CN219197584U - 一种空压余热驱动的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是提供一种空压余热驱动的冷却装置，包括一空压机，空压机包括空压机主体和冷凝器，冷凝器与溴化锂制冷机构成余热利用循环回路；冷凝器，用于吸收空压机主体的余热对余热利用循环回路中的工质进行加热；余热利用循环回路，用于将升温后的工质传递至溴化锂制冷机作为其驱动热源、使溴化锂制冷机进行吸收制冷循环；溴化锂制冷机与干燥机构成冷冻水循环回路；冷冻水循环回路，用于将溴化锂制冷机产生的冷冻水输送至干燥机、以对干燥机降温；溴化锂制冷机与冷却塔构成冷却水循环回路；冷却水循环回路，用于将溴化锂制冷机产生的冷却水输送至冷却塔进行散热。其解决了现有空压冷却效率低、余热不能有效利用的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于空气压缩技术领域，具体涉及一种空压余热驱动的冷却装置。
背景技术
空压机是空分装置的核心设备，也是现代化生产工艺和生产过程不可或缺的基础动力设备，空压机分为往复活塞式、旋转叶片或旋转螺杆式，在生产动力设备中能耗较大，同时气体被压缩后内能增加，需要进行及时降温处理，目前降温的手段主要有风冷和水冷两种方式。风冷式将热量直接排向环境，水冷主要采用冷却塔将冷却水携带的热量向环境散热。空压冷却过程除消耗电能外，还对环境造成一定的热污染；无论风冷还是水冷均需要消耗大量电能用于压缩气体级间冷却，以使下一级气体内能降低、减小压缩功耗。
空压系统通过电机驱动压缩机做功，约25％左右的电能通过压缩机转化为空气压缩势能，而除去电机效率和散热损失约5％左右，其余约70％左右的电能转化为空气内能，使得压缩空气温度升高，采用冷却塔系统散热，而气体温度升高不利于压缩机下一级向空气做功，为了提高空压机效率，采用更加高效稳定的冷却技术，并将这部分热能进行有效利用，则可实现减排、高效、降碳的目的。
现有技术中多台放置在室内散热效果差；现有风冷空压机组效率较低、余热不能有效利用；水冷空压机冷却器换热效果差，长期使用存在结垢、腐蚀影响换热效果；夏季冷却塔散热效率底，冬季部分部件易结冰，影响运行稳定性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种空压余热驱动的冷却装置，以解决现有空压冷却效率低、余热不能有效利用的问题。
本实用新型采用以下技术方案：一种空压余热驱动的冷却装置，包括一空压机，空压机包括空压机主体和冷凝器，冷凝器与溴化锂制冷机构成余热利用循环回路；冷凝器，用于吸收空压机主体输出的压缩空气的余热对余热利用循环回路中的工质进行加热；余热利用循环回路，用于将升温后的工质传递至溴化锂制冷机作为其驱动热源、使溴化锂制冷机进行吸收制冷循环；
溴化锂制冷机与干燥机构成冷冻水循环回路；冷冻水循环回路，用于将溴化锂制冷机产生的冷冻水输送至干燥机、以对干燥机降温；还用于回水至溴化锂制冷机、和余热利用循环回路的回水进行热交换、以降低回水温度；
溴化锂制冷机与冷却塔构成冷却水循环回路；冷却水循环回路，用于将溴化锂制冷机产生的冷却水输送至冷却塔进行散热。
进一步的，干燥机的预冷器与冷凝器的压缩空气管道连通。
进一步的，余热利用循环回路中，靠近冷凝器的低温工质入口端设置有冷却水泵。
进一步的，冷冻水循环回路中，靠近干燥机的冷冻水出口端设置有冷冻水泵。
进一步的，冷却水循环回路中，靠近溴化锂制冷机的冷却水出口处设置有循环泵。
本实用新型的有益效果是：本实用新型利用空压余热作为热源，驱动吸收式溴化锂制冷机4对冷却水进行降温；同时将溴化锂制冷机4的冷冻水输出为冷冻式干燥机3制冷；有效利用余热的同时，减小干燥机3的冷冻水输入需求；减小冷却塔5外排热损失和水泵功耗；不依赖外部冷却水给空压冷却系统降温；输出适合供热和洗浴用的热媒水，解决了现有空压冷却效率低、余热不能有效利用的问题。
附图说明
图1为本实用新型一种空压余热驱动的冷却装置的结构示意图。
其中，1.空压机主体，2.冷凝器，3.干燥机，4.溴化锂制冷机，5.冷却塔，6.冷却水泵，7.冷冻水泵，8.循环泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型提供了一种空压余热驱动的冷却装置，如图1所示，包括一空压机，空压机包括空压机主体1和冷凝器2，冷凝器2与溴化锂制冷机4构成余热利用循环回路；冷凝器2，用于吸收空压机主体1输出的压缩空气的余热对余热利用循环回路中的工质进行加热；余热利用循环回路，用于将升温后的工质传递至溴化锂制冷机4作为其驱动热源、使溴化锂制冷机4进行吸收制冷循环；
溴化锂制冷机4与干燥机3构成冷冻水循环回路；冷冻水循环回路，用于将溴化锂制冷机4产生的冷冻水输送至干燥机3、以对干燥机3降温；还用于回水至溴化锂制冷机4、和余热利用循环回路的回水进行热交换、以降低回水温度；提高所述冷凝器2的换热效率。
溴化锂制冷机4与冷却塔5构成冷却水循环回路；冷却水循环回路，用于将溴化锂制冷机4产生的冷却水输送至冷却塔5进行散热。
在一些实施例中，干燥机3的预冷器与冷凝器2的压缩空气管道连通。冷却后的压缩空气输送至干燥机3进行干燥。
在一些实施例中，余热利用循环回路中，靠近冷凝器2的低温工质入口端设置有冷却水泵6。所述冷凝器2的高温工质作为溴化锂制冷机4的驱动热源，后高温工质降温后和冷冻水循环回路回水进行换热，温度进一步降低。
在一些实施例中，冷冻水循环回路中，靠近干燥机的冷冻水出口端设置有冷冻水泵7。
在一些实施例中，冷却水循环回路中，靠近溴化锂制冷机4的冷却水出口处设置有循环泵8。
本实用新型一种空压余热驱动的冷却装置的使用方法为：
空压机主体1中的高温压缩空气余热通过管路达到冷凝器2，冷却水泵6将低温工质从溴化锂制冷机4输送至冷凝器2吸热，工质升温后返回溴化锂制冷机4作为驱动热源，溴化锂制冷机4在工质热驱动下产生吸收制冷循环，产生的冷冻水通过管路同干燥机3连接，干燥机3通过冷冻水降温实现压缩空气干燥降温，冷冻水吸热后由部件3由冷冻水泵7输送至溴化锂制冷机4，在溴化锂制冷机4内部和通往冷却水泵6的冷却循环水换热，溴化锂制冷机4冷却水通过部件8输送至冷却塔5完成散热后返回溴化锂制冷机4。
本实用新型的冷凝器2获取空压机主体1的高温压缩空气余热后通过管路和冷却水泵6加热低温工质而形成高温工质，工质可以为水、乙二醇、R236ea或R245fa等有机工质，工质升温后返回溴化锂制冷机4作为驱动热源，该驱动热源为低温型驱动热源，驱动热源在溴化锂制冷机4内驱动溴化锂或其他工质实现吸收分离循环，热驱动下产生吸收制冷循环，产生的冷冻水为干燥机3提供制冷后回到溴化锂制冷机4再对热源回水充分降温，提高了冷凝器2的冷却效率，同时冷凝器2设计为降膜式换热器或板式换热器，可提高换热效率。
本实用新型的一种空压余热驱动的冷却装置利用空压余热作为热源，驱动吸收式溴化锂制冷机4对冷却水进行降温；同时将溴化锂制冷机4的冷冻水输出为冷冻式干燥机3制冷；有效利用余热的同时，减小干燥机3的冷冻水输入需求；减小冷却塔5外排热损失和水泵功耗；不依赖外部冷却水给空压冷却系统降温；输出适合供热和洗浴用的热媒水。
通过本实用新型的一种空压余热驱动的冷却装置达到了以下效果：
本实用新型采用空压机的余热驱动溴化锂冷机4进行自降温，充分减少了空压机余热的放散量，进一步提升了空压机的冷却效率，充分回收了空压冷却热，解决了在空压及运行时向环境排热的热污染问题。
由于空压机系统每个压缩环节都需要冷却降温，同时干燥机3也需要利用电力等作为制冷机制备冷冻水的能源输入，从而冷凝器2冷却降温的余热可以作为余热驱动溴化锂制冷机4制备冷冻水的驱动热源，制备的冷冻水可以直接输入干燥机，从而节约了制冷用电，为工艺生产用热环节节约能源和燃料。
本实用新型经过冷凝器2充分降温的压缩空气，有利于多级压缩机的下一级压缩效率的提升，压缩空气的温度越低，干燥系统的的制冷损耗越小，提升了空压机运行效率。
传统的冷却水系统长期同大气接触，氧化物(水垢)和微生物附着于冷却器内部，既影响冷却器换热，又会对冷却器管壁产生腐蚀，通过本实用新型将冷却塔和冷凝器进行了隔离，冷凝器冷却采用闭式循环，解决了传统的冷却水系统对冷凝器2的腐蚀问题。
传统冷却塔冷却方式依靠大气散热降温，冬季和过渡季效率较高，但夏季空气温度高，冷却效率低。本实用新型冷凝器与溴化锂制冷机4形成闭式循环，使得进入冷凝器的换热介质的温度基本稳定，不随室外气温变化，稳定的冷却降温有利于延长空压机使用寿命。解决了传统冷却方式的冷却效果随季节波动变化的问题。
本实用新型通过余热在4内部热驱动制冷，产生的冷冻水用于干燥冷冻和对冷凝循环介质自降温，使得空压机加载率和其产生的余热量同比加载或减载，本空压机的余热输出波动和干燥机的制冷降温需求随空压机负载同步变化，稳定性好。
Claims (5)
1.一种空压余热驱动的冷却装置，其特征在于，包括一空压机，所述空压机包括空压机主体(1)和冷凝器(2)，所述冷凝器(2)与溴化锂制冷机(4)构成余热利用循环回路；所述冷凝器(2)，用于吸收所述空压机主体(1)输出的压缩空气的余热对余热利用循环回路中的工质进行加热；所述余热利用循环回路，用于将升温后的工质传递至所述溴化锂制冷机(4)作为其驱动热源、使所述溴化锂制冷机(4)进行吸收制冷循环；
所述溴化锂制冷机(4)与干燥机(3)构成冷冻水循环回路；所述冷冻水循环回路，用于将所述溴化锂制冷机(4)产生的冷冻水输送至所述干燥机(3)、以对所述干燥机(3)降温；还用于回水至溴化锂制冷机(4)、和余热利用循环回路的回水进行热交换、以降低回水温度；
所述溴化锂制冷机(4)与冷却塔(5)构成冷却水循环回路；所述冷却水循环回路，用于将所述溴化锂制冷机(4)产生的冷却水输送至所述冷却塔(5)进行散热。
2.如权利要求1所述的一种空压余热驱动的冷却装置，其特征在于，所述干燥机(3)的预冷器与所述冷凝器(2)的压缩空气管道连通，冷却后的压缩空气输送至干燥机(3)进行干燥。
3.如权利要求1或2所述的一种空压余热驱动的冷却装置，其特征在于，所述余热利用循环回路中，靠近所述冷凝器(2)的低温工质入口端设置有冷却水泵(6)。
4.如权利要求3所述的一种空压余热驱动的冷却装置，其特征在于，所述冷冻水循环回路中，靠近所述干燥机的冷冻水出口端设置有冷冻水泵(7)。
5.如权利要求3所述的一种空压余热驱动的冷却装置，其特征在于，所述冷却水循环回路中，靠近所述溴化锂制冷机(4)的冷却水出口处设置有循环泵(8)。
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