CN107191359B - 一种空气压缩机冷却方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种空气压缩机冷却方法及系统，其中，空气压缩机冷却方法包括如下步骤：S1：在设定的周期内，获得空气压缩机工作时释放出的热量数据；S2：根据空气压缩机释放的热量，结合室外气象条件，获取空气压缩机降温所需的冷却水用量及温差；S3：根据S2中的冷却水用量和温差，确定冷却水泵和冷塔风机在设定周期内的最优转速；S4：在设定的周期内，持续提供满足上述用量、温度要求的冷却水对空气压缩机进行冷却。本发明克服了现有的空气压缩机冷却方法中存在不足，其能够实时对空气压缩机进行冷却，使空气压缩机的工作温度始终保持在适宜的范围内，有利于保证空气压缩机的正常运行。同时，本发明还避免了能源以及水资源的浪费。

Description

一种空气压缩机冷却方法及系统
技术领域
本发明涉及空气压缩机技术领域，尤其涉及一种空气压缩机冷却方法及系统。
背景技术
空气压缩机是一种用以压缩气体的设备。具体地，当空气压缩机压缩空气时会产生热量，为了保证空气压缩机正常工作，需要用循环水来实现空气压缩机的冷却。目前，现有的冷却方式主要通过一个热传感器来检测温度，比如当温度达到40摄氏度之后，传感器会进行报警。此时表明空气压缩机的工作温度过高，从而需要增大冷却水的供应量，使之降低温度。
但是，上述冷却方法属于被动式的冷却方式，冷却时空气压缩机的工作温度往往已经很高了，此时才采取提高冷却水供应量，从而达到冷却效果。此时，导致冷却的滞后，不利于空气压缩机的降温冷却。同时，上述冷却方法会对水资源造成浪费，不利于节能环保。
因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气压缩机冷却方法及系统，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述发明目的，本发明提供一种空气压缩机冷却方法，其包括如下步骤：
S1：在设定的周期内，获得空气压缩机工作时释放出的热量数据；
S2：根据空气压缩机释放的热量，结合室外气象条件，获取所述空气压缩机降温所需的冷却水用量及温差；
S3：根据S2中所述的冷却水用量和温差，确定冷却水泵和冷塔风机在设定周期内的最优转速；
S4：在设定的周期内，持续提供满足上述用量、温度要求的冷却水对所述空气压缩机进行冷却。
作为本发明的空气压缩机冷却方法的改进，所述设定的周期为所述空气压缩机工作的整个运行期间或者整个运行期间中的一段期间。
作为本发明的空气压缩机冷却方法的改进，所述冷却水用量Mcooling＝∑Q/[Cpw(t1-t2)]；
其中，∑Q为所述空气压缩机释放的热量kW，Cpw为水的比热容kJ/(kg·℃)，t1为冷却水的排水温度℃，t2为冷却水的进水温度℃，Cp为空气的定压比热容J/(kg·K)，m为每小时压缩空气的质量kg，Tc为厂内所需温度K，T0为环境温度，π为压缩比，k为绝热指数。
作为本发明的空气压缩机冷却方法的改进，所述空气压缩机为多个机组时，所述∑Q为设定的周期内各机组释放的总热量。
作为本发明的空气压缩机冷却方法的改进，持续提供冷却水时，实时监控冷却水流量，并对其流量进行调节。
为实现上述发明目的，本发明提供一种空气压缩机冷却系统，其包括：控制主机、流量计、控制阀、冷却水供给系统；所述冷却水供给系统通过管道与所述空气压缩机的水冷装置相连接，所述控制主机根据设定的周期内空气压缩机释放的热量数据反馈冷却水的用量，所述冷却水供给系统根据所述冷却水的用量提供具有相应流量的冷却水至所述空气压缩机的水冷装置，所述流量计和控制阀设置于所述管道上。
作为本发明的空气压缩机冷却系统的改进，所述控制主机按照如下计算公式反馈冷却水的用量：
冷却水用量Mcooling＝∑Q/[Cpw(t1-t2)]；
其中，∑Q为所述空气压缩机释放的热量kW，Cpw为水的比热容kJ/(kg·℃)，t1为冷却水的排水温度℃，t2为冷却水的进水温度℃，Cp为空气的定压比热容J/(kg·K)，m为每小时压缩空气的质量kg，Tc为厂内所需温度K，T0为环境温度，π为压缩比，k为绝热指数。
作为本发明的空气压缩机冷却系统的改进，所述空气压缩机为多个机组时，所述∑Q为设定的周期内各机组释放的总热量。
作为本发明的空气压缩机冷却系统的改进，所述冷却水供给系统还包括传感器，所述传感器设置于所述空气压缩机端，并实时采集所述空气压缩机热量排放处的温度数据，所述控制主机根据所述传感器采集的温度数据反馈空气压缩机的工作温度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的空气压缩机冷却方法克服了现有的空气压缩机冷却方法中存在不足，其能够实时对空气压缩机进行冷却，使空气压缩机的工作温度始终保持在适宜的范围内，有利于保证空气压缩机的正常运行。同时，本发明的空气压缩机冷却方法还避免了能源以及水资源的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的空气压缩机冷却方法一具体实施方式的方法流程示意图；
图2为本发明的空气压缩机冷却系统一具体实施方式的平面示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
如图1所示，其示出了本发明的冷却方法的流程示意图。具体地，本发明空气压缩机冷却方法包括如下步骤：
S1：在设定的周期内，获得空气压缩机工作时释放出的热量数据；
S2：根据空气压缩机释放的热量，结合室外气象条件，获取所述空气压缩机降温所需的冷却水用量及温差；
S3：根据S2中所述的冷却水用量和温差，确定冷却水泵和冷塔风机在设定周期内的最优转速；
S4：在设定的周期内，持续提供满足上述用量、温度要求的冷却水对所述空气压缩机进行冷却。
具体地，所述步骤S1中，所述设定的周期可以为所述空气压缩机工作的整个运行期间或者整个运行期间中的一段期间。从而，采集的热量数据为空气压缩机某一工作周期内释放的总热量，也可以为整个工作期间释放的总热量。进一步地，上述释放的热量数据为空气压缩机在设定的周期内释放热量的理论值。从而，释放的热量数据可预先进行计算，即当空气压缩机压缩空气时，会有一个压缩比，例如从5个大气压压缩至10个大气压的时候，压缩比为10/5＝2，然后利用已知的热力学公式计算获取空气压缩机释放的总热量。
所述步骤S2中，获取所述冷却水的实际用量时，可按照如下计算公式进行计算：所述冷却水用量Mcooling＝∑Q/[Cpw(t1-t2)]，其中，∑Q为所述空气压缩机释放的热量J/h，Cpw为水的比热容J/(kg·℃)，t1为冷却水的排水温度℃，t2为冷却水的进水温度℃。需要说明的是，当所述空气压缩机为多个机组时，所述∑Q为设定的周期内各机组释放的总热量。
所述步骤S3中，所述流量可利用上述计算获得的冷却水用量除以所述设定的周期计算而得。
所述步骤S4中，由于所述释放的热量数据为理论值，从而，在持续提供所述流量的冷却水时，还需要实时监控所述冷却水的流量，并对其流量进行调节，以使得所述空气压缩机的实际温度处于合适的工作温度范围内。
如图2所示，基于如上所述的冷却方法，本发明还提供一种空气压缩机冷却系统，具体地，所述空气压缩机冷却系统包括：控制主机1、流量计、控制阀、冷却水供给系统2。
其中，所述控制主机1根据设定的周期内空气压缩机释放的热量数据反馈冷却水的用量。具体地，所述控制主机1按照如下计算公式反馈冷却水的用量：
冷却水用量Mcooling＝∑Q/[Cpw(t1-t2)]，其中，∑Q为所述空气压缩机释放的热量kW，Cpw为水的比热容kJ/(kg·℃)，t1为冷却水的排水温度℃，t2为冷却水的进水温度℃，Cp为空气的定压比热容J/(kg·K)，m为每小时压缩空气的质量kg，Tc为厂内所需温度K，T0为环境温度，π为压缩比，k为绝热指数。同时，当所述空气压缩机为多个机组时，所述∑Q为设定的周期内各机组释放的总热量。
所述冷却水供给系统2通过管道与所述空气压缩机的水冷装置相连接。从而，所述冷却水供给系统2根据所述冷却水的用量提供相应流量的冷却水至空气压缩机的水冷装置。进一步地，所述流量计和控制阀设置于所述冷却水供给系统2与所述水冷装置之间的管道上。所述流量计实时对冷却水的流量进行监控，控制阀跟据流量计监控的流量对所述冷却水系统的流量进行控制，以使得所述冷却水按照要求的流量供给至水冷装置处。
此外，为了对冷却水的流量进行调节，以使得空气压缩机的实际温度处于合适的工作温度范围内。所述空气压缩机冷却系统还包括传感器，所述传感器用于采集所述空气压缩机热量排放出的实际温度数据。从而，所述传感器设置于所述空气压缩机端，并实时采集所述空气压缩机热量排放处的温度数据，所述控制主机1根据所述传感器采集的温度数据反馈空气压缩机的实际工作温度。进一步地，所述控制主机1根据所述实际工作温度，通过控制阀对所述冷却水的流量进行调节。
综上所述，本发明的空气压缩机冷却方法克服了现有的空气压缩机冷却方法中存在不足，其能够实时对空气压缩机进行冷却，使空气压缩机的工作温度始终保持在适宜的范围内，有利于保证空气压缩机的正常运行。同时，本发明的空气压缩机冷却方法还避免了能源以及水资源的浪费。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种空气压缩机冷却方法，其特征在于，所述空气压缩机冷却方法包括如下步骤：
S1：在设定的周期内，获得空气压缩机工作时释放出的热量数据；
S2：根据空气压缩机释放的热量，结合室外气象条件，获取所述空气压缩机降温所需的冷却水用量及温差；
S3：根据S2中所述的冷却水用量和温差，确定冷却水泵和冷塔风机在设定周期内的最优转速；
S4：在设定的周期内，持续提供满足上述用量、温度要求的冷却水对所述空气压缩机进行冷却；
所述冷却水用量Mcooling＝∑Q/[Cpw(t1-t2)]；
其中，∑Q为所述空气压缩机释放的热量kW，Cpw为水的比热容kJ/(kg·℃)，t1为冷却水的排水温度℃，t2为冷却水的进水温度℃，Cp为空气的定压比热容J/(kg·K)，m为每小时压缩空气的质量kg，Tc为厂内所需温度K，T0为环境温度，π为压缩比，k为绝热指数。
2.根据权利要求1所述的空气压缩机冷却方法，其特征在于，所述设定的周期为所述空气压缩机工作的整个运行期间或者整个运行期间中的一段期间。
3.根据权利要求1所述的空气压缩机冷却方法，其特征在于，所述空气压缩机为多个机组时，所述∑Q为设定的周期内各机组释放的总热量。
4.根据权利要求1所述的空气压缩机冷却方法，其特征在于，持续提供冷却水时，实时监控冷却水流量，并对其流量进行调节。
5.一种空气压缩机冷却系统，其特征在于，所述空气压缩机冷却系统包括：控制主机、流量计、控制阀、冷却水供给系统；所述冷却水供给系统通过管道与所述空气压缩机的水冷装置相连接，所述控制主机根据设定的周期内空气压缩机释放的热量数据反馈冷却水的用量，所述冷却水供给系统根据所述冷却水的用量提供具有相应流量的冷却水至所述空气压缩机的水冷装置，所述流量计和控制阀设置于所述管道上；
所述控制主机按照如下计算公式反馈冷却水的用量：
冷却水用量Mcooling＝∑Q/[Cpw(t1-t2)]；
其中，∑Q为所述空气压缩机释放的热量kW，Cpw为水的比热容kJ/(kg·℃)，t1为冷却水的排水温度℃，t2为冷却水的进水温度℃，Cp为空气的定压比热容J/(kg·K)，m为每小时压缩空气的质量kg，Tc为厂内所需温度K，T0为环境温度，π为压缩比，k为绝热指数。
6.根据权利要求5所述的空气压缩机冷却系统，其特征在于，所述空气压缩机为多个机组时，所述∑Q为设定的周期内各机组释放的总热量。
7.根据权利要求5所述的空气压缩机冷却系统，其特征在于，所述冷却水供给系统还包括传感器，所述传感器设置于所述空气压缩机端，并实时采集所述空气压缩机热量排放处的温度数据，所述控制主机根据所述传感器采集的温度数据反馈空气压缩机的工作温度。
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