CN205078513U - 离心式压缩机的冷却水路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种离心式压缩机的冷却水路系统，其包括输入冷却水的进水口、输出第一温度的回水的第一排水口、和输出第二温度的回水的第二排水口，所述冷却水路系统还包括第一支路和第二支路，所述第一支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、和所述第一排水口形成；所述第二支路由依次连接的所述进水口、所述二级冷却器、所述三级冷却器、和所述第二排水口形成。该系统将各级冷却器串联连接，使得冷却水经过多个冷却器的逐次换热，从而得到较高的回水温度，有利于回水热量的再利用。

Description

离心式压缩机的冷却水路系统

技术领域

本实用新型涉及一种离心式压缩机的冷却水路系统，特别涉及一种利于能量回收的离心式压缩机的冷却水路系统。

背景技术

压缩机压缩空气时，真正用于压缩的功很少，绝大部分的电能都会转化成热能，其中，大概92％的能量都会被水带走，如果能将被水带走的热量重新利用起来，会对压缩机的用户产生巨大的经济收益。

对于离心式压缩机来说，为保证整机性能，使压缩过程尽可能趋向于等温过程，一般采用多级压缩，多级冷却，如图1所示，各级压缩机头串联连接，并在每级机头之后连接冷却器。为保证性能，各级冷却器之间为并联关系，即冷却水从进水口进入冷却系统，然后分别进入各级冷却器，经过冷却器的换热之后的回水，回流到一个总回水管上，从排水口排出。

通常，离心式压缩机的冷却水路系统为了保证冷却效果，只能得到低温的热水(即排水口排出的回水的温度为40度或更低)；而如果想要利用排出的热水的能量，一般要求回水的温度较高，例如高于60度。

本实用新型旨在提供一种利于能量回收的离心式压缩机的冷却水路系统，其能够得到温度较高的回水。

实用新型内容

作为本实用新型的一个方面，提供了一种离心式压缩机的冷却水路系统，所述离心式压缩机包括依次串联连接的一级机头、二级机头和三级机头；在所述一级机头和二级机头之间、所述二级机头和三级机头之间、以及所述三级机头之后，分别连接有一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器，用于冷却各级机头输出的压缩空气；在所述一级冷却器与所述二级机头之间、以及所述二级冷却器和所述三级机头之间，分别连接有第一温度传感器和第二温度传感器，分别用于监测所述二级机头和三级机头的进气温度，所述冷却水路系统包括输入冷却水的进水口、输出第一温度的回水的第一排水口、和输出第二温度的回水的第二排水口，所述冷却水路系统还包括第一支路和第二支路，所述第一支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、和所述第一排水口形成；所述第二支路由依次连接的所述进水口、所述二级冷却器、所述三级冷却器、和所述第二排水口形成。

作为本实用新型的另一个方面，提供了一种离心式压缩机的冷却水路系统，所述离心式压缩机包括依次串联连接的一级机头、二级机头和三级机头；在所述一级机头和二级机头之间、所述二级机头和三级机头之间、以及所述三级机头之后，分别连接有一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器，用于冷却各级机头输出的压缩空气；在所述一级冷却器与所述二级机头之间、以及所述二级冷却器和所述三级机头之间，分别连接有第一温度传感器和第二温度传感器，分别用于监测所述二级机头和三级机头的进气温度，所述冷却水路系统包括输入冷却水的进水口、输出第一温度的回水的第一排水口、和输出第二温度的回水的第二排水口，所述冷却水路系统还包括第一支路、第二支路、和第三支路，所述第一支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、和所述第一排水口形成；所述第二支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、所述二级冷却器、和所述第一排水口形成；所述第三支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、所述二级冷却器、所述三级冷却器、和所述第二排水口形成。

优选地，所述冷却水路系统还包括第四支路，所述第四支路由依次连接的所述进水口、所述二级冷却器、所述三级冷却器、和所述第二排水口形成。所述冷却水路系统还包括串联连接在所述一级冷却器和所述二级冷却器之间的第一旁通阀、以及串联连接在所述二级冷却器和所述三级冷却器之间的第二旁通阀，所述第一旁通阀的入口连接到所述一级冷却器的出水口、出口连接到所述二级冷却器的入水口、旁通口连接到所述第一排水口；所述第二旁通阀的入口连接到所述二级冷却器的出水口、出口连接到所述三级冷却器的入水口、旁通口连接到所述第一排水口。

本实用新型的离心式压缩机的冷却水路系统，为了能够得到足够高的回水温度，将多个冷却器串联起来，使得冷却水经过与多个冷却器的逐次换热，得到较高的回水温度。同时，通过监控各级机头的进气温度，控制进入各级冷却器的水量，来保证整机运行的安全。本实用新型的离心式压缩机的冷却水路系统，可以得到60-90度的高温回水，用户可以利用回水的热量进行其他生产，从而达到节能降耗的效果。

附图说明

图1为现有技术的离心式压缩机的冷却水路系统的结构示意图；

图2为本实用新型的离心式压缩机的冷却水路系统的第一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的离心式压缩机的冷却水路系统的第二实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的离心式压缩机的冷却水路系统的第三实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的离心式压缩机的冷却水路系统作进一步的详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

本文所称的“回水”，是指离心式压缩机的冷却水路系统输出的经过换热之后的冷却水。本文所称的“低温”回水，指与现有技术中的压缩机回水的温度相同或相近的回水，通常温度为40度或者更低；本文所称的“高温”回水，指比进水口流入的冷却水的温度高30度或以上的回水，通常温度为60～90度。本身所称的“度”是指摄氏度。

本实用新型的离心式压缩机的冷却水路系统，适用于离心式压缩机。参照图2至图4，该离心式压缩机包括依次串联连接的一级机头、二级机头和三级机头。在一级机头和二级机头之间、二级机头和三级机头之间、以及三级机头之后，分别连接有一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器，分别用于冷却各级机头输出的压缩空气。在一级冷却器与二级机头之间连接有第一温度传感器，在二级冷却器和三级机头之间连接有第二温度传感器，分别用于监测二级机头和三级机头的进气温度。

参照图2，为本实用新型的第一实施例的结构示意图。在该实施例中，冷却水路系统包括输入冷却水的进水口、输出第一温度(例如低温)的回水的第一排水口、和输出第二温度(例如高温)的回水的第二排水口。其还包括连接进水口和第一排水口以得到低温回水的第一支路，以及连接进水口和第二排水口以得到高温回水的第二支路。

其中，如图2所示，第一支路由依次连接的进水口、一级冷却器、和第一排水口形成。冷却水由进水口流入冷却水路系统的第一支路，流到一级冷却器进行换热，即对一级机头输出的气体进行降温冷却，同时冷却水的温度升高，升温后的冷却水(本文称为“回水”)流到第一排水口排出。第一支路的回水，由于只进行了一级冷却器的换热，因此回水的温度不会很高，通常为40度或者更低，其与现有技术中离心式压缩机的冷却水路系统的回水温度相同。由于温度不高，该回水的热量不能够为其他的生产或生活所用，造成了一定的能源浪费；但是为了保证对离心式压缩机的降温效率，即保证整个压缩机的性能，在该实施例中保留了输出低温回水的第一排水口即对应的支路。

继续参照图2，第二支路由依次连接的进水口、二级冷却器、三级冷却器、和第二排水口形成。冷却水由进水口流入冷却水路系统的第二支路，流入二级冷却器进行换热，即对二级机头输出的气体进行降温冷却，同时冷却水的温度升高；然后继续流入三级冷却器进行换热，即对三级机头输出的气体进行降温冷却，同时冷却水的温度进一步升高，最后从第二排水口排出回水。第二支路排出的回水，由于进行了先后进行了二级冷却器和三级冷却器的换热，即进行了两次加热，因此能够得到较高的回水温度，通常回水的温度可以比进水的温度高10～30度。

特别地，第二支路还包括依次串联连接在三级冷却器和第二排水口之间的流量调节阀和第三温度传感器，第三温度传感器用于监测第二排水口的回水温度，流量调节阀用于调节第二排水口的回水的流量，根据监测到的第二排水口的回水温度来调节流量，使得回水的温度满足客户需要。

在该实施例中，保留了与现有技术类似的一级冷却器的冷却支路(即第一支路)，在该支路中，冷却水经过一级冷却器后直接从第一排水口排出，以维持整个压缩机的冷却性能；同时，将二级冷却器与三级冷却器串联，使得冷却水先后流经二级和三级冷却器，并通过三级冷却器后的第三温度传感器监测回水温度，并根据该温度来控制流量调节阀的开度，即控制第二排水口的回水的水量，使得第二排水口的回水温度满足客户的要求。

图3所示为本实用新型的第二实施例的结构示意图。在该实施例中，冷却水路系统包括输入冷却水的进水口、输出第一温度的回水的第一排水口、和输出第二温度的回水的第二排水口。其还包括连接进水口和第一排水口的第一支路、第二支路，以及连接进水口和第二排水口的第三支路。

其中，第一支路由依次连接的进水口、一级冷却器、和第一排水口形成。该支路中冷却水的流动路径与第一实施例中的第一支路相同，在该实施例中不做重复描述。

第二支路由依次连接的进水口、一级冷却器、二级冷却器、和第一排水口形成。冷却水由进水口流入冷却水路系统的第二支路，先流入一级冷却器进行换热，即对一级机头输出的气体进行降温冷却，同时冷却水的温度升高；然后继续流入二级冷却器进行换热，即对二级机头输出的气体进行降温冷却，同时冷却水的温度进一步升高，最后从第一排水口排出回水。

第一支路和第二支路排出的回水，汇合后从第一排水口排出，即得到了具有第一温度的回水。其中第一支路的回水经过了一次换热温度较低，第二支路的回水经过了两次换热温度较高，汇合后的回水的温度在二者之间。

第三支路由依次连接的进水口、一级冷却器、二级冷却器、三级冷却器、和第二排水口形成。冷却水由进水口流入冷却水路系统的第三支路，先后流入一级、二级、三级冷却器进行换热，即进行三次换热，冷却水的温度逐步升高，最后从第二排水口排出回水，即输出了具有第二温度的回水。第三支路排出的回水，由于进行了三次换热，其温度较高，通常能够比进水口的进水温度高30～60度。

为了便于实现上述三条支路并能够对三条支路的流量进行控制，如图3所示，冷却水路系统还包括串联连接在一级冷却器和二级冷却器之间的第一旁通阀、以及串联连接在二级冷却器和三级冷却器之间的第二旁通阀，各旁通阀均包括一个入口、一个出口和一个旁通口。

第一旁通阀的入口连接到一级冷却器的出水口、出口连接到二级冷却器的入水口、旁通口连接到第一排水口；第二旁通阀的入口连接到二级冷却器的出水口、出口连接到三级冷却器的入水口、旁通口连接到第一排水口。

如此，第一支路的冷却水的流动路径为：进水口、一级冷却器、第一旁通阀入口、第一旁通阀旁通口、以及第一排水口；第二支路的冷却水的流动路径为：进水口、一级冷却器、第一旁通阀入口、第一旁通阀出口、二级冷却器、第二旁通阀入口、第二旁通阀旁通口、以及第一排水口；第三支路的冷却水的流动路径为：进水口、一级冷却器、第一旁通阀入口、第一旁通阀出口、二级冷却器、第二旁通阀入口、第二旁通阀出口、三级冷却器、以及第二排水口。

因此，可以通过调节第一旁通阀的旁通口的流量来调节第一支路的回水的流量、通过调节第二旁通阀的旁通口的流量来调节第二支路的回水的流量，从而调节压缩机的冷却效果和第一排水口的回水的温度。

相应地，第三支路还可以包括温控阀，其串联连接在第三冷却器和第二排水口之间，用来根据用户需要的第二排水口的回水温度来对第二排水口的回水的流量进行控制。

在该实施例中，第三支路中的冷却水先后流过串联连接的一级、二级、三级冷却器，进行三次换热，以得到较高的回水温度；同时，为保证整机的安全运行，通过第一和第二温度传感器监测二级机头和三级机头的进气温度，通过调节第一和第二旁通阀的旁通口和出口的开度来调节冷却水量，以保证二级机头和三级机头的进气温度在允许的范围内；在第二排水口，通过温控阀来控制回水的温度，即根据需要的温度来调节阀的开度，使得出水温度达到用户的要求。

图4所示为本实用新型的第三实施例的结构示意图。该实施例提供了一种更加灵活的冷却水路系统的结构。在该实施例中，冷却水路系统包括输入冷却水的进水口、输出第一温度的回水的第一排水口、和输出第二温度的回水的第二排水口。其还包括连接进水口和第一排水口的第一支路、第二支路，以及连接进水口和第二排水口的第三支路、第四支路。

其中，第一、第二、第三支路中冷却水的流动路径分别与第二实施例中的第一、第二、第三支路相同，在该实施例中不做重复描述。第四支路由依次连接的进水口、二级冷却器、三级冷却器、和第二排水口形成，其与第一实施例中的第二支路相同，在该实施例中不做重复描述。

特别地，为了使得冷却水路系统的结构更加灵活，本实施例中的冷却水路系统还包括具有第一输入口IN1、第二输入口IN2、和输出口的阀组。如图4所示，该阀组的第一输入口IN1连接到进水口、第二输入口IN2连接到第一旁通阀的出口、输出口连接到二级冷却器的入水口。

如此，第一支路的冷却水的流动路径为：进水口、一级冷却器、第一旁通阀入口、第一旁通阀旁通口、以及第一排水口；第二支路的冷却水的流动路径为：进水口、一级冷却器、第一旁通阀入口、第一旁通阀出口、阀组第二输入口IN2、阀组输出口、二级冷却器、第二旁通阀入口、第二旁通阀旁通口、以及第一排水口；第三支路的冷却水的流动路径为：进水口、一级冷却器、第一旁通阀入口、第一旁通阀出口、阀组第二输入口IN2、阀组输出口、二级冷却器、第二旁通阀入口、第二旁通阀出口、三级冷却器、以及第二排水口；第四支路的冷却水的流动路径为：进水口、一级冷却器、阀组第一输入口IN1、阀组输出口、二级冷却器、第二旁通阀入口、第二旁通阀出口、三级冷却器、以及第二排水口。

第一排水口输出的回水为第一支路(经过一级冷却器换热)和第二支路(经过一级和二级冷却器换热)的回水的汇合，第二排水口输出的回水为第三支路(经过一级、二级、和三级冷却器换热)和第四支路(经过二级和三级冷却器换热)的回水的汇合。因此，可以通过调节各个阀的开度来调节压缩机的冷却效果，以及调节第一和第二排水口的回水的温度。

优选地，如图4所示，冷却水路系统还包括依次串联连接在三级冷却器和第二排水口之间的流量调节阀和第三温度传感器，第三温度传感器用于监测所述第二排水口的回水温度，流量调节阀用于调节回水的流量。

在该实施例中，可以通过用户要求的回水温度来控制阀组：当需求的回水的温度较低时，阀组将打开第一输入口IN1并关闭第二输入口IN2，使得整个冷却水路的结构和工作流程与第一实施例的相同；当需求的回水的温度较高时，阀组将关闭第一输入口IN1并打开第二输入口IN2，使得整个冷却水路的结构和工作流程与第二实施例的相同。

以上实施例中，对各个流量调节阀、温控阀、旁通阀、以及阀组的开度的控制，均可以使用人工控制或自动控制方案。

以上具体实施方式仅为本实用新型的示例性实施方式，不能用于限定本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种离心式压缩机的冷却水路系统，所述离心式压缩机包括依次串联连接的一级机头、二级机头和三级机头；在所述一级机头和二级机头之间、所述二级机头和三级机头之间、以及所述三级机头之后，分别连接有一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器，分别用于冷却各级机头输出的压缩空气；在所述一级冷却器与所述二级机头之间、以及所述二级冷却器和所述三级机头之间，分别连接有第一温度传感器和第二温度传感器，分别用于监测所述二级机头和三级机头的进气温度，其特征在于，

所述冷却水路系统包括输入冷却水的进水口、输出第一温度的回水的第一排水口、和输出第二温度的回水的第二排水口，

所述冷却水路系统还包括第一支路和第二支路，所述第一支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、和所述第一排水口形成；所述第二支路由依次连接的所述进水口、所述二级冷却器、所述三级冷却器、和所述第二排水口形成。

2.根据权利要求1所述的离心式压缩机的冷却水路系统，其特征在于，所述第二支路还包括流量调节阀和第三温度传感器，其依次串联连接在所述三级冷却器和所述第二排水口之间，所述第三温度传感器用于监测所述第二排水口的回水温度。

3.一种离心式压缩机的冷却水路系统，所述离心式压缩机包括依次串联连接的一级机头、二级机头和三级机头；在所述一级机头和二级机头之间、所述二级机头和三级机头之间、以及所述三级机头之后，分别连接有一级冷却器、二级冷却器和三级冷却器，分别用于冷却各级机头输出的压缩空气；在所述一级冷却器与所述二级机头之间、以及所述二级冷却器和所述三级机头之间，分别连接有第一温度传感器和第二温度传感器，分别用于监测所述二级机头和三级机头的进气温度，其特征在于，

所述冷却水路系统包括输入冷却水的进水口、输出第一温度的回水的第一排水口、和输出第二温度的回水的第二排水口，

所述冷却水路系统还包括第一支路、第二支路、和第三支路，所述第一支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、和所述第一排水口形成；所述第二支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、所述二级冷却器、和所述第一排水口形成；所述第三支路由依次连接的所述进水口、所述一级冷却器、所述二级冷却器、所述三级冷却器、和所述第二排水口形成。

4.根据权利要求3所述的离心式压缩机的冷却水路系统，其特征在于，所述冷却水路系统还包括第四支路，所述第四支路由依次连接的所述进水口、所述二级冷却器、所述三级冷却器、和所述第二排水口形成。

5.根据权利要求4所述的离心式压缩机的冷却水路系统，其特征在于，所述冷却水路系统还包括串联连接在所述一级冷却器和所述二级冷却器之间的第一旁通阀、以及串联连接在所述二级冷却器和所述三级冷却器之间的第二旁通阀，

所述第一旁通阀的入口连接到所述一级冷却器的出水口、出口连接到所述二级冷却器的入水口、旁通口连接到所述第一排水口；

所述第二旁通阀的入口连接到所述二级冷却器的出水口、出口连接到所述三级冷却器的入水口、旁通口连接到所述第一排水口。

6.根据权利要求5所述的离心式压缩机的冷却水路系统，其特征在于，所述冷却水路系统还包括具有第一输入口、第二输入口、和输出口的阀组，所述阀组的所述第一输入口连接到所述进水口、所述第二输入口连接到所述第一旁通阀的出口、所述输出口连接到所述二级冷却器的入水口。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的离心式压缩机的冷却水路系统，其特征在于，所述第三支路还包括温控阀，其串联连接在所述第三冷却器和所述第二排水口之间。

8.根据权利要求3-6中任一项所述的离心式压缩机的冷却水路系统，其特征在于，所述冷却水路系统还包括流量调节阀和第三温度传感器，其依次串联连接在所述三级冷却器和所述第二排水口之间，所述第三温度传感器用于监测所述第二排水口的回水温度。