CN102052283A - 空压机散热系统及其水冷散热器 - Google Patents

Abstract

一种空压机散热系统及其水冷散热器，该系统包括风冷散热器和水冷散热器，该风冷散热器分别通过进油管路及回油管路与空气压缩机的机头连接，该水冷散热器连接在该回油管路上，该水冷散热器包括散热器箱体和设置在该散热器箱体内的散热管，该散热器箱体上设置有进油口、出油口、进水口及出水口，该散热管的两端分别与该进油口及该出油口连接，该进油口及该出油口分别通过第一管路及第二管路与该回油管路连通，该第一管路及该第二管路上分别设置有阀门，在该第一管路及该第二管路之间的回油管路上也设置有阀门，该进水口及该出水口分别与外接冷却水系统连通。

Description

空压机散热系统及其水冷散热器

技术领域

本发明涉及一种空压机散热系统，特别是一种工业用复合式空压机散热系统及其水冷散热器。

背景技术

目前，市场上已有的空压机散热装置分为风冷和水冷两种。风冷适用于温寒地区，水冷适用于热带地区。我国北方特别是京津地区属季风性气候，冬季寒冷，夏季酷热。水冷机组因散热机箱在室外，冬季冻结无法使用。而选用风冷机组夏季常出现高温报警现象，跳机事件。这样会给企业的正常生产带来极大威胁。并且杨花柳絮等杂物非常容易堵塞风冷散热翅片，造成高温跳机事故。空压机属计划保养设备，每次保养完成后，在其使用周期内不可能也不允许对其散热翅片进行停机清洁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可增加控制高温跳机的可靠性并降低维修成本的复合式空压机散热系统及其水冷散热器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种水冷散热器，其中，包括散热器箱体和设置在所述散热器箱体内的散热管，所述散热器箱体上设置有进油口、出油口、进水口及出水口，所述散热管的两端分别与所述进油口及所述出油口连接，所述进油口及所述出油口分别与空气压缩机的回油管路连通，所述进水口及所述出水口分别与外接冷却水系统连通。

上述的水冷散热器，其特征在于，所述散热管为螺旋式结构。

上述的水冷散热器，其特征在于，所述散热管为蛇形结构。

上述的水冷散热器，其特征在于，所述散热管为回字形结构。

上述的水冷散热器，其中，所述出油口及所述进水口设置在所述散热器箱体的下部，所述进油口及所述出水口设置在所述散热器箱体的上部。

为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种空压机散热系统，包括风冷散热器和水冷散热器，所述风冷散热器分别通过进油管路及回油管路与空气压缩机的机头连接，所述水冷散热器连接在所述回油管路上，其中，所述水冷散热器包括散热器箱体和设置在所述散热器箱体内的散热管，所述散热器箱体上设置有进油口、出油口、进水口及出水口，所述散热管的两端分别与所述进油口及所述出油口连接，所述进油口及所述出油口分别通过第一管路及第二管路与所述回油管路连通，所述第一管路及所述第二管路上分别设置有阀门，在所述第一管路及所述第二管路之间的回油管路上也设置有阀门，所述进水口及所述出水口分别与外接冷却水系统连通。

上述的空压机散热系统，其特征在于，所述散热管为螺旋式结构。

上述的空压机散热系统，其特征在于，所述散热管为蛇形结构。

上述的空压机散热系统，其特征在于，所述散热管为回字形结构。

上述的空压机散热系统，其中，所述出油口及所述进水口设置在所述散热器箱体的下部，所述进油口及所述出水口设置在所述散热器箱体的上部。

本发明的有益功效在于：本发明结构简单、易安装、易维修、降温效果明显、日常运营成本几乎为零且占据空间小，其水冷散热器可安装于各种品牌空压机箱内部。与现有技术的空压机散热性能相比，增加了控制高温跳机的可靠性，从而降低了维修成本，为生产提供了有力的保障。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的空压机散热系统示意图；

图2为本发明一实施例的水冷散热器结构示意图。

其中，附图标记

1空压机的机头              2油气分离器

3温控阀                    4风冷散热器

41进油管路                 42回油管路

5阀门                      6水冷散热器

61散热管                   62散热器箱体

621进水口             622出水口

623进油口             624出油口

63第一管路            64第二管路

7外接冷却水系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

参见图1，图1为本发明一实施例的空压机散热系统示意图。本发明的空压机散热系统，包括风冷散热器4和水冷散热器6，所述风冷散热器4分别通过进油管路41及回油管路42与空气压缩机的机头1连接，所述进油管路41上还连接有温控阀3，在温控阀3与空气压缩机的机头1之间，还通过管路连接有油气分离器2，所述水冷散热器6连接在所述回油管路42上。本发明的空压机散热系统的其他部分的结构、连接关系及功用均为较成熟的现有技术，在此不做赘述。下面详细说明本发明的水冷散热器的结构及其与空压机散热系统其他部分的连接关系和工作原理。

参见图2，图2为本发明一实施例的水冷散热器结构示意图。所述水冷散热器6包括散热器箱体62和设置在所述散热器箱体62内的散热管61，所述散热器箱体62上设置有进油口623、出油口624、进水口621及出水口622，所述散热管61的两端分别与所述进油口623及所述出油口624连接，所述进油口623及所述出油口624分别通过第一管路63及第二管路64与所述回油管路42连通，所述第一管路63及所述第二管路64上分别设置有阀门5，在所述第一管路63及所述第二管路64之间的回油管路42上也设置有阀门5，所述进水口621及所述出水口622分别与外接冷却水系统7连通。

为了提高热交换效率，本发明的所述散热管61可为螺旋式结构、蛇形结构、回字形结构或其他利于散热的结构，本实施例中，优选为螺旋式结构。所述出油口624及所述进水口621设置在所述散热器箱体62的下部，所述进油口623及所述出水口622设置在所述散热器箱体62的上部。

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于保证空压机的正常运行，通过对各机型的性能、工作环境、散热面积、换热量、换热介质的流速、压力、换热器材质的分析，例如，工业用的GA75+机型储油量为22L，要达到有效降温的目的，路径有两条，第一条是增加其散热介质(油)的容积。第二是增加换热面积，而增加换热面积的同时也自然增加了储油量。本发明的一实施例中，可以把储油量增加到30L，润滑油的比热容为2100J/(kg·℃)，水的比热容为4200J/(kg·℃)，不锈钢比热容为460J/(kg·℃)，水的比热容最大，故选其做吸热的介质，不锈钢导热性较好，选材为传导介质。空压机的传送油管为Φ25mm，壁厚3mm，压力为4kg/cm²，流量4m³/h，则每小时30L润滑油要在散热管路中循环130次，30L油的质量为18kg，在单位时间内30L油释放的热量4914000J，而将热量传导出去所需的传导质质量81kg，传导质的长度19.14354m，所以本实施例中，将20m的Φ25mm，壁厚为3mm的不锈钢管盘成Φ300的螺旋体结构，其长度为500mm，再制作一个长600mm，高500mm，宽400mm的立方体结构的散热器箱体62，将螺旋体结构的散热管61放在其中，焊接进、出油管623、624及进、出水管621、622，则本实施例的水冷散热器6即可达到产热、散热的平衡。

在本发明的一实施例中，可以设定进水管直径为10mm，压力为4kg/cm²，流量为1m³/h。当环境温度为35℃，润滑油的温度达到120℃(空压机的跳机设定温度)，每立方米35℃的水在相同比热容的情况下可将每立方米120℃的油冷却到78℃，降温幅度为43℃，那么每小时1m³的35℃的水可将120℃、4m³的油冷却11℃，因水的比热容为4200J/(kg·℃)，而油的比热容为2100J/(kg·℃)，油水的比热系数为140/350w/m^-2/℃＝1∶2.5，所以体积为1m³温度为35℃的水就可将4m³的油冷却到11℃×2.5≈27℃，就可以从120℃降到100℃以内。

本发明的一实施例中，该水冷散热器6包括螺旋结构的散热管61及散热器箱体62，该散热管61优选为直径25mm、壁厚3mm的304不锈钢管(或铜、铝等金属材料)，该散热器箱体62优选为壁厚5mm的外壳热板，其连接软管优选为耐压1.8MP的耐油橡胶管，外接生产冷却水源。本发明的内置式水冷散热器6可与空压机的原装风冷散热器并用，收到了极好的效果，各机器的出口温度均下降10-15℃，彻底解决了高温跳机的故障。

本发明的工作原理为，高温的润滑油通过风冷散热器4的风冷翅片初步降温后，再经水冷散热器6的进油口623进入水冷散热器6中的散热管61进行二次降温，散热管61将润滑油的热量吸收并传导给散热器箱体62中的吸热介质水，完成一个冷却循环，达到空压机降温的目的。同时，外接冷却水系统7供应的冷却水经散热器箱体62上的进水口621进入散热器箱体62内，将散热管61传导出来的润滑油的热量全部吸收并通过散热器箱体62上的出水口622带出，流入外接冷却水系统7(例如车间冷却水塔)，完成冷却介质的降温再返回车间，实现最终冷却介质的循环利用。

本发明的工作过程为，散热机油从空气压缩机的机头1被挤压流经油气分离器2，经温控阀3进入风冷散热器4降温后返回空气压缩机的机头1，完成散热流程。加装水冷散热器6后，在自风冷散热器4至空气压缩机的机头1的回油管路42(即在所述第一管路63及所述第二管路64之间的回油管路42)上设置了阀门5，在水冷散热器6进油管路即第一管路63上也安装了阀门5，在回油管路即第二管路64上同样安装了阀门5，本实施例中该阀门5均优选为球阀。夏季高温时，关闭系统中直通截止阀门5即回油管路42上的球阀，打开水冷散热器6的第一管路63及第二管路64上的阀门5，使热油先流经风冷散热器4初步降温，然后再通过阀门5(分别为进油阀、出油阀)流经水冷散热器6二次降温后返回空气压缩机的机头1。水冷散热器6接通外接冷却水系统7(例如车间冷却水系统)，通过车间冷却水网给水冷散热器6强制冷却，完成整个系统的二次降温流程。冬季低温时，打开系统中回油管路42上的阀门5，关闭水冷散热器6第一管路63上的进油球阀及第二管路64上的出油球阀，润滑油直接通过风冷散热器4后返回空气压缩机的机头1，水冷散热器6处于备用状态。此时，应关闭车间冷却水源，放净水冷散热器6中的冷却水，以防结冰。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种水冷散热器，其特征在于，包括散热器箱体和设置在所述散热器箱体内的散热管，所述散热器箱体上设置有进油口、出油口、进水口及出水口，所述散热管的两端分别与所述进油口及所述出油口连接，所述进油口及所述出油口分别与空气压缩机的回油管路连通，所述进水口及所述出水口分别与外接冷却水系统连通。

2.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于，所述散热管为螺旋式结构。

3.如权利要求2所述的水冷散热器，其特征在于，所述散热管为蛇形结构。

4.如权利要求3所述的水冷散热器，其特征在于，所述散热管为回字形结构。

5.如权利要求1、2、3或4所述的水冷散热器，其特征在于，所述出油口及所述进水口设置在所述散热器箱体的下部，所述进油口及所述出水口设置在所述散热器箱体的上部。

6.一种空压机散热系统，包括风冷散热器和水冷散热器，所述风冷散热器分别通过进油管路及回油管路与空气压缩机的机头连接，所述水冷散热器连接在所述回油管路上，其特征在于，所述水冷散热器包括散热器箱体和设置在所述散热器箱体内的散热管，所述散热器箱体上设置有进油口、出油口、进水口及出水口，所述散热管的两端分别与所述进油口及所述出油口连接，所述进油口及所述出油口分别通过第一管路及第二管路与所述回油管路连通，所述第一管路及所述第二管路上分别设置有阀门，在所述第一管路及所述第二管路之间的回油管路上也设置有阀门，所述进水口及所述出水口分别与外接冷却水系统连通。

7.如权利要求6所述的空压机散热系统，其特征在于，所述散热管为螺旋式结构。

8.如权利要求7所述的空压机散热系统，其特征在于，所述散热管为蛇形结构。

9.如权利要求8所述的空压机散热系统，其特征在于，所述散热管为回字形结构。

10.如权利要求6、7、8或9所述的空压机散热系统，其特征在于，所述出油口及所述进水口设置在所述散热器箱体的下部，所述进油口及所述出水口设置在所述散热器箱体的上部。

Images