CN103344031A - 一种废热回收的冷暖空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废热回收的冷暖空调系统，包括螺杆有油空气压缩机、溴化锂制冷机和热油换热器，所述的溴化锂制冷机的两热水端口分别连接热水输入通道和热水输出通道，两冷水端口分别与冷水输入通道和冷水输出通道连接，溴化锂制冷机通过连接热油换热器一侧与连接热油换热器另一侧的螺杆有油空气压缩机换热。本系统在空压机的油道处增加热油换热器，可将空压机产生的热量通过换热器交换热量产生高温热水，这部分热水在夏季时通过溴化锂制冷机，可产生5～10℃冷冻水用于空调制冷，在冬季时通过阀门切换，可直接把热水供到空调末端供系统采暖使用，如此达到夏季制冷冬季采暖的两大功能。

Description

一种废热回收的冷暖空调系统
技术领域
本发明涉及空调领域，特别涉及一种冷暖空调的制冷及供热结构。
背景技术
在一般的螺杆有油空气压缩机上，大多是将其压缩而生成的废热直接利用风扇吹到大气中而排出，该部分的能量没有对其利用而白白浪费于大气环境中。而对于空压机的热油输出及冷却回油的管道循环系统而言，由于空压机内部的油气分离器分离时产出的热油温度根据情况可以为75～100℃高温热油，传统管道上均设计为将油气分离器的热油直接经过油冷却器冷却后变成55～70℃返回到压缩机头内，因此这部分温差20℃左右的热量相当是被浪费的，另外75～100℃的高温气体也需要降温，这部分热量也是相当大。 
发明内容
为了克服现有的空调产生的废热浪费，本发明提供一种对空压机产生废热进行回收的系统，其利用废热达到对冷冻水进行制冷的目的。
本发明通过以下技术方案实现：
一种废热回收的冷暖空调系统，包括螺杆有油空气压缩机、溴化锂制冷机和热油换热器，溴化锂制冷机的两热水端口分别连接热水输入通道和热水输出通道，溴化锂制冷机的两冷水端口分别与冷水输入通道和冷水输出通道连接，溴化锂制冷机连接的热水输入通道、热水输出通道通过连接热油换热器一侧与连接热油换热器另一侧的螺杆有油空气压缩机换热，所述的螺杆有油空气压缩机分别接有热油输出通道和回油通道，所述的热油输出通道和回油通道连接于螺杆有油空气压缩机内的第一空压机温控阀。
作为进一步描述，所述的热油输出通道连接热交换通道的一端及分流通道，热交换通道的另一端连接分流通道，所述的热交换通道、热水输入通道和热水输出通道与所述的热油换热器连接。
作为对上述方案的更进一步描述，所述的分流通道通过第二温控阀分别与高温回油通道及低温回油通道接通，所述的高温回油通道经油冷却器与所述的回油通道连通，所述的低温回油通道与所述的回油通道连通。
作为对上述方案的更进一步描述，热油输出通道和分流通道之间设有阀门开关，热交换通道的两端分别设有一热油交换阀门开关。
作为一种优选方案，所述的热水输入通道和冷水输出通道之间通有热水直通输入管，所述的热水输出通道和冷水输入通道之间通有热水直通输出管，所述的热水直通输入管和热水直通输出管两端、所述的溴化锂制冷机在与热水输入通道及热水输出通道连接处、溴化锂制冷机在与冷水输入通道及冷水输出通道连接处各设有取暖阀门开关。
作为上述方案的进一步描述，所述的螺杆有油空气压缩机包括油气分离器，油气分离器的气体输出端通过依次连接的换气输入通道、气体换热器、换气输出通道与螺杆有油空气压缩机的压缩气体输出通道连接。所述的气体换热器通过水循环管道分别连接所述的热水输入通道及热水输出通道换热，且在连接换气输入通道和换气输出通道的两端各设置有一气体旁通阀门开关。
作为对上述方案析更进一步描述，所述的热油换热器为板式换热器、壳式换热器或套管式换热器。
本发明还可以通过以下技术方案实现：
一种废热回收的冷暖空调系统，包括螺杆有油空气压缩机，还包括溴化锂制冷机和热油换热器，所述的溴化锂制冷机的两热水端口分别连接热水输入通道和热水输出通道，溴化锂制冷机的两冷水端口分别与冷水输入通道和冷水输出通道连接，溴化锂制冷机连接的热水输入通道、热水输出通道通过连接热油换热器一侧与连接热油换热器另一侧的螺杆有油空气压缩机换热，所述的螺杆有油空气压缩机分别接有热油输出通道和回油通道，所述的热油输出通道连接油气分离器与热油换热器，所述回油通道连接热油换热器和螺杆有油空气压缩机内的第一空压机温控阀，所述的第一空压机温控阀与油冷却器连接。
本发明的有益效果是：本系统在空压机的油道处增加热油换热器，可将空压机产生的热量通过换热器交换热量产生高温热水至制冷机的一端用以供热，可有效利用回收空压机的废热。在回油通道和分流通道之间设有高温回油通道和低温回油通道并在其交接处设有交换阀门，可进一步控制热油的输送循环路线。本系统还在热油输出通道和分流通道之间设有旁通阀门开关，用于旁通，新增第二温控阀当热油处于高温时则导至原有冷却器冷却处理再循环，低温时则直接流回空压机处理；在溴化锂制冷机的冷水循环通道及热水循环通道之间另接有热水直通管道，主要用以北方的冬天时，作为采暖系统所用。本系统通过回收空压机的废热，可产生高达70℃以上的热水用于制冷，余热回收量相当于空压机轴功率的70%以上，废热回收率高，经济效益好；另外，制冷机部分除了满足正常制冷需要外，还可产生5～10℃的冷冻水，用于其他设备的冷冻需求。
附图说明
图1是本发明的整体结构简化示意图。
图2是螺杆有油空气压缩机的结构原理图。
图3是溴化锂制冷机的结构原理图。
图4是本发明的另一整体结构简化示意图。
其中：1、螺杆有油空气压缩机，2、溴化锂制冷机，3、热油换热器；11、热油输出通道，12、回油通道，13、分流通道，14、高温回油通道，15、低温回油通道，16、气体输出端，17、油冷却器，18、压缩气体输出通道，19、循环水泵，20、比例积分阀；21、热水输入通道，22、热水输出通道，23、冷水输入通道，24、冷水输出通道25、发生器，26、冷凝器，27、吸收器，28、蒸发器；31、热交换通道，32、热水直通输入管，33、热水直通输出管；41、第一空压机温控阀，42、第二温控阀，43、旁通阀门开关，44、热油交换阀门开关，45、取暖阀门开关，46、气体阀门开关，47、气体旁通阀门开关；51、压缩机头，52、油气分离器，53、气体冷却系统；6、气体换热器，61、换气输入通道， 62、换气输出通道；7、系统末端。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：实施例1，如图1—图3所示，一种废热回收的冷暖空调系统，包括螺杆有油空气压缩机1、溴化锂制冷机2和热油换热器3，其中，热油换热器3可以根据需要采用板式换热器、壳式换热器或套管式换热器等，所述的溴化锂制冷机2的两热水端口分别连接热水输入通道21和热水输出通道22，溴化锂制冷机2的两冷水端口分别与冷水输入通道23和冷水输出通道24连接，溴化锂制冷机2连接的热水输入通道21、热水输出通道22通过连接热油换热器3一侧与连接热油换热器3另一侧的螺杆有油空气压缩机1换热，所述的螺杆有油空气压缩机1分别接有热油输出通道11和回油通道12，所述的热油输出通道11和回油通道12连接于螺杆有油空气压缩机1内的第一空压机温控阀41，该第一空压机温控阀41采用空压机油温控阀或温控型电动三通阀，所述热水输入通道21上设有比例积分阀20，所述热水输出通道22上设有循环水泵19。
所述的螺杆有油空气压缩机1包括压缩机头51和油气分离器52，对吸入的低温常压气体利用压缩机头51进行压缩后，由于空气被压缩释放大量的热量，热量被油、气吸收并产生温度为75～100℃、压强为6-8kg/cm2的高温高压的油气混合体，此部分混合体进入油器分离器52进行油和压缩空气的分离，并将油气分离器的气体输出端16通过依次连接的换气输入通道61、气体换热器6、换气输出通道62与螺杆有油空气压缩机的压缩气体输出通道18连接，压缩并分离后的气体经过冷却输出至外部，其中分离出的高温压缩气体经过气体冷却系统53冷却，该冷却系统53包含风冷式冷却器和水冷式冷却器，冷却后输出为低温压缩气体，可进入储气罐和冷干机，供工厂生产使用；而分离出的热油即通过热油换热器3与溴化锂制冷机2一端的热水输入输出通道交换热量，并通过油冷却器17处降温，该油冷却器17包含风冷式冷却器和水冷式冷却器，冷却至温度为55～70℃的油回到压缩机头处，因此油系统是循环的，主要作用是运输热量以及冷却润滑压缩机头51，而热水输入通道吸收热量后升温至70℃以上，通过管路进入到溴化锂制冷机2的发生器，进行热交换释放热量，降温后的热水又返回到热水输出通道如此循环供热，将废热传至溴化锂制冷机2一方用以供热；溴化锂制冷机2利用提供的热量进行制冷，其中，溴化锂制冷机2内部包括蒸发器28、吸收器27、发生器25和冷凝器26，其通过利用冷凝剂和吸收溶液在温度及气压因素产生相态变化的特性，将提供的热量在上述结构内循环带动流动：当溴化锂水溶液在发生器25内受到热媒水的加热后，溶液中的水不断汽化，随着水的不断汽化，发生器25内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器27；水蒸气进入冷凝器26，被冷凝器26内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器26内的水通过节流阀进入蒸发器28时，因大气压强的原因而急速膨胀汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器28内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的，在此过程中，低温水蒸气进入吸收器27，被吸收器27内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器25，则完成整个循环。制冷产生的冷水约5～10℃，产生冷水并送到系统末端7进行冷水供应，冷水经换热后升温到12～15℃经管路返回到溴化锂制冷机的蒸发器28重复进行制冷，如此循环。
作为进一步描述，所述的热油输出通道11连接热交换通道31的一端及分流通道13，热交换通道的另一端连接分流通道，所述的热交换通道31、热水输入通道21和热水输出通道22与所述的热油换热器3连接。热油输出通道11和分流通道13之间设有第一阀门开关43，热交换通道31的两端分别设有一热油交换阀门开关44。
作为对上述方案的更进一步描述，所述的分流通道13通过第二温控阀42分别与高温回油通道14及低温回油通道15接通，可以保护空压机的温衡，防止高温或低温情况出现，该第二温控阀42与第一空压机温控阀41在实际安装时位置可以互换，其采用空压机油温控阀或温控型电动三通阀；所述的高温回油通道14经油冷却器17与所述的回油通道12连通，所述的低温回油通道15与所述的回油通道12连通。通过阀门开关及温控阀的设置，可以根据油温进行循环通道的选择：油温过高时通过热油换热器3进行换热降温，然后返回到第二温控阀42处判断油温高低，若油温依然过高则由高温回油通道14通到油冷却器17处降温返回至回油通道12，若油温较低则直接通过低温回油通道15返回至回油通道12，如此可以保护空压机在适当温度下运行，不会因温度过高或过低影响空压机的正常运行。
作为一种优选方案，所述通过循环水泵19把热水输入通道22再分2路分别进入热油换热器3和气体换热器6，热水升温后进入通道21，所述热水输入通道21上设有比例调节阀20，能有效地控制热水温度；所述的热水输出通道21的热水进入溴化锂制冷机，降温后的热水回到通道22，如此热水循环用于夏季制冷系统，溴化锂制冷机2通过吸收热量转换为5～10℃冷冻水供到系统末端7供应冷水，完成空调制冷系统。所述热水系统用于采暖时，关闭整个溴化锂制冷机系统，这时通过循环水泵19把热水输入通道22再分2路分别进入热油换热器3和气体换热器6，热水升温后进入通道21，所述热水输入通道21上设有比例调节阀20，能有效地控制热水温度，通过控制开关取暖开关45的方向，热水进入通道32和通道23进入系统末端7供应热能，采暖回水经过通道24和通道33，再返回水泵进入通道22，如此热水循环完成了冬季采暖的系统流程，其中系统末端7可以为空调末端、风机盘管处、工业用冷冻水设备或者散热片。
作为上述方案的进一步描述，所述的气体换热器6通过水循环管道63分别连接所述的热水输入通道21及热水输出通道22换热，且气体换热器6在连接换气输入通道61和换气输出通道62的两端各设置有一气体阀门开关46。
作为对上述方案的更进一步描述，所述的油气分离器52和压缩气体输出通道18之间直接连通且设置有气体旁通阀门开关47。通过气体阀门开关46的设置，可以改变气体的流向，不需产热水时通过阀门切换，气体直接从旁通阀经过，而不进入气体换热器6。
实施例2
如图4所示，一种废热回收的冷暖空调系统，包括螺杆有油空气压缩机1，还包括溴化锂制冷机2和热油换热器3，所述的溴化锂制冷机2的两热水端口分别连接热水输入通道21和热水输出通道22，溴化锂制冷机2的两冷水端口分别与冷水输入通道23和冷水输出通道24连接，溴化锂制冷机2连接的热水输入通道21、热水输出通道22通过连接热油换热器3一侧与连接热油换热器3另一侧的螺杆有油空气压缩机1换热，所述的螺杆有油空气压缩机1分别接有热油输出通道11和回油通道12，所述的热油输出通道11连接油气分离器17与热油换热器3，所述回油通道12连接热油换热器3和螺杆有油空气压缩机1内的第一空压机温控阀41，所述的第一空压机温控阀41与油冷却器17连接。此实施例与实施例1的区别在于：第一空压机温控阀41的设置位置不一样，热油从油气分离器17出来后直接流经热油换热器3后再经第一空压机温控阀41流到螺杆有油空气压缩机1的油冷却器17后再经压缩机机头51回流到油气分离器17，其他的管道连接及介质流向与实施例1相同，在此不再描述。
本系统采用油气双回收技术，把空压机高温油和高温的压缩气体分别通过气体换热器及热油换热器进行热交换（油气热量双回收），通过空压机的热回收用于溴化锂制冷机，其提高了回收效率，空压机的热量正常是被风扇吹到大气中白白浪费，而通过本技术可以达到热量的转换，冬季可以采暖、夏季可以制冷，使浪费的热量重新利用，系统改造后只有水泵需要耗很少的电，而无需耗能的加热设备和耗能的制冷设备就可达到制冷采暖的目的，节能价值很大，空压机产生的热量变废为宝，其节能量更大，节能价值更明显。
上面详细描述了本发明的具体实施例。但应当理解，本发明的实施方式并不仅限于上述实施例，上述实施例的描述仅用于帮助理解本发明的精神。在本发明所揭示的精神下，对本发明所作的各种变化例，均落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种废热回收的冷暖空调系统，包括螺杆有油空气压缩机，其特征在于：还包括溴化锂制冷机和热油换热器，所述的溴化锂制冷机的两热水端口分别连接热水输入通道和热水输出通道，溴化锂制冷机的两冷水端口分别与冷水输入通道和冷水输出通道连接，溴化锂制冷机连接的热水输入通道、热水输出通道通过连接热油换热器一侧与连接热油换热器另一侧的螺杆有油空气压缩机换热，所述的螺杆有油空气压缩机分别接有热油输出通道和回油通道，所述的热油输出通道和回油通道连接于螺杆有油空气压缩机内的第一空压机温控阀。
2.根据权利要求1所述的一种废热回收的冷暖空调系统，其特征在于：所述的热水输入通道和冷水输出通道之间通有热水直通输入管，所述的热水输出通道和冷水输入通道之间通有热水直通输出管，所述的热水直通输入管和热水直通输出管两端、所述的溴化锂制冷机在与热水输入通道及热水输出通道连接处、溴化锂制冷机在与冷水输入通道及冷水输出通道连接处各设有取暖阀门开关。
3.根据权利要求1所述的一种废热回收的冷暖空调系统，其特征在于：所述的热油输出通道连接热交换通道的一端及分流通道，热交换通道的另一端连接分流通道，所述的热交换通道、热水输入通道和热水输出通道与所述的热油换热器连接，所述热水输入通道上设有比例积分阀。
4.根据权利要求3所述的一种废热回收的冷暖空调系统，其特征在于：所述的分流通道通过第二温控阀分别与高温回油通道及低温回油通道接通，所述的高温回油通道经油冷却器与所述的回油通道连通，所述的低温回油通道与所述的回油通道连通。
5.根据权利要求3所述的一种废热回收的冷暖空调系统，其特征在于：热油输出通道和分流通道之间设有旁通阀门开关，热交换通道的两端分别设有一热油交换阀门开关。
6.根据权利要求1所述的一种废热回收的冷暖空调系统，其特征在于：所述的螺杆有油空气压缩机包括油气分离器，油气分离器的气体输出端通过依次连接的换气输入通道、气体换热器、换气输出通道与螺杆有油空气压缩机的压缩气体输出通道连接。
7.根据权利要求6所述的一种废热回收的冷暖空调系统，其特征在于：所述的气体换热器通过水循环管道分别连接所述的热水输入通道及热水输出通道换热。
8.根据权利要求6所述的一种废热回收的冷暖空调系统，其特征在于：所述的第二温控器采用空压机温控阀或温控式电动三通阀。
9.根据权利要求1所述的一种废热回收的冷暖空调系统，其特征在于：所述的热油换热器为板式换热器、管壳式换热器或套管式换热器，所述的气体换热器采用管壳式换热器或套管式换热器，所述热水输出通道上设有循环水泵。
10.一种废热回收的冷暖空调系统，包括螺杆有油空气压缩机，其特征在于：还包括溴化锂制冷机和热油换热器，所述的溴化锂制冷机的两热水端口分别连接热水输入通道和热水输出通道，溴化锂制冷机的两冷水端口分别与冷水输入通道和冷水输出通道连接，溴化锂制冷机连接的热水输入通道、热水输出通道通过连接热油换热器一侧与连接热油换热器另一侧的螺杆有油空气压缩机换热，所述的螺杆有油空气压缩机分别接有热油输出通道和回油通道，所述的热油输出通道连接油气分离器与热油换热器，所述回油通道连接热油换热器和螺杆有油空气压缩机内的第一空压机温控阀，所述的第一空压机温控阀与油冷却器连接。
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