（19）之间装有热回收装置（3），所述余热回收系统还设有自动控制系统。

2.如权利要求1所述的空压机余热回收系统，其特征在于，油侧回路（18）包括空压机主机（1）。

3.如权利要求2所述的空压机余热回收系统，其特征在于，空压机主机（1）设有输出端和输入端。

4.如权利要求3所述的空压机余热回收系统，其特征在于，油侧回路（18）包括分离筒（2）。

5.如权利要求4所述的空压机余热回收系统，其特征在于，分离筒（2）设有一个输入端和两个输出端。

6.如权利要求5所述的空压机余热回收系统，其特征在于，空压机主机（1）的输出端与分离筒（2）的输入端相连接。

7.如权利要求6所述的空压机余热回收系统，其特征在于，油侧回路（18）包括储气罐。

8.如权利要求7所述的空压机余热回收系统，其特征在于，分离筒（2）的一输出端与储气罐相连接。

9.如权利要求8所述的空压机余热回收系统，其特征在于，热回收装置（3）设有油侧输入端和油侧输出端。

10.如权利要求9所述的空压机余热回收系统，其特征在于，分离筒（2）的另一输出端与热回收装置（3）的油侧输入端相连接。