CN103821697A

CN103821697A - 一种空压机热回收二次换热装置

Info

Publication number: CN103821697A
Application number: CN201410079197.2A
Authority: CN
Inventors: 陈剑波; 李林; 陈雷田; 季曙明; 岳畏畏; 赵向辉; 姚晶姗
Original assignee: SHANGHAI ANYUE ENERGY-SAVING S&T Co Ltd; University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: SHANGHAI ANYUE ENERGY-SAVING S&T Co Ltd; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明属于工业节能领域，具体涉及一种空压机热回收二次换热装置，用以制取工艺热水、生活热水、采暖用热水等。本发明空压机热回收二次换热装置包括一次侧换热系统、二次侧换热系统以及自动控制系统，一次侧换热系统为闭式系统，二次侧换热系统为开式系统，一次侧换热系统将空压机油路余热通过板式换热器传递给二次侧换热系统，二次侧换热系统通过循环将用户侧水箱中的水加热。本发明空压机热回收二次换热装置采用PID自动控制，能够实现油温自动控制，并能有效降低板式换热器结垢的风险；本发明设备高度集成、减少了占地面积，而且充分利用了空压机余热，环保节能。

Description

一种空压机热回收二次换热装置

技术领域

本发明属于工业节能领域，具体涉及一种空压机热回收二次换热装置。

背景技术

空压机在工业上应用极为广泛，也因此获得“通用机械”的称号。随着国民经济的飞速发展，空压机的用量也在大幅提升。空压机是工业上的用电大户且使用过程中会向环境中释放大量热量，造成能源浪费和环境污染。

根据美国能源署统计：空压机在运行时，大约85%的电能转化为热量，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中，这些“多余”热量中有60%是可以被利用的，折合压缩机的轴功率的50%，空压机热回收意义重大。

目前空压机热回收主要形式为一次换热。其缺点为：换热温差大，使得板式换热器容易结垢；一次换热只能现场组装且占地面积大；一般没有或只有很少的自动控制装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种模块化的空压机热回收装置，用以制取工艺热水、生活热水、采暖用热水等。

为达到上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种空压机热回收二次换热装置，包括一次侧换热系统、二次侧换热系统以及自动控制系统，所述一次侧换热系统为闭式系统，所述二次侧换热系统为开式系统，所述一次侧换热系统将空压机油路余热通过板式换热器传递给所述二次侧换热系统，所述二次侧换热系统通过循环将用户侧水箱中的水加热。

进一步地，所述自动控制系统的控制对象包括电动三通阀、辅助电加热器、补水电磁阀。

进一步地，所述电动三通阀装在所述一次侧回路中，所述电动三通阀由所述自动控制系统根据所述空压机的回油温度进行控制。

进一步地，所述辅助电加热器装在保温水箱中，所述辅助电加热器由所述自动控制系统根据所述保温水箱的水温和所述空压机的回油温度进行控制。

进一步地，所述补水电磁阀与所述保温水箱连接，所述补水电磁阀由所述自动控制箱系统根据所述保温水箱的水位进行控制。

进一步地，所述空压机热回收二次换热装置包括温度传感器和压力传感器，所述自动控制系统根据所述温度传感器和所述压力传感器测得的参数进行控制。

由于采用了上述技术方案，本发明的优点在于：本发明空压机热回收二次换热装置采用PID自动控制，能够实现油温自动控制，并能有效降低板式换热器结垢的风险；本发明设备高度集成、减少了占地面积，而且充分利用了空压机余热，环保节能。

附图说明

图1为本发明空压机热回收二次换热系统的原理图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式做进一步的详细描述。

本发明一种空压机热回收二次换热装置，主要由一次侧水泵、二次侧水泵、板式换热器、三通阀、定压罐、温度传感器、压力传感器、自动控制系统组成。一次侧系统为闭式系统，主要起能热量传递的作用，由一次侧水泵提供循环动力，循环水吸收空压机油路余热并将热量通过板式换热器传递给二次侧水系统。一次侧系统装有电动三通调节阀，装置可以对实际测量的回油温度和设定的回油温度进行比较，通过PID换算，控制电动三通调节阀的开度以控制一次侧旁通水流量来控制回油温度。二次侧系统为开式系统，二次侧水泵将水箱中的水循环至板式换热器加热后送回水箱，将空压机油路余热转换成水箱储热。用户侧水箱中配有温度传感器和液位传感器，温度传感器用于对水箱温度进行监测并为辅助电加热提供动作依据，液位传感器用于感知水箱水位并为补水阀提供动作依据。一次侧系统中装有定压罐，以平衡一次侧系统中流体的热胀冷缩并维持系统压力稳定。

图1为本发明空压机热回收二次换热系统的原理图，参照图1，空压机热回收二次换热装置主要包括：一次侧循环泵1、安全阀2、水流开关3、电动三通阀4、自动排气阀5、Y型过滤器6、温度传感器7、定压罐8、压力传感器9、板式换热器10、二次侧循环泵11以及自动控制系统。其他部件主要包括：液位传感器12、辅助电加热器13、保温水箱14、补水电磁阀15、空压机16、油-水换热器17。

其中，一次侧循环过程为：一次侧循环泵1→油-水换热器17→板式换热器10→一次侧循环泵1。一次侧循环泵1为一次侧系统提供循环动力，水经过油-水换热器17被加热后循环至板式换热器10与二次侧水系统进行换热。一次侧系统中装有定压罐8用以平衡系统中的热胀冷缩并维持压力稳定。一次侧系统中装有电动三通阀4，其主要功能是根据空压机回油温度的高低调节自身阀门开度，改变一次侧循环流量的大小维持空压机回油温度的相对恒定。当温度传感器感知空压机油温超过设定值时，内置PID自动控制装置会调节三通阀减少旁通水流量增大热回收量降低油温，当温度传感器感知空压机油温低于设定值时，内置PID自动控制装置会调节三通阀增大旁通水流量减少热回收量维持油温在合适的范围内。

二次侧循环过程为：二次侧循环泵11→板式换热器10→保温水箱14→二次侧循环泵11。二次侧循环泵11为二次侧系统提供循环动力，将保温水箱14中的水循环至板式换热器10进行加热，将加热后的热水送入保温水箱14。保温水箱14内部的温度传感器7和辅助电加热器13是相关部件，当水箱中的温度低于其低设定值且空压机回油温度低于其低设定值时，辅助电加热器13投入运行，将保温水箱14水温加热至高设定值时加热结束。保温水箱14中的液位传感器12和补水电磁阀15是相关部件，当液位传感器12感知水位达到低水位设定值时系统控制补水电磁阀15开启为保温水箱14补水，当液位传感器12感知水位达到高水位设定值时系统控制补水电磁阀15关闭，补水停止。

以上显示和描述了本发明基本的原理和主要特征以及其优势。本领域普通技术人员应当明白，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中的描述只是用于说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还可能出现各种变化和改进，诸如此类等同或等效变化或改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书界定。

Claims

1.一种空压机热回收二次换热装置，其特征在于包括一次侧换热系统、二次侧换热系统以及自动控制系统，所述一次侧换热系统为闭式系统，所述二次侧换热系统为开式系统，所述一次侧换热系统将空压机油路余热通过板式换热器传递给所述二次侧换热系统，所述二次侧换热系统通过循环将用户侧水箱中的水加热。

2.如权利要求1所述的空压机热回收二次换热装置，其特征在于：所述自动控制系统的控制对象包括电动三通阀、辅助电加热器、补水电磁阀。

3.如权利要求2所述的空压机热回收二次换热装置，其特征在于：所述电动三通阀装在所述一次侧回路中，所述电动三通阀由所述自动控制系统根据所述空压机的回油温度进行控制。

4.如权利要求2所述的空压机热回收二次换热装置，其特征在于：所述辅助电加热器装在保温水箱中，所述辅助电加热器由所述自动控制系统根据所述保温水箱的水温和所述空压机的回油温度进行控制。

5.如权利要求4所述的空压机热回收二次换热装置，其特征在于：所述补水电磁阀与所述保温水箱连接，所述补水电磁阀由所述自动控制箱系统根据所述保温水箱的水位进行控制。

6.如权利要求1或2所述的空压机热回收二次换热装置，其特征在于：所述空压机热回收二次换热装置包括温度传感器和压力传感器，所述自动控制系统根据所述温度传感器和所述压力传感器测得的参数进行控制。