CN108120227A - 一种压缩空气干燥及制水系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压缩空气干燥及制水系统和方法。所述的系统包括一制冷机组,该制冷机组的蒸发器采用压缩空气作为载冷剂,压缩空气在所述蒸发器中实现气液分离，分离后的水和干燥空气分别收集。所述蒸发器采用套管式换热器。本发明可以同时从压缩空气中生产干燥空气和淡水,满足特殊用户的用气和用水需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种压缩空气干燥及制水系统和方法。
背景技术
压缩空气在工业生产中应用广泛，某些特定场合需要用到干净、干燥的压缩空气，如果压缩空气未经过处理或者采用传统的处理方式处理效果不佳，容易引起产品质量问题。水是宝贵的自然资源，热带、亚热带地区一年大部分时间空气相对湿度大，压缩空气中往往含有一定的水分。如果在特定环境下能从压缩空气中制出淡水，满足特殊用户生存、生活用水需要，不失为一种经济的生产淡水的方法。
发明内容
本发明提出一种压缩空气干燥及制水系统和方法，该系统和方法能同时生产干燥空气和淡水。
本发明采用的技术方案是，设计一种压缩空气干燥及制水系统,包括一制冷机组,所述制冷机组的蒸发器采用压缩空气作为载冷剂,压缩空气在所述蒸发器中实现气液分离，分离后的水和干燥空气分别收集。
所述蒸发器采用套管式换热器、板式换热器或壳管式换热器，优选套管式换热器。
优选地，本发明还包括一排水罐，压缩空气分离出的水引入该排水罐。
所述排水罐可以设有定量制水装置，该装置包括第一、第二液位开关和排水阀。
优选地，所述蒸发器冷媒进口侧设有第一温度传感器，所述压缩空气进口侧设有第二温度传感器和报警器。
所述制冷机组包括通过管道依次连接的变频压缩机、冷凝器、控温电子膨胀阀和蒸发器。优选地，所述控温电子膨胀阀的开度调整范围为0-2000步。
本发明还提出一种压缩空气干燥及制水方法，包括以下步骤：
启动制冷机组，将压缩空气作为蒸发器的载冷剂；
压缩空气在蒸发器中实现气液分离；
分离后的水和干燥空气分别收集。
优选地，所述蒸发器冷媒进口温度范围为1±0.5℃，压缩空气进口温度大于10℃。当压缩空气进口温度低于10℃时报警。
优选地，压缩空气分离出的水引入一排水罐，当所述排水罐的第二液位开关接收到液位信号后，进入计量状态，当第一液位开关接收到液位信号后，控制排水阀打开，实现定量制水。
优选地，分离后的干燥空气通过一干燥过滤器进一步干燥。
本发明的有益效果如下：
1、本发明可以同时从压缩空气中生产干燥空气和淡水,满足特殊用户的用气和用水需求；
2、本发明可以根据实际用水需求定量制水；
3、本发明系统满足压缩空气在动态或者静态下干燥、制水工作。
附图说明
图1为本发明系统的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。
本发明提出的压缩空气干燥及制水系统包括制冷机组和压缩空气干燥及制水两大部分。如图1所示，制冷机组包括通过管道依次连接的变频压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀3和蒸发器4。压缩机吸气侧设有气液分离器11。压缩空气干燥及制水部分包括与蒸发器4连通的压缩空气进气管和干燥空气排气管，与蒸发器连接的冷凝水排水罐12。干燥空气排气管上还设置有一干燥过滤器10。蒸发器4的冷媒进口侧设有第一温度传感器5，压缩空气进口侧设有第二温度传感器9和报警器。
制冷过程中，从压缩机1低压腔吸入的冷媒压缩为高压气体，经过冷凝器2与冷源进行热交换，冷凝为高压液体，经过电子膨胀阀3节流降压后，低温低压的液体进入蒸发器4,与热源换热后，经过气液分离器11返回压缩机，完成一次循环。
本发明采用压缩空气作为制冷系统蒸发器4的载冷剂，通过对蒸发器进口温度精准恒温控制，最大限度的把压缩空气温度降低到露点温度以下，并在不会发生蒸发侧结霜或者冰堵现象的前提下，可以实现压缩空气高效干燥以及定量制水两大功能。
在一实施例中，本发明采用高效套管式换热器作为制冷机组的蒸发器，并将蒸发器进口温度T1精准控制在1±0.5℃范围内，最大限度的把压缩空气温度降低到露点温度以下的时间缩短，提高工作效率。
蒸发器4采用套管式换热器，冷媒在套管内的小管流动，压缩空气在套管内与冷媒管路对流换热，水蒸气在冷媒管外壁冷凝，冷凝水完成气液分离后流到排水罐12。蒸发器也可用板式换热器或者壳管式换热器进行选型代替，但是，板式换热器或壳管式换热器结构不利于液态水排出，而套管式换热器螺纹旋转结构有助于液态水在一定压力下成功分离。
本发明系统通过控制压缩机频率低频运行和电子膨胀阀开度足够大，降低制冷量从而保证机组连续正常运行，当压缩空气为0时机组默认在完成除水工作后控制自动停机。由于在压缩空气流量为0的情况下也能正常工作，不会发生蒸发侧结霜或者冰堵现象，因此，本发明系统满足压缩空气在动态或者静态下干燥、制水工作。
压缩空气中水蒸气液化后，可经过排水罐12的排水阀8排出。当需要定量排出时，可在排水罐12上设置一定量制水装置，包括第一液位开关6、第二液位开关7和排水阀8。当排水罐的第二液位开关接收到液位信号后，定量制水装置进入计量状态，当第一液位开关接收到液位信号后，控制排水阀打开，实现定量制水。排水量由液位开关之间排水罐容积确定,水量达到设定值后触发液位开关动作,执行自动排水控制。
通过调节系统冷媒灌注量、控制变频压缩机频率，电子膨胀阀开度实现控制结霜和冰堵，具体方法是：蒸发器冷媒进口温度T1精准控制在1±0.5℃范围内，最低温度0.5℃，压缩空气进口温度T2的温度为10℃以上。
如果蒸发温度控制不在1±0.5℃范围，过高会导致压缩空气降温效率低，过低会导致蒸发器结冰影响工作效率，不能满足压缩空气高效干燥，也不能满足压缩空气在流量为0的静态下工作。
本发明还提出一种压缩空气干燥及制水方法，包括以下步骤：
启动制冷机组，将压缩空气作为蒸发器的载冷剂；
压缩空气在蒸发器中实现气液分离；
分离后的水和干燥空气分别收集。
具体控制如下：
1开机条件：系统处理对象为10℃以上压缩空气，低于10℃压缩空气水蒸气含量低，处理意义不大，因此，系统默认检测到压缩空气温度高于10℃时开机，低于10℃开机时装置自动报警提示，经用户确认后可强制开机。
2制冷系统：制冷机组由压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器四大部件组成，其中，压缩机为高效变频压缩机，电子膨胀阀为0-2000步精准控温电子膨胀阀，蒸发器为高效套管式换热器。制冷机组内部制冷剂为环保冷媒。
3制冷控制：制冷机组运行后实时监控套管蒸发器冷媒进口温度，优先控制压缩机频率，此时套管温度快速降低到1℃，实现高效快速降温，然后进入精准控温模式，在该模式下优先控制电子膨胀阀步数，满足套管内冷媒温度在1±0.5℃范围内，如果温度超出范围，则压缩机变频控制介入，循环控制。电子膨胀阀调整开度范围为0-2000步。通过步数控制调整开度，起到节流效果调整作用，实现套管温度的有效控制。
4空气高效干燥：压缩空气由进气管进入高效套管换热器，此时，压缩空气温度快速下降到露点温度以下，水蒸气在套管内快速液化，冷媒在套管内的小管流动，压缩空气在套管内与冷媒管路对流换热，水蒸气在冷媒管外壁冷凝，冷凝水完成气液分离后流到排水罐。换热后压缩空气实现水气分离，由于制冷系统精准温控设计，保证液态水在套管内温度恒高于0℃，水蒸气液化过程不会结冰，分离后的压缩空气经过干燥过滤器进一步处理后从排气管排出。
5空气定量制水：定量制水装置由第一、第二液位开关和排水阀三部分组成。当第二液位开关7接收到液位信号后，装置进入计量状态，随着排水量增加，第一液位开关6接收到液位信号后，装置控制排水阀8打开，通过设计液位开关安装位置以及自动排水罐容积实现压缩空气定量制水。从排水罐排出的水经过外部过滤以及加热处理后可达到饮用水等级。
6节能高效：通过高效套管式换热器对压缩空气进行气液分离处理，系统具有工作效率高、节能，节省空间三大优势，同时，制冷系统在套管温度T1=1±0.5℃范围稳定运行，通过系统冷媒量最佳匹配，可满足压缩空气在动态或者静态下干燥、制水工作，最小气体质量流量为0。
上述实施例仅用于说明本发明的具体实施方式。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种压缩空气干燥及制水系统,包括一制冷机组,其特征在于，所述制冷机组的蒸发器采用压缩空气作为载冷剂,压缩空气在所述蒸发器中实现气液分离，分离后的水和干燥空气分别收集。
2.如权利要求1所述的压缩空气干燥及制水系统，其特征在于，所述蒸发器采用套管式换热器、板式换热器或壳管式换热器。
3.如权利要求1所述的压缩空气干燥及制水系统，其特征在于，还包括一干燥过滤器，压缩空气中分离出的干燥空气通过该干燥过滤器进一步干燥。
4.如权利要求1所述的压缩空气干燥及制水系统，其特征在于，还包括一排水罐，压缩空气分离出的水引入该排水罐。
5.如权利要求4所述的压缩空气干燥及制水系统，其特征在于， 所述排水罐设有定量制水装置，包括第一、第二液位开关和排水阀。
6.如权利要求1所述的压缩空气干燥及制水系统，其特征在于，所述蒸发器冷媒进口侧设有第一温度传感器，所述压缩空气进口侧设有第二温度传感器和报警器。
7.如权利要求1所述的压缩空气干燥及制水系统，其特征在于，所述制冷机组包括通过管道依次连接的变频压缩机、冷凝器、控温电子膨胀阀和蒸发器。
8.如权利要求7所述的压缩空气干燥及制水系统，其特征在于，所述控温电子膨胀阀的开度调整范围为0-2000步。
9.一种压缩空气干燥及制水方法，其特征在于，包括以下步骤：
启动制冷机组，将压缩空气作为蒸发器的载冷剂；
压缩空气在蒸发器中实现气液分离；
分离后的水和干燥空气分别收集。
10.如权利要求9所述的压缩空气干燥及制水方法，其特征在于，所述蒸发器冷媒进口温度范围为1±0.5℃，压缩空气进口温度大于10℃。
11.如权利要求10所述的压缩空气干燥及制水方法，其特征在于，当压缩空气进口温度低于10℃时报警。
12.如权利要求9所述的压缩空气干燥及制水方法，其特征在于，压缩空气分离出的水引入一排水罐，当所述排水罐的第二液位开关接收到液位信号后，进入计量状态，当第一液位开关接收到液位信号后，控制排水阀打开，实现定量制水。
13.如权利要求9所述的压缩空气干燥及制水方法，其特征在于，压缩空气分离后的干燥空气通过一干燥过滤器进一步干燥。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB823495A (en) * | 1956-12-28 | 1959-11-11 | Bataafsche Petroleum | A process for the removal of water from steam-stripped liquid hydrocarbon oil distillates |
| CN1837734A (zh) * | 2006-04-21 | 2006-09-27 | 程成 | 一种压缩空气冷冻干燥机 |
| CN102031804A (zh) * | 2011-01-02 | 2011-04-27 | 刘方旭 | 全自然能利用空气生产饮用水及其置换方法 |
| CN102614753A (zh) * | 2012-04-10 | 2012-08-01 | 南通中远船务自动化有限公司 | 压缩空气干燥器 |
| CN202430767U (zh) * | 2011-12-12 | 2012-09-12 | 惠州大华科技有限公司 | 一种空气取水装置 |
| CN202527046U (zh) * | 2012-04-10 | 2012-11-14 | 南通中远船务自动化有限公司 | 压缩空气干燥器 |
| CN103673440A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 上海瀚艺冷冻机械有限公司 | 带电子旁通式能量调节的冷冻式干燥机 |
| CN104056531A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-09-24 | 大连保税区鼎盛源国际贸易有限公司 | 节能环保变频压缩空气冷干机系统 |
| CN104383792A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-03-04 | 杭州科林爱尔气源设备有限公司 | 三合一板换式冷干机及工作方法 |
| CN205505468U (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-24 | 连云港新江环保材料有限公司 | 冷冻式压缩空气干燥机 |
| CN205867671U (zh) * | 2016-08-03 | 2017-01-11 | 上海阿普达实业有限公司 | 一种冷凝水储存集污零排气装置 |
-
2017
- 2017-12-04 CN CN201711258726.5A patent/CN108120227A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB823495A (en) * | 1956-12-28 | 1959-11-11 | Bataafsche Petroleum | A process for the removal of water from steam-stripped liquid hydrocarbon oil distillates |
| CN1837734A (zh) * | 2006-04-21 | 2006-09-27 | 程成 | 一种压缩空气冷冻干燥机 |
| CN102031804A (zh) * | 2011-01-02 | 2011-04-27 | 刘方旭 | 全自然能利用空气生产饮用水及其置换方法 |
| CN202430767U (zh) * | 2011-12-12 | 2012-09-12 | 惠州大华科技有限公司 | 一种空气取水装置 |
| CN102614753A (zh) * | 2012-04-10 | 2012-08-01 | 南通中远船务自动化有限公司 | 压缩空气干燥器 |
| CN202527046U (zh) * | 2012-04-10 | 2012-11-14 | 南通中远船务自动化有限公司 | 压缩空气干燥器 |
| CN103673440A (zh) * | 2012-08-31 | 2014-03-26 | 上海瀚艺冷冻机械有限公司 | 带电子旁通式能量调节的冷冻式干燥机 |
| CN104056531A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-09-24 | 大连保税区鼎盛源国际贸易有限公司 | 节能环保变频压缩空气冷干机系统 |
| CN104383792A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-03-04 | 杭州科林爱尔气源设备有限公司 | 三合一板换式冷干机及工作方法 |
| CN205505468U (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-24 | 连云港新江环保材料有限公司 | 冷冻式压缩空气干燥机 |
| CN205867671U (zh) * | 2016-08-03 | 2017-01-11 | 上海阿普达实业有限公司 | 一种冷凝水储存集污零排气装置 |
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