CN107327422A - 一种高效空气压缩机热回收系统 - Google Patents

Abstract

根据本发明实施例的一种高效空气压缩机热回收系统，包括：第一压缩机，第一换热器，第二压缩机，第二换热器，第三压缩机，第三换热器，第一三通阀，第四换热器，第二三通阀，第五换热器，保温水箱，第一干燥塔和第二干燥塔，第一阀和第二阀，第三阀和第四阀，第五阀和第六阀，第一连接支路，第七阀和第八阀。根据本发明实施例的高效空气压缩机热回收系统，可以有效进行热回收。

Description

一种高效空气压缩机热回收系统

技术领域

本发明涉及空气压缩机节能领域，特别是涉及一种高效空气压缩机热回收系统。

背景技术

空气压缩机在运行过程中会产生大量圧缩热，目前使用外部冷却系统进行冷却，通过冷却塔，直接散热排放到大气中，这不但是浪费能源，更会加速温室效应，有部分用户也对压缩热进行了初步利用，只是把离心压缩机的冷却水中热量进行回收利用，这部分水中热量少，且热水品味不高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以有效进行热回收的高效空气压缩机热回收系统。

根据本发明实施例的一种高效空气压缩机热回收系统，包括：

第一压缩机；

具有第一热流体通道和第一冷流体通道的第一换热器，所述第一压缩机的出气端与所述第一热流体通道的进口端相连；

第二压缩机，所述第二压缩机的进气端与所述第一热流体通道的出口端相连；

具有第二热流体通道和第二冷流体通道的第二换热器，所述第二压缩机的出气端与所述第二热流体通道的进口端相连；

第三压缩机，所述第三压缩机的进气端与所述第二热流体通道的出口端相连；

具有第三热流体通道和第三冷流体通道的第三换热器，所述第三热流体通道的进口端与所述第一冷流体通道的出口端相连，所述第三冷流体通道的进口端与城市自来水连接；

第一三通阀，所述第一三通阀的第一端口与所述第一冷流体通道的进口端相连，所述第一三通阀的第二端口与所述第三热流体的出口端相连；

具有第四热流体通道和第四冷流体通道的第四换热器，所述第四热流体通道的进口端与所述第二换热器的冷流体通道的出口端相连，所述第四冷流体通道的进口端与城市自来水连接；

第二三通阀，所述第二三通阀的第一端口与所述第二冷流体通道的进口端相连，所述第二三通阀的第二端口与所述第四热流体的出口端相连；

具有第五热流体通道和第五冷流体通道的第五换热器，所述第五热流体通道的进口端与所述第三压缩机的出气端相连，所述第五冷流体通道的进口端分别与所述第三热流体通道的出口端和所述第四热流体通道的出口端相连；

保温水箱，所述保温水箱与所述第五冷流体通道的出口端相连；

第一干燥塔和第二干燥塔，所述第五热流体通道的出口端分别与所述第一干燥塔的下端和所述第二干燥塔的下端相连；

第一阀和第二阀，所述第一阀和所述第二阀串联在所述第一干燥塔的下端与所述第二干燥塔的下端之间；

第三阀和第四阀，所述第三阀和所述第四阀设串联在所述第五热流体通道的进口端与所述第三压缩机的出气端；

第五阀和第六阀，所述第五阀和所述第六阀串联在所述第一干燥塔的上端与所述第二干燥塔的上端之间；

第一连接支路，所述第一连接支路的第一端设在所述第三阀和所述第四阀之间，所述第一连接支路的第二端设在所述第五阀和所述第六阀之间；

第七阀和第八阀，所述第七阀和所述第八阀串联且与串联的所述第五阀和所述第六阀相并联，气体出口形成在所述第七阀和所述第八阀之间。

有利地，所述的高效空气压缩机热回收系统还包括具有第六热流体通道和第六冷流体通道的第六换热器、具有第七热流体通道和第七冷流体通道的第七换热器和第三三通阀，所述第六热流体通道的进口端与所述第三压缩机的出气端相连，所述第七热流体通道进口端与所述第六冷流体通道的出口端相连，所述第七热流体通道出口端与所述第六冷流体通道的进口端相连，所述第三三通阀的第一端口分别与所述第三冷流体通道的出口端与所述第四冷流体通道的出口端相连，所述第三三通阀的第二端口与所述第七冷流体通道的进口端相连，所述第三三通阀的第三端口与第五冷流体通道的进口端相连，所述第七冷流体通道的出口端设在所述第三三通阀的第三端口与第五冷流体通道的进口端之间。

有利地，所述的高效空气压缩机热回收系统还包括

第九阀和第十阀，所述第九阀和第十阀串联在所述第五热流体通道的进口端与所述第六热流体通道的出口端；

第十一阀和第十二阀，所述第十一阀和所述第十二阀串联且与串联的所述第一阀和所述第二阀相并联；

第二连接支路，所述第二连接支路的第一端设在所述第九阀和第十阀之间，所述第二连接支路的第二端设在所述第十一阀和所述第十二阀之间。

有利地，所述的高效空气压缩机热回收系统还包括进气过滤器，所述进气过滤器设在所述第一压缩机的进气端。

有利地，所述的高效空气压缩机热回收系统还包括进气调节阀，所述进气调节阀设在所述进气过滤器与所述第一压缩机的进气端之间。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的高效空气压缩机热回收系统的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细介绍根据本发明实施例的高效空气压缩机热回收系统。

根据本发明实施例的一种高效空气压缩机热回收系统，包括：第一压缩机101，第一换热器102，第二压缩机103，第二换热器104，第三压缩机105，第三换热器106，第一三通阀107，第四换热器108，第二三通阀109，第五换热器110，保温水箱111，第一干燥塔117，第二干燥塔118，第一阀119，第二阀120，第三阀121，第四阀122，第五阀123，第六阀124，第一连接支路，第七阀125和第八阀126。

具体地说，第一换热器102具有第一热流体通道和第一冷流体通道，第一压缩机101的出气端与所述第一热流体通道的进口端相连。

第二压缩机103的进气端与所述第一热流体通道的出口端相连。

第二换热器104具有第二热流体通道和第二冷流体通道，第二压缩机103的出气端与所述第二热流体通道的进口端相连。

第三压缩机105的进气端与所述第二热流体通道的出口端相连。

第三换热器106具有第三热流体通道和第三冷流体通道，所述第三热流体通道的进口端与所述第一冷流体通道的出口端相连，所述第三冷流体通道的进口端与城市自来水连接。

第一三通阀107的第一端口与所述第一冷流体通道的进口端相连，第一三通阀107的第二端口与所述第三热流体的出口端相连。

第四换热器108具有第四热流体通道和第四冷流体通道，所述第四热流体通道的进口端与所述第二换热器的冷流体通道的出口端相连，所述第四冷流体通道的进口端与城市自来水连接。

第二三通阀109的第一端口与所述第二冷流体通道的进口端相连，第二三通阀109的第二端口与所述第四热流体的出口端相连。

第五换热器110具有第五热流体通道和第五冷流体通道，所述第五热流体通道的进口端与第三压缩机105的出气端相连，所述第五冷流体通道的进口端分别与所述第三热流体通道的出口端和所述第四热流体通道的出口端相连。

保温水箱111与所述第五冷流体通道的出口端相连。

所述第五热流体通道的出口端分别与第一干燥塔117的下端和第二干燥塔118的下端相连；

第一阀119和第二阀120串联在第一干燥塔117的下端与第二干燥塔118的下端之间。

第三阀121和第四阀122设串联在所述第五热流体通道的进口端与第三压缩机105的出气端。

第五阀123和第六阀124串联在第一干燥塔117的上端与第二干燥塔118的上端之间。

所述第一连接支路的第一端设在第三阀121和第四阀122之间，所述第一连接支路的第二端设在第五阀123和第六阀124之间。

第七阀125和第八阀126串联且与串联的第五阀123和第六阀124相并联，气体出口形成在第七阀125和第八阀126之间。

可以理解的是，第一三通阀106的第三端口、第二三通阀108的第三端口、所述第三热流体通道的出口端和所述第四热流体通道的出口端均与外部冷却水连接。即，所述第一冷流体通道、所述第二冷流体通道、所述第三热流体通道和第四热流体通道构成现有高效空气压缩机的自有冷却系统。

根据本发明实施例的高效空气压缩机热回收系统，将冷却第一压缩机和第二压缩机的冷却水，与城市自来水，在第三换热器和第四换热器中进行第一次换热；然后在第五换热器中，与进行压缩空气进行干燥时获得的热量进行第二次换热，大大提高了热回收效率。回收空气压缩机轴功率50％～70％的热量，出水温度55℃～90℃。在干燥空气过程中用于再生吸附剂的压缩空气循环再利用，不浪费压缩空气，节能效果可达轴功率的65％～85％。

另外，在冷却水管路上加装第一三通阀和第二三通阀，在保证压缩机不高温的前提下，尽量提高外部冷却水出水温度(45℃左右)，经过第三换热器106和第四换热器108把热量交换给生活用水，把生活用水加热到(35℃～40℃)。此阶段作为生活用水的初次加热。当干燥吸附塔进行圧缩热再生解析时，初次加热后的水经过第五换热器110，把压缩空气(140℃左右)中的热量吸收，二次升温到55℃～90℃左右。

并且，圧缩热再生解析过程：高温未饱和压缩空气首先从上部经过第一干燥塔117，加热烘干吸附剂中水分，压缩空气再进入第五换热器110，降温，析出水，然后从下部进入第二干燥塔118吸附干燥。

根据本发明的一个示例，所述的高效空气压缩机热回收系统还包括第六换热器112、第七换热器113，第三三通阀114。

第六换热器112具有第六热流体通道和第六冷流体通道、第七换热器113具有第七热流体通道和第七冷流体通道。

所述第六热流体通道的进口端与第三压缩机105的出气端相连，所述第七热流体通道进口端与所述第六冷流体通道的出口端相连，所述第七热流体通道出口端与所述第六冷流体通道的进口端相连，第三三通阀113的第一端口分别与所述第三冷流体通道的出口端与所述第四冷流体通道的出口端相连，第三三通阀113的第二端口与所述第七冷流体通道的进口端相连，第三三通阀113的第三端口与第五冷流体通道的进口端相连，所述第七冷流体通道的出口端设在第三三通阀113的第三端口与第五冷流体通道的进口端之间。由此，当干燥吸附塔进行圧缩热再生解析时，可以进一步对热量进行吸收再利用。

根据本发明的一个具体实施例，所述的高效空气压缩机热回收系统还包括第九阀127，第十阀128，第十一阀129和第十二阀130，第二连接支路。

第九阀127和第十阀128串联在所述第五热流体通道的进口端与所述第六热流体通道的出口端。

第十一阀129和第十二阀130串联且与串联的第一阀119和第二阀120相并联；

所述第二连接支路的第一端设在第九阀127和第十阀128之间，所述第二连接支路的第二端设在第十一阀129和第十二阀130之间。

由此，冷吹降温过程：通过阀门开关切换，压缩空气经过第六换热器112，然后从上部经过第一干燥塔117，冷却吸附剂；

另外，等待切换到第一干燥塔117吸附过程：

1)通过阀门开关切换，压缩空气先经过第六换热器112，再经过第五换热器110，然后从下部通过第二干燥塔118至用气端；

2)通过阀门开关切换，压缩空气先经过第六换热器112，再经过第五换热器110，然后从下部同时通过第一干燥塔117、第二干燥塔118至用气端；

3)通过阀门开关切换，压缩空气先经过第六换热器112，在经过第五换热器110、然后从下部通过第一干燥塔117至用气端；

4)通过阀门开关切换，压缩空气先从上部进入第二干燥塔118，在经过第五换热器110，再从下部进入第一干燥塔117，实现无气压波动切换。

根据本发明的一些示例，所述的高效空气压缩机热回收系统还包括进气过滤器115，进气过滤器115设在第一压缩机101的进气端。进一步地，所述的高效空气压缩机热回收系统还包括进气调节阀116，进气调节阀116设在进气过滤器115与第一压缩机101的进气端之间。

根据本发明实施例的一种高效空气压缩机热回收系统，在充分保证空气压缩机正常工作情况下，不用消耗外部能源，实现对对空压缩机轴功率65％～85％的回收利用，生产出高质量的压缩空气。充分全面考虑了能源回收和压缩空气后处理的工艺流程，布局合理简洁，有利于运用在原有空压站进行技术改造。按此技术制造的设备维护简单、拆装方便，只要定期对热交换装进行清洗即可。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高效空气压缩机热回收系统，其特征在于，包括：

第一压缩机；

具有第一热流体通道和第一冷流体通道的第一换热器，所述第一压缩机的出气端与所述第一热流体通道的进口端相连；

第二压缩机，所述第二压缩机的进气端与所述第一热流体通道的出口端相连；

具有第二热流体通道和第二冷流体通道的第二换热器，所述第二压缩机的出气端与所述第二热流体通道的进口端相连；

第三压缩机，所述第三压缩机的进气端与所述第二热流体通道的出口端相连；

具有第三热流体通道和第三冷流体通道的第三换热器，所述第三热流体通道的进口端与所述第一冷流体通道的出口端相连，所述第三冷流体通道的进口端与城市自来水连接；

第一三通阀，所述第一三通阀的第一端口与所述第一冷流体通道的进口端相连，所述第一三通阀的第二端口与所述第三热流体的出口端相连；

具有第四热流体通道和第四冷流体通道的第四换热器，所述第四热流体通道的进口端与所述第二换热器的冷流体通道的出口端相连，所述第四冷流体通道的进口端与城市自来水连接；

第二三通阀，所述第二三通阀的第一端口与所述第二冷流体通道的进口端相连，所述第二三通阀的第二端口与所述第四热流体的出口端相连；

具有第五热流体通道和第五冷流体通道的第五换热器，所述第五热流体通道的进口端与所述第三压缩机的出气端相连，所述第五冷流体通道的进口端分别与所述第三热流体通道的出口端和所述第四热流体通道的出口端相连；

保温水箱，所述保温水箱与所述第五冷流体通道的出口端相连；

第一干燥塔和第二干燥塔，所述第五热流体通道的出口端分别与所述第一干燥塔的下端和所述第二干燥塔的下端相连；

第一阀和第二阀，所述第一阀和所述第二阀串联在所述第一干燥塔的下端与所述第二干燥塔的下端之间；

第三阀和第四阀，所述第三阀和所述第四阀设串联在所述第五热流体通道的进口端与所述第三压缩机的出气端；

第五阀和第六阀，所述第五阀和所述第六阀串联在所述第一干燥塔的上端与所述第二干燥塔的上端之间；

第一连接支路，所述第一连接支路的第一端设在所述第三阀和所述第四阀之间，所述第一连接支路的第二端设在所述第五阀和所述第六阀之间；

第七阀和第八阀，所述第七阀和所述第八阀串联且与串联的所述第五阀和所述第六阀相并联，气体出口形成在所述第七阀和所述第八阀之间。

2.根据权利要求1所述的高效空气压缩机热回收系统，其特征在于，还包括具有第六热流体通道和第六冷流体通道的第六换热器、具有第七热流体通道和第七冷流体通道的第七换热器和第三三通阀，所述第六热流体通道的进口端与所述第三压缩机的出气端相连，所述第七热流体通道进口端与所述第六冷流体通道的出口端相连，所述第七热流体通道出口端与所述第六冷流体通道的进口端相连，所述第三三通阀的第一端口分别与所述第三冷流体通道的出口端与所述第四冷流体通道的出口端相连，所述第三三通阀的第二端口与所述第七冷流体通道的进口端相连，所述第三三通阀的第三端口与第五冷流体通道的进口端相连，所述第七冷流体通道的出口端设在所述第三三通阀的第三端口与第五冷流体通道的进口端之间。

3.根据权利要求2所述的高效空气压缩机热回收系统，其特征在于，还包括

第九阀和第十阀，所述第九阀和第十阀串联在所述第五热流体通道的进口端与所述第六热流体通道的出口端；

第十一阀和第十二阀，所述第十一阀和所述第十二阀串联且与串联的所述第一阀和所述第二阀相并联；

第二连接支路，所述第二连接支路的第一端设在所述第九阀和第十阀之间，所述第二连接支路的第二端设在所述第十一阀和所述第十二阀之间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的高效空气压缩机热回收系统，其特征在于，还包括进气过滤器，所述进气过滤器设在所述第一压缩机的进气端。

5.根据权利要求4所述的高效空气压缩机热回收系统，其特征在于，还包括进气调节阀，所述进气调节阀设在所述进气过滤器与所述第一压缩机的进气端之间。