CN106969528A - 一种热量回收循环系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热量回收循环系统，包括空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组、中央控制单元，所述热回收机组内置于空压机中；所述空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组均与中央控制单元连接。一种热量回收循环方法，用于所述的热量回收循环系统，包括以下步骤：中央控制单元发出热量传输指令至空压机，所述空压机将其产生的热量传输至热回收机组；所述热回收机组的温度传感器检测到空压机内的油温值，并将所述数据传输至中央控制单元；所述中央控制单元根据接收到的数据发出指令，控制流量分配阀的开启比例。采用水路流量分配装置，提升了空压机的热回收效率，减少了空压机原冷却系统热量损失，广泛应用于热处理领域。

Description

一种热量回收循环系统及其方法
技术领域
本发明涉及热处理领域，具体为一种热量回收循环系统及其方法。
背景技术
中央空调作为室内温度调节设备，具有使用范围广泛、需求量大、功率大、能耗比高、占工厂耗电量比重高等特点，因而中央空调在办公室温度调节、工业制造、工艺除湿等领域得到了广泛的应用。
空压机余热回收制冷系统就是针对工业制造企业，通过软硬件进行系统改造与集成，回收空压机运行中产生的热量，并将其热量转换为办公区需求的冷量或者热量的一整套系统，包括热量回收、热量转换、冷量输出等分系统的集成应用及协调控制、数据监控。因空压机余热制冷采用废热驱动，相对于中央空调螺杆机组的电力驱动方式，可节约90%的耗电量。
现代工业中压缩空气作为工厂中常用的三大动力源之一，具有来源广泛，压缩比高，输送方便等特点，因而压缩空气在工业制造领域得到了广泛的应用，但是空压机运行中存在着85%轴功率的热量以散热形式排到大气中，存在着大量热源浪费。
对于一台空压机，出厂时都配置有冷却系统，以冷却空压机的正常运行时产生的压缩热，同时将空压机的热量排到大气中，存在着大量热源浪费，因此有必要进行改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种热量回收循环系统及其方法。
本发明所采用的技术方案是：
本发明提供一种热量回收循环系统，包括：空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组、中央控制单元，所述热回收机组内置于空压机中；所述空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组均与中央控制单元连接；所述空压机通过热回收机组与溴化锂制冷机组连接，所述溴化锂制冷机组和循环泵组连接。
作为该技术方案的改进，所述空压机内还设置有流量分配阀，所述流量分配阀的一端与热回收机组连接。
作为该技术方案的改进，在所述热回收机组里还设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与中央控制单元的输入端连接。
作为该技术方案的改进，所述系统还包括冷却塔，所述冷却塔与空压机内的离心泵与连接。
进一步地，所述流量分配阀的另一端与离心泵连接。
进一步地，所述系统还包括显示及监控单元，所述显示及监控单元与中央控制单元连接。
另一方面，本发明还提供一种热量回收循环方法，用于所述的热量回收循环系统，其包括以下步骤：
中央控制单元发出热量传输指令至空压机，所述空压机将其产生的热量传输至热回收机组；
所述热回收机组的温度传感器检测到空压机内的油温值，并将所述数据传输至中央控制单元；
所述中央控制单元根据接收到的数据发出指令，控制流量分配阀的开启比例，以减少原油冷对油量的吸收。
进一步地，其还包括：当所述中央控制单元接收到的油温值超过空压机正常运行时的温度时，所述中央控制单元控制流量分配阀的开启比例为100%，使得空压机处于正常工作温度内。
进一步，其还包括：当所述中央控制单元接收到的油温值未超过空压机正常运行时的温度时，则所述中央控制单元控制流量分配阀的开启比例为0，以保证较多热量进入热回收机组，避免出现热量浪费。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种热量回收循环系统及其方法，通过将空压机的余热与溴化锂制冷机组进行有机结合，实现废热循环利用；采用水路流量分配装置，提升了空压机的热回收效率，减少了空压机原冷却系统热量损失；同时采用空压机运行中的废热作为驱动能源，节约制冷机组的耗电量；回收空压机热能的同时，也降低了空压机运行温度，改善了空压机运行工况，使得空压机的油、过滤器等备件使用寿命延长。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明第一实施例的结构示意图；
图2是本发明第二实施例的模块连接示意图；
图3是本发明第三实施例的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供一种热量回收循环系统，包括：空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组、中央控制单元，所述热回收机组内置于空压机中；所述空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组均与中央控制单元连接；所述空压机通过热回收机组与溴化锂制冷机组连接，所述溴化锂制冷机组和循环泵组连接。
作为该技术方案的改进，所述空压机内还设置有流量分配阀，所述流量分配阀的一端与热回收机组连接。
作为该技术方案的改进，在所述热回收机组里还设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与中央控制单元的输入端连接。
作为该技术方案的改进，所述系统还包括冷却塔，所述冷却塔与空压机内的离心泵与连接。
进一步地，所述流量分配阀的另一端与离心泵连接。
进一步地，所述系统还包括显示及监控单元，所述显示及监控单元与中央控制单元连接。
另一方面，本发明还提供一种热量回收循环方法，用于所述的热量回收循环系统，其包括以下步骤：
中央控制单元发出热量传输指令至空压机，所述空压机将其产生的热量传输至热回收机组；
所述热回收机组的温度传感器检测到空压机内的油温值，并将所述数据传输至中央控制单元；
所述中央控制单元根据接收到的数据发出指令，控制流量分配阀的开启比例，以减少原油冷对油量的吸收。
进一步地，其还包括：当所述中央控制单元接收到的油温值超过空压机正常运行时的温度时，所述中央控制单元控制流量分配阀的开启比例为100%，以保证更多的冷却水量进入空压机组，使得空压机处于正常工作温度内。
进一步，其还包括：当所述中央控制单元接收到的油温值未超过空压机正常运行时的温度时，则所述中央控制单元控制流量分配阀的开启比例为0，以保证较多热量进入热回收机组，避免出现热量浪费。
参照图1，是本发明第一实施例的结构示意图。本发明提供一种热量回收循环系统，包括：空压机1、热回收机组、溴化锂制冷机组2、循环泵组3、中央控制单元，所述热回收机组内置于空压机1中；所述空压机1、热回收机组、溴化锂制冷机组2、循环泵组3均与中央控制单元连接；所述空压机1通过热回收机组与溴化锂制冷机组2连接，所述溴化锂制冷机组2和循环泵组3连接。
所述循环泵组3包括热水泵、冷水泵、冷却水泵，其分别用于热水路循环、冷水路循环、冷却水路循环。
作为该技术方案的改进，所述空压机1内还设置有流量分配阀，所述流量分配阀的一端与热回收机组连接。
作为该技术方案的改进，在所述热回收机组里还设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与中央控制单元的输入端连接。
中央协调控制技术：采用PLC+触摸屏+变频调速对整个系统数据采集及监控。该系统可实现对整个能量回收及制冷系统中的所有空压机余热回收设备、吸收式制冷机、水泵、阀门以及其它系统辅助设备进行智能化控制，可根据现场工况结合设定参数，进行智能化控制，通过基于主控和辅助控制设备在控制过程中，合理利用空压机资源，根据现场实际冷量需求自动匹配出最理想的供冷平衡状态，最终实现对系统的整体节能和高效利用，同时确保正常生产，减少人工操作失误，降低整套系统的维护成本，同时延长系统设备的使用寿命。
整套系统控制有空压机组、余热回收机组、热水泵输送、冷水泵输送、冷却水泵输送、冷却塔、吸收式制冷机（溴化锂机组）等设备，整套系统有3路水循环系统，且热水循环回路可通过切换，并入取暖系统，实现需求区域的制冷与采暖切换，在整个系统中，热水压力、冷却水压、冷冻水压、热水温度、冷冻水温、冷却水温等工况参数范围要求非常高，否则将影响吸收式制冷机稳定性，严重情况将直接停机报警，系统要求:产热水温度：75度（±1度），冷冻水送出温度：10度（±0.5度），冷却水进入温度:20～33度以内,所有的水路压力都与温度相关联，影响冷冻水温度及流量因素：热水温度、热水流量、冷却水温、冷却水流量，系统效率高，就必须保证流量和温度的稳定性,只要一个系统参数偏差过大，就造成输出温度超过允许范围，出现偏离，所以整个系统的协调控制非常关键。
参照图2，是本发明第二实施例的模块连接示意图。所述热量循环系统包括中央控制单元、制冷机信号采集单元、温度信号采集单元、压力信号采集单元、按钮开关信号采集单元、故障信号采集单元，所述制冷机信号采集单元、温度信号采集单元、压力信号采集单元、按钮开关信号采集单元、故障信号采集单元均与所述中央控制单元连接；所述系统还包括显示及监控单元，所述显示及监控单元与所述中央控制单元连接；所述系统还包括余热回收机组数据采集单元以及余热回收机组，所述中央控制单元的输出端与余热回收机组数据采集单元的输入端连接；所述余热回收机组数据采集单元与余热回收机组连接。
所述系统还包括冷水控制单元、冷却水控制单元、热水控制单元、取暖控制单元，所述冷水控制单元、冷却水控制单元、热水控制单元、取暖控制单元均与中央控制单元连接。
其中：
中央控制单元：主要根据控制程序，采集输入信号，作出对应的判断输出。
制冷机信号采集单元：采集溴化锂机组的运行工况状态，以及根据溴化锂机组发出的信号，控制冷水单元、热水单元、冷却水单元的运行，并反馈到中央控制单元；
温度信号采集单元：采集冷水、热水、冷却水温度信号，并反馈到中央控制单元；
压力信号采集单元：采集冷水管网压力、热水管网压力、冷却水压力值，并反馈到中央控制单元；
按钮信号采集单元：采集操作人员对系统进行操作时的信号，并反馈到中央控制单元；
故障信号采集单元：采集水泵、溴化锂、变频器等设备的信号，并反馈到中央控制单元；
余热回收机组数据采集单元：采集各热量回收机组的运行状态及运行参数，并反馈到中央控制单元；
冷水控制单元：中央控制单元根据程序判断，输出冷水泵开启及关闭信号、水泵切换信号、变频转速信号；
冷却水控制单元：中央控制单元根据程序判断，输出冷却水泵开启及关闭信号、水泵切换信号、变频转速信号；
热水控制单元：中央控制单元根据程序判断，输出热水泵开启及关闭信号、水泵切换信号、变频转速信号
取暖控制单元：中央控制单元根据程序判断，输出取暖阀的开启及关闭信号、取暖温度调节信号。
参照图3，是本发明第三实施例的示意图。其为本方案一实施例的压缩空气工艺流程。本发明提供的热量回收循环系统，包括：空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组、中央控制单元，所述热回收机组内置于空压机中；所述空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组均与中央控制单元连接；所述空压机通过热回收机组与溴化锂制冷机组连接，所述溴化锂制冷机组和循环泵组连接。在所述热回收机组里还设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与中央控制单元的输入端连接。所述系统还包括冷却塔，所述冷却塔与空压机内的离心泵与连接。所述空压机内还设置有流量分配阀，所述流量分配阀的一端与热回收机组连接。所述流量分配阀的另一端与离心泵连接。
中央控制单元发出热量传输指令至空压机，所述空压机将其产生的热量传输至热回收机组；
所述热回收机组的温度传感器检测到空压机内的油温值，并将所述数据传输至中央控制单元；
所述中央控制单元根据接收到的数据发出指令，控制流量分配阀的开启比例，以减少原油冷对油量的吸收。
其还包括：当所述中央控制单元接收到的油温值超过空压机正常运行时的温度时，所述中央控制单元控制流量分配阀的开启比例为100%，以保证更多的冷却水量进入空压机组，使得空压机处于正常工作温度内。
进一步，其还包括：当所述中央控制单元接收到的油温值未超过空压机正常运行时的温度时，则所述中央控制单元控制流量分配阀的开启比例为0，以保证较多热量进入热回收机组，避免出现热量浪费。
本方案首先将空压机产生的热量，优先进入余热回收系统，热量提前回收，以确保回收的能量效果，同时在空压机原冷却水路安装一套流量分配阀，通过安装温度传感器，根据检测空压机的油温度来控制流量分配阀的开启比例，尽可能减少原油冷对油量的吸收，将其油量传递到余热回收机组中，从而达到空压机组运行温度的平衡，实现最高回收率。
热水循环回路:首先冷水经过余热回收机组加热为75度左右热水，75度的热水进入吸收式制冷机组，吸收式制冷机组吸收热水的能量，热水温度降低，降温后的热水通过水泵回送到余热回收机组实现加热循环；
冷冻水循环回路：首先15度左右的低温水通过水泵打压进入吸收式制冷机组，通过吸收式制冷机换热处理，吸收低温水的热量，产出10度左右的冷冻水，10度冷冻水被输送到室内空调盘管及风箱中，通过风机将冷冻水的冷量换热，车间降温，冷冻水温度升高到15度左右，回到吸收式制冷机中进行再次处理,实现冷冻水的循环制冷；
冷却水循环回路：因吸收式制冷机运行中需要散热，所以系统需配置冷却塔散热系统，32度左右的冷却水通过吸收式制冷机后，吸收制冷机运行中的热量，冷却水温升到36度左右，通过冷却塔散热，冷却水温降到32度，再次进入制冷机组进行冷却循环；
热水循环稳定控制:通过在水泵输送口安装高精度压力传感器和温度传感器，结合变频调速技术，同时选用变频调速水泵，由PLC采集数据，与设置的目标跟随进行比较，同时采用PLC的微积分运算指令，对压力波动进行模糊运算，将运算的结果送达变频器执行当前的调节量，实现温度及压力的稳定运行，同时空压机的运行台数也是随机变化的，也将影响到系统稳定性，本方案中央控制单元为解决此问题，采用RS485通讯技术，采集所有的空压机的运行状态，在出现空压机台数变化时，及时反馈到中央控制系统，根据台数自动修改系统的运行参数。
冷却水循环稳定控制:通过在水泵输送口安装高精度压力传感器和温度传感器，结合变频调速技术，同时选用变频调速水泵，由PLC采集数据，与设置的目标跟随进行比较，同时采用PLC的微积分运算指令，对温度波动进行模糊运算，将运算的结果送达变频器执行当前的调节量，实现温度及压力的稳定运行。
本发明提供的一种热量回收循环系统及其方法，通过将空压机的余热与溴化锂制冷机组进行有机结合，实现废热循环利用；采用水路流量分配装置，提升了空压机的热回收效率，减少了空压机原冷却系统热量损失；同时采用空压机运行中的废热作为驱动能源，节约制冷机组的耗电量；回收空压机热能的同时，也降低了空压机运行温度，改善了空压机运行工况，使得空压机的油、过滤器等备件使用寿命延长。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种热量回收循环系统，其特征在于，包括：空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组、中央控制单元，所述热回收机组内置于空压机中；所述空压机、热回收机组、溴化锂制冷机组、循环泵组均与中央控制单元连接；所述空压机通过热回收机组与溴化锂制冷机组连接，所述溴化锂制冷机组和循环泵组连接。
2.根据权利要求1所述的热量回收循环系统，其特征在于：所述空压机内还设置有流量分配阀，所述流量分配阀的一端与热回收机组连接。
3.根据权利要求2所述的热量回收循环系统，其特征在于：在所述热回收机组里还设置有温度传感器，所述温度传感器的输出端与中央控制单元的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的热量回收循环系统，其特征在于：所述系统还包括冷却塔，所述冷却塔与空压机内的离心泵与连接。
5.根据权利要求4所述的热量回收循环系统，其特征在于：所述流量分配阀的另一端与离心泵连接。
6.根据权利要求5所述的热量回收循环系统，其特征在于：所述系统还包括显示及监控单元，所述显示及监控单元与中央控制单元连接。
7.一种热量回收循环方法，用于权利要求5至6任一项所述的热量回收循环系统，其特征在于，其包括以下步骤：
中央控制单元发出热量传输指令至空压机，所述空压机将其产生的热量传输至热回收机组；
所述热回收机组的温度传感器检测到空压机内的油温值，并将所述数据传输至中央控制单元；
所述中央控制单元根据接收到的数据发出指令，控制流量分配阀的开启比例，以减少原油冷对油量的吸收。
8.根据权利要求7所述的热量回收循环方法，其特征在于，其还包括：
当所述中央控制单元接收到的油温值超过空压机正常运行时的温度时，所述中央控制单元控制流量分配阀的开启比例为100%，使得空压机处于正常工作温度内。
9.根据权利要求7或8所述的热量回收循环方法，其特征在于，其还包括：当所述中央控制单元接收到的油温值未超过空压机正常运行时的温度时，则所述中央控制单元控制流量分配阀的开启比例为0，以保证较多热量进入热回收机组，避免出现热量浪费。
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