CN111649375A - 一种离心式空压机热能回收管理系统 - Google Patents

一种离心式空压机热能回收管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种离心式空压机热能回收管理系统。本发明合理设计通过多个换热器和集水器的连接方式，使冷侧媒介(如自来水)对离心式空压机内的多级冷却器流出的热侧媒介(如热水)进行热交换，使冷侧媒介的温度升高，而热侧媒介的温度降低，降温后的热侧媒介通过循环泵和管道回流至离心式空压机的多级冷却器内，实现热侧媒介的循环利用，同时升温后的冷侧媒介可用于生活洗浴热水、冬季采暖、生产供热、锅炉补水预加热、余热制冷等热源方面，本发明对离心式空压机的热能回收率高，提高了能源高效利用率。

Description

一种离心式空压机热能回收管理系统
技术领域
本发明涉及热能回收技术领域，特别涉及一种离心式空压机热能回收管理系统。
背景技术
离心式空压机是压缩机的一种，离心式空压机在运行时会产生大量的热能，这些热能会影响空压机的工作状况，所以离心式空压机需要冷却装置来对其冷却。通常情况下离心式空压机排出的大量的热通过多级冷却器来帮助空压机散热，以确保空压机的正常安全运行，而通过多级冷却器通过管道与换热器串联，换热器连接有冷水管道，换热器还通过循环泵和管道与多级冷却器连接，这种回收方式单一，对离心式空压机的余热回收不够全面，导致热能回收效果较差余热回收率较低。
发明内容
本发明目的在于提供一种离心式空压机热能回收管理系统，以解决上述技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种离心式空压机热能回收管理系统包括设置在离心式空压机内的一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器、机油冷却器，本发明提供的离心式空压机热能回收管理系统还包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第一集水器、第二集水器、第三集水器、第四集水器；所述一级冷却器的出口端通过管道与所述第一换热器的热侧进口端连接，所述二级冷却器的出口端通过管道与所述第二换热器的热侧进口端连接，所述三级冷却器的出口端通过管道与所述第三换热器的热侧进口端连接，所述机油冷却器的出口端通过管道与所述第四换热器的热侧进口端连接，所述第一换热器的热侧出口端、第二换热器的热侧出口端、第三换热器的热侧出口端和第四换热器的热侧出口端分别通过管道与第一集水器连接，所述第一集水器的进口端与补水管道连接，所述第一集水器的出口端通过管道连接有循环水泵，所述循环泵通过管道分别与一级冷却器的进口端、二级冷却器的进口端、三级冷却器的进口端和机油冷却器的进口端连接；所述第二集水器的进口端与自来水管连接，所述第二集水器通过管道分别与所述第三换热器的冷侧进口端和第四换热器的冷侧进口端连接，所述第三换热器的冷侧出口端和和第四换热器的冷侧出口端分别通过管道与所述第三集水器连接，所述第三集水器通过管道分别与第一换热器的冷侧进口端和第二换热器的冷侧进口端连接，所述第一换热器的冷侧出口端和第二换热器的冷侧出口端分别通过管道与所述第四集水器连接，
优选的，所述第一集水器和所述循环水泵之间的管道上设置有三通调节阀，所述三通调节阀的第一端通过管道与所述第一集水器的出口端连接，所述三通调节阀的第二端通过管道与所述循环水泵连接，所述三通调节阀的第三端通过管道连接有第五换热器的热侧进口端，所述三通调节阀与所述循环水泵之间的管道与所述第五换热器的热侧进口端通过支管连接，所述第五换热器的冷侧进口与进水管连接，所述第五换热器的冷侧出口与出水管连接。
进一步优选的，所述支管与所述循环泵之间的管道上设置有第九温度传感器，与所述第五换热器的冷侧出口连接的出水管上设置有第十温度传感器。
优选的，所述一级冷却器和所述第一换热器之间的管道上设置有第一调节阀和第一温度传感器，所述二级冷却器和所述第二换热器之间的管道上设置有第二调节阀和第二温度传感器，所述三级冷却器和所述第三换热器之间的管道上设置有第三调节和第三温度传感器，所述机油冷却器和所述第四换热器之间的管道上设置有第四调节阀和第四温度传感器，所述第一换热器和所述第三集水器之间的管道上设置有第五调节阀，所述第一换热器和所述第四集水器的管道上设置有第五温度传感器，所述第二换热器和所述第三集水器之间的管道上设置有第六调节阀，所述第二换热器和所述第四集水器的管道上设置有第六温度传感器，与第二集水器连接的自来水管上设置有第七温度传感器，所述第三集水器上设置有第八温度传感器。
优选的，靠近所述第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器和第六换热器的各端口的管道上设置有闸阀。
优选的，所述离心式空压机热能回收管理系统还包括第六换热器，所述第四集水器的出口端通过管道与所述第六换热器的热侧进口端连接，所述第六换热器的热侧出口端与排出管道连接，所述第六换热器的冷侧进口端与进水管连接，所述第六换热器的冷侧出口端与出水管连接。
进一步优选的，与所述第六换热器的热侧出口端连接的排出管上设置有第十一温度传感器，靠近所述第六换热器的各端口的管道上设置有闸阀。
优选的，本发明提供的离心式空压机热能回收管理系统还包括PLC控制器，所述第一调节阀、第二调节阀、第三调节、第四调节阀、第五调节阀、第六调节阀和第七调节阀均与所述PLC控制器连接，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器、第八温度传感器、第九温度传感器、第十温度传感器均与所述PLC控制器连接。
优选的，所述第一调节阀、第二调节阀、第三调节、第四调节阀、第五调节阀、第六调节阀和第七调节阀均为PID比例积分条积分阀。
优选的，所述第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器和第六换热器为板式换热器或管式换热器。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明合理设计通过多个换热器和集水器的连接方式，使冷侧媒介(如自来水)对离心式空压机内的多级冷却器流出的热侧媒介(如热水)进行热交换，使冷侧媒介的温度升高，而热侧媒介的温度降低，降温后的热侧媒介通过循环泵和管道回流至离心式空压机的多级冷却器内，实现热侧媒介的循环利用，同时冷侧媒介可用于生活洗浴热水、冬季采暖、生产供热、锅炉补水预加热、余热制冷等热源方面，本发明对离心式空压机的热能回收率高，提高了能源高效利用率。
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。在此需要说明的是，附图说明用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的具体实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提供的离心式空压机热能回收管理系统的结构示意图。
图中，1-离心式空压机，2-一级冷却器，3-二级冷却器，4-三级冷却器，5-机油冷却器，6-第一换热器，7-第二换热器，8-第三换热器，9-第四换热器，10-第五换热器，11-第六换热器，12-第一集水器，13-第二集水器，14-第三集水器，15-第四集水器，16-循环泵，17-闸阀，18-第一调节阀，19-第二调节阀，20-第三调节阀，21-第四调节阀，22-第五调节阀，23-第六调节阀，24-第七调节阀，25-三通调节阀，26-第一温度传感器，27-第二温度传感器，28-第三温度传感器，29-第四温度传感器，30-第五温度传感器，31-第六温度传感器，32-第七温度传感器，33-第八温度传感器，34-第九温度传感器，35-第十温度传感器，36-第十一温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明提供的离心式空压机热能回收管理系统包括设置在离心式空压机1内的一级冷却器2、二级冷却器3、三级冷却器4、机油冷却器5，本发明提供的离心式空压机热能回收管理系统还包括第一换热器6、第二换热器7、第三换热器8、第四换热器9、第五换热器10、第六换热器11、第一集水器12、第二集水器13、第三集水器14、第四集水器15。
一级冷却器2的出口端通过管道与第一换热器6的热侧进口端连接，二级冷却器3的出口端通过管道与第二换热器7的热侧进口端连接，三级冷却器4的出口端通过管道与第三换热器8的热侧进口端连接，机油冷却器5的出口端通过管道与第四换热器9的热侧进口端连接，第一换热器6的热侧出口端、第二换热器7的热侧出口端、第三换热器8的热侧出口端和第四换热器9的热侧出口端分别通过管道与第一集水器12连接，第一集水器12的进口端与补水管道连接，第一集水器12和循环水泵16之间的管道上设置有三通调节阀25，三通调节阀25的第一端通过管道与第一集水器12的出口端连接，三通调节阀25的第二端通过管道与循环水泵16连接，三通调节阀25的第三端通过管道连接有第五换热器10的热侧进口端，三通调节阀25与循环水泵16之间的管道与第五换热器10的热侧进口端通过支管连接，第五换热器10的冷侧进口与进水管连接，第五换热器10的冷侧出口与出水管连接，循环泵16通过管道分别与一级冷却器2的进口端、二级冷却器3的进口端、三级冷却器4的进口端和机油冷却器5的进口端连接；第五换热器10的热侧出口端通过管道与循环泵16连接，第五换热器10的冷侧进口与进水管连接，第五换热器10的冷侧出口与出水管连接。
第二集水器13的进口端与自来水管连接，第二集水器13通过管道分别与第三换热器8的冷侧进口端和第四换热器9的冷侧进口端连接，第三换热器8的冷侧出口端和和第四换热器9的冷侧出口端分别通过管道与第三集水器14连接，第三集水器14通过管道分别与第一换热器6的冷侧进口端和第二换热器7的冷侧进口端连接，第一换热器6的冷侧出口端和第二换热器7的冷侧出口端分别通过管道与第四集水器15连接，第四集水器15的出口端通过管道与第六换热器11的热侧进口端连接，第六换热器11的热侧出口端与排出管道连接，第六换热器11的冷侧进口端与进水管连接，第六换热器11的冷侧出口端与出水管连接。
一级冷却器2和第一换热器6之间的管道上设置有第一调节阀18和第一温度传感器26，二级冷却器3和第二换热器7之间的管道上设置有第二调节阀19和第二温度传感器27，三级冷却器4和第三换热器8之间的管道上设置有第三调节20和第三温度传感器28，机油冷却器5和第四换热器9之间的管道上设置有第四调节阀21和第四温度传感器29，第一换热器6和第三集水器14之间的管道上设置有第五调节阀22，第一换热器6和第四集水器15的管道上设置有第五温度传感器30，第二换热器6和第三集水器14之间的管道上设置有第六调节阀23，第二换热器6和第四集水器15的管道上设置有第六温度传感器31，与第二集水器13连接的自来水管上设置有第七温度传感器32，第三集水器14上设置有第八温度传感器33，支管与循环泵16之间的管道上设置有第九温度传感器34，与第五换热器10连接的出水管上设置有第十温度传感器35，与第六换热器11的热侧出口端连接的排出管上设置有第十一温度传感器36。
靠近第一换热器6、第二换热器7、第三换热器8、第四换热器9、第五换热器10和第六换热器11的各端口的管道上设置有闸阀。
本发明提供的离心式空压机热能回收管理系统还包括PLC控制器，第一调节阀18、第二调节阀19、第三调节20、第四调节阀21、第五调节阀22、第六调节阀23和第七调节阀24均与PLC控制器连接，第一温度传感器26、第二温度传感器27、第三温度传感器28、第四温度传感器20、第五温度传感器30、第六温度传感器31、第七温度传感器32、第八温度传感器33、第九温度传感器34、第十温度传感器35和第十一温度传感器36均与PLC控制器连接，闸阀与PLC控制器连接。
第一调节阀18、第二调节阀19、第三调节20、第四调节阀21、第五调节阀22、第六调节阀23和第七调节阀24均为PID比例积分条积分阀。
第一换热器6、第二换热器7、第三换热器8、第四换热器9、第五换热器10和第六换热器11为板式换热器或管式换热器。
本发明提供的离心式空压机热能回收管理系统的工作原理如下：
通过PLC控制器打开第一调节阀18、第二调节阀19、第三调节20、第四调节阀21、第五调节阀22、第六调节阀23、三通调节阀25和循环泵16。
一级冷却器2、二级冷却器3、三级冷却器4、机油冷却器5流出的热水通过管道分别流入第一换热器6、第二换热器7、第三换热器8和第四换热器9内，通过热交换使热水降温，降温后的水经过管道流入第一集水器12内，第一集水器12内的水经管道流入三通调节阀25，并经三通调节阀25第二端流出，当水流经第九温度传感器34时，若第九温度传感器34测得的温度超过预设值，PLC控制器控制三通调节阀25的第二端关闭，并控制三通调节阀25的第三端打开，从而使第一集水器12内的水经管道和三通调节阀25流入第五换热器10，通过热交换再次冷却降温后流入循环泵16，通过循环泵16和管道将冷却后的水回流至离心式空压机1，就此完成一个循环周期。此外，还可以打开第七调节阀24，通过补水管向第一集水器12补充水。
自来水经自来水管进入第二集水器13内，再通过管道分别流入第三换热器8和第四换热器9，进而分别吸收流入第三换热器8和第四换热器9内的热水的热量，吸收热量后的自来水经管道流入第三集水器14；第三集水器14内的自来水经管道分别流入第一换热器6和第二换热器7，进而吸收第一换热器6和第二换热器7内的热水的热量，吸收热量后的自来水经管道流入第四集水器15内，自来水经两次热交换后温度升高，第四集水器15内的自来水经管道流入第六换热器11内进行热交换，最后经排出管排出，实现了离心式空压机1内热量回收的过程，通过热交换加热的自来水可用于生活洗浴热水、冬季采暖、生产供热、锅炉补水预加热、余热制冷等热源方面。
需要说明，在本发明的具体实施方式中，所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，包括设置在离心式空压机内的一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器、机油冷却器，还包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第一集水器、第二集水器、第三集水器、第四集水器；所述一级冷却器的出口端通过管道与所述第一换热器的热侧进口端连接，所述二级冷却器的出口端通过管道与所述第二换热器的热侧进口端连接，所述三级冷却器的出口端通过管道与所述第三换热器的热侧进口端连接，所述机油冷却器的出口端通过管道与所述第四换热器的热侧进口端连接，所述第一换热器的热侧出口端、第二换热器的热侧出口端、第三换热器的热侧出口端和第四换热器的热侧出口端分别通过管道与第一集水器连接，所述第一集水器的进口端与补水管道连接，所述第一集水器的出口端通过管道连接有循环水泵，所述循环泵通过管道分别与一级冷却器的进口端、二级冷却器的进口端、三级冷却器的进口端和机油冷却器的进口端连接；所述第二集水器的进口端与自来水管连接，所述第二集水器通过管道分别与所述第三换热器的冷侧进口端和第四换热器的冷侧进口端连接，所述第三换热器的冷侧出口端和和第四换热器的冷侧出口端分别通过管道与所述第三集水器连接，所述第三集水器通过管道分别与第一换热器的冷侧进口端和第二换热器的冷侧进口端连接，所述第一换热器的冷侧出口端和第二换热器的冷侧出口端分别通过管道与所述第四集水器连接。
2.根据权利要求1所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，所述第一集水器和所述循环水泵之间的管道上设置有三通调节阀，所述三通调节阀的第一端通过管道与所述第一集水器的出口端连接，所述三通调节阀的第二端通过管道与所述循环水泵连接，所述三通调节阀的第三端通过管道连接有第五换热器的热侧进口端，所述三通调节阀与所述循环水泵之间的管道与所述第五换热器的热侧进口端通过支管连接，所述第五换热器的冷侧进口与进水管连接，所述第五换热器的冷侧出口与出水管连接。
3.根据权利要求2所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，所述支管与所述循环泵之间的管道上设置有第九温度传感器，与所述第五换热器的冷侧出口连接的出水管上设置有第十温度传感器。
4.根据权利要求1所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，所述一级冷却器和所述第一换热器之间的管道上设置有第一调节阀和第一温度传感器，所述二级冷却器和所述第二换热器之间的管道上设置有第二调节阀和第二温度传感器，所述三级冷却器和所述第三换热器之间的管道上设置有第三调节和第三温度传感器，所述机油冷却器和所述第四换热器之间的管道上设置有第四调节阀和第四温度传感器，所述第一换热器和所述第三集水器之间的管道上设置有第五调节阀，所述第一换热器和所述第四集水器的管道上设置有第五温度传感器，所述第二换热器和所述第三集水器之间的管道上设置有第六调节阀，所述第二换热器和所述第四集水器的管道上设置有第六温度传感器，与第二集水器连接的自来水管上设置有第七温度传感器，所述第三集水器上设置有第八温度传感器。
5.根据权利要求1所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，靠近所述第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器和第六换热器的各端口的管道上设置有闸阀。
6.根据权利要求1所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，所述离心式空压机热能回收管理系统还包括第六换热器，所述第四集水器的出口端通过管道与所述第六换热器的热侧进口端连接，所述第六换热器的热侧出口端与排出管道连接，所述第六换热器的冷侧进口端与进水管连接，所述第六换热器的冷侧出口端与出水管连接。
7.根据权利要求6所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，与所述第六换热器的热侧出口端连接的排出管上设置有第十一温度传感器，靠近所述第六换热器的各端口的管道上设置有闸阀。
8.根据权利要求1所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，所述离心式空压机热能回收管理系统还包括PLC控制器，所述第一调节阀、第二调节阀、第三调节、第四调节阀、第五调节阀、第六调节阀和第七调节阀均与所述PLC控制器连接，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器、第八温度传感器、第九温度传感器、第十温度传感器均与所述PLC控制器连接。
9.根据权利要求1所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，所述第一调节阀、第二调节阀、第三调节、第四调节阀、第五调节阀、第六调节阀和第七调节阀均为PID比例积分条积分阀。
10.根据权利要求1所述的离心式空压机热能回收管理系统，其特征在于，所述第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器、第五换热器和第六换热器为板式换热器或管式换热器。
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