CN210486075U - 空压机余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空压机余热回收系统，包括：油水换热器，设置于空压机的出油端；液气换热器，设置于空压机的出气端；水源热泵，水源热泵的蒸发端出水口分别与油水换热器的进液端和液气换热器的进液端连接；水源热泵的蒸发端进水口与液气换热器的出液端连接；水源热泵的冷凝端进水口与油水换热器的出液端连接；中间用热装置，设置于水源热泵的冷凝端进水口与油水换热器的出液端之间；末端用热装置，与水源热泵的冷凝端出水口连接。本实用新型的空压机余热回收系统充分利用了高温压缩空气中的热量作为水源热泵的热源，避免了这部分热量的浪费，从而实现了对空压机中的余热进行最大程度地回收循环再利用。

Description

空压机余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及节能环保技术领域，特别是涉及一种空压机余热回收系统。

背景技术

空气压缩机是一种将机械能转换成气体压力势能的装置，为气动系统提供气源动力。但是由于空气压缩机运行效率较低，输出的压缩空气的压力势能仅占总输入能量的20％左右，而其中80％的能量转化为了热量，高温会降低空压机运行效率和设备使用寿命，同时排放到环境中的热量会造成污染。

通常为了保证空压机的正常运行，会采用冷却系统对空压机进行冷却，并对通过热交换得到的余热回收再利用。但现有技术中的空压机余热回收系统只对空压机中的高温润滑油进行冷却，并对这部分余热进行回收再利用，而没有考虑到对高温压缩空气中的余热进行回收利用，产生了热量的浪费。因此，如何设计一种能够将空压机中的余热进行最大程度地回收循环再利用的系统是本领域技术人员需要解决的问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型解决的技术问题在于提供一种能够将空压机中的余热进行最大程度地回收循环再利用的空压机余热回收系统。

本实用新型的空压机余热回收系统，包括：油水换热器，设置于所述空压机的出油端；液气换热器，设置于所述空压机的出气端；水源热泵，所述水源热泵的蒸发端出水口分别与所述油水换热器的进液端和所述液气换热器的进液端连接；所述水源热泵的蒸发端进水口与所述液气换热器的出液端连接；所述水源热泵的冷凝端进水口与所述油水换热器的出液端连接；中间用热装置，设置于所述水源热泵的冷凝端进水口与所述油水换热器的出液端之间；末端用热装置，与所述水源热泵的冷凝端出水口连接。

优选地，所述空压机余热回收系统还包括控制器，所述控制器与所述水源热泵连接，且控制所述水源热泵运行。

进一步地，所述空压机余热回收系统还包括：第一水箱，设置于所述水源热泵的蒸发端进水口与所述液气换热器的出液端之间；第二水箱，设置于所述末端用热装置与所述水源热泵的冷凝端出水口之间；联通水泵，连接所述第一水箱和所述第二水箱，使水从所述第二水箱向所述第一水箱定向移动。

再进一步地，所述空压机余热回收系统还包括：第一温度传感器，与所述控制器连接，所述控制器接收到所述第一温度传感器监测的所述第一水箱的温度；第一箱体液位传感器，与所述控制器连接，所述控制器接收到所述第一箱体液位传感器监测的所述第一水箱内的液位；第二温度传感器，与所述控制器连接，所述控制器接收到所述第二温度传感器监测的所述第二水箱的温度；第二箱体液位传感器，与所述控制器连接，所述控制器接收到所述第二箱体液位传感器监测的所述第二水箱内的液位；所述控制器与所述联通水泵连接；所述控制器根据收到的所述第一水箱的温度、所述第一水箱内的液位、所述第二水箱的温度和所述第二水箱内的液位，控制所述联通水泵运行，以使所述第一水箱的温度、所述第一水箱内的液位、所述第二水箱的温度和所述第二水箱内的液位达到所述控制器中预设的所述第一水箱的温度值、所述第一水箱内的液位值、所述第二水箱的温度值和所述第二水箱内的液位值。

更进一步地，所述空压机余热回收系统还包括：设置于所述第一水箱的补水口上的补水阀门，所述补水阀门与所述控制器连接。

进一步地，所述空压机余热回收系统还包括：热泵检测器，监测所述水源热泵的温度，与所述控制器连接；第一空气冷却器，与所述控制器连接，设置于所述中间用热装置与所述水源热泵的冷凝端进水口之间；第二空气冷却器，与所述控制器连接，所述第二空气冷却器的进液端与所述水源热泵的蒸发端出水口连接，所述第二空气冷却器的出液端分别与所述油水换热器的进液端和所述液气换热器的进液端连接。

优选地，所述空压机余热回收系统还包括：排液支路，在所述油水换热器的出液端与所述中间用热装置之间连接所述排液支路的入口；所述排液支路的出口与所述末端用热装置连接；所述排液支路上设有支路阀门。

优选地，所述中间用热装置与所述水源热泵的冷凝端进水口之间设有第一水泵。

优选地，所述空压机余热回收系统还包括：蒸发端输出管路，所述蒸发端输出管路的输入端与所述水源热泵的蒸发端出水口连接，所述蒸发端输出管路的输出端分别与所述油水换热器的进液端和所述油水换热器的进液端连接；所述蒸发端输出管路上设有第二水泵。

如上所述，本实用新型的空压机余热回收系统，具有以下有益效果：

采用本实用新型的空压机余热回收系统，空压机中的高温润滑油通过油水换热器与水源热泵蒸发端出水口流出的水进行热能交换，换热后的水被送至中间用热装置供热，与中间用热装置换热后的水再被送至水源热泵的冷凝端进行升温，最终被送至末端用热装置使用；空压机中的高温压缩空气通过液气换热器与水源热泵蒸发端出水口流出的水进行热能交换，换热后的水被送回至水源热泵蒸发端，经过冷却后再从水源热泵蒸发端出水口流出，冷却过程中释放的热量作为水源热泵冷凝端升温的热源；整个系统将空压机中的余热最终传送给中间用热装置和末端用热装置，并且充分利用了高温压缩空气中的热量作为水源热泵的热源，避免了这部分热量的浪费，从而实现了对空压机中的余热进行最大程度地回收循环再利用。

附图说明

图1显示为本实用新型的空压机余热回收系统的结构示意图。

附图标号说明

1 空压机

2 油水换热器

3 液气换热器

4 水源热泵

410 蒸发端出水口

420 蒸发端进水口

430 冷凝端进水口

440 冷凝端出水口

5 中间用热装置

6 末端用热装置

7 第一水箱

710 第一温度传感器

720 第一箱体液位传感器

730 补水阀门

8 第二水箱

810 第二温度传感器

820 第二箱体液位传感器

9 联通水泵

101 第一空气冷却器

102 第二空气冷却器

11 排液支路

111 支路阀门

121 第一水泵

122 第二水泵

13 蒸发端输出管路

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实施例的空压机余热回收系统，包括：油水换热器2，设置于空压机1的出油端；

液气换热器3，设置于空压机1的出气端；

水源热泵4，水源热泵4的蒸发端出水口410分别与油水换热器2的进液端和液气换热器3的进液端连接；水源热泵4的蒸发端进水口420与液气换热器3的出液端连接；水源热泵4的冷凝端进水口430与油水换热器2的出液端连接；

中间用热装置5，设置于水源热泵4的冷凝端进水口430与油水换热器2的出液端之间；

末端用热装置6，与水源热泵4的冷凝端出水口440连接。

采用本实施例的空压机余热回收系统，空压机1中的高温润滑油通过油水换热器2与水源热泵4蒸发端出水口410流出的水进行热能交换，换热后的水被送至中间用热装置5供热，与中间用热装置5换热后的水再被送至水源热泵4的冷凝端进行升温，最终被送至末端用热装置6使用；空压机1中的高温压缩空气通过液气换热器3与水源热泵4蒸发端出水口410流出的水进行热能交换，换热后的水被送回至水源热泵4蒸发端，经过冷却后再从水源热泵4蒸发端出水口410流出，冷却过程中释放的热量作为水源热泵4冷凝端升温的热源；整个系统将空压机1中的余热最终传送给中间用热装置5和末端用热装置6，并且充分利用了高温压缩空气中的热量作为水源热泵4的热源，避免了这部分热量的浪费，从而实现了对空压机1中的余热进行最大程度地回收循环再利用。

水源热泵4设置冷凝器的一端为冷凝端，水源热泵4设置蒸发器的一端为蒸发端。

空压机余热回收系统还包括控制器(图中未示出)，控制器与水源热泵4连接，且控制水源热泵4运行。这里的控制器优选为PLC控制器。

空压机余热回收系统还包括第一水箱7、第二水箱8和联通水泵9。第一水箱7，设置于水源热泵4的蒸发端进水口420与液气换热器3的出液端之间，第一水箱7主要用于贮存与高温压缩空气换热后的水；第二水箱8，设置于末端用热装置6与水源热泵4的冷凝端出水口440之间，第二水箱8主要用于贮存经过水源热泵4冷凝端升温后的水；联通水泵9，连接第一水箱7和第二水箱8，当第二水箱8中的水量或者温度过高时，联通水泵9会将第二水箱8中的水泵向第一水箱7，以此来降低第二水箱8中的水量和温度，使得第二水箱8中的水温达到末端用热装置6的要求，这里的末端用热装置6主要为生活用热装置，温度不能过高；同时会提高第一水箱7中的水量和温度，使得第一水箱7能够向水源热泵4提供更多的热量。

具体的，第一水箱7内设置有第一温度传感器710和第一箱体液位传感器720，第二水箱8内设置有第二温度传感器810和第二箱体液位传感器820，第一温度传感器710、第一箱体液位传感器720、第二温度传感器810、第二箱体液位传感器820以及联通水泵9都与控制器连接。第一温度传感器710和第一箱体液位传感器720分别用于监测第一水箱7内的温度和液位，并将监测结果发送给控制器；第二温度传感器810和第二箱体液位传感器820分别用于监测第二水箱8内的温度和液位，并将监测结果发送给控制器。控制器根据收到的第一水箱7的温度、第一水箱7内的液位、第二水箱8的温度和第二水箱8内的液位，控制联通水泵9运行，以使第一水箱7的温度、第一水箱7内的液位、第二水箱8的温度和第二水箱8内的液位达到控制器中预设的第一水箱7的温度值、第一水箱7内的液位值、第二水箱8的温度值和第二水箱8内的液位值。

更具体的，第一水箱7的补水口上还设置有补水阀门730，补水阀门730与控制器连接。当第一水箱7中的水量不足，也就是达不到控制器预设的第一水箱7内的液位值时，控制器会控制补水阀门730打开，向第一水箱7补水。

空压机余热回收系统还包括热泵检测器(图中未示出)、第一空气冷却器101和第二空气冷却器102，热泵检测器、第一空气冷却器101以及第二空气冷却器102均与控制器连接。第一空气冷却器101设置于中间用热装置5与水源热泵4的冷凝端进水口430之间；第二空气冷却器102的进液端与水源热泵4的蒸发端出水口410连接，第二空气冷却器102的出液端分别与油水换热器2的进液端和液气换热器3的进液端连接。控制热泵检测器用于监测包括温度在内的水源热泵4的运行状态，当水源热泵4出现故障时，从水源热泵4蒸发端流出的水和流入水源热泵4冷凝端的水会出现温度过高，无法给空压机1有效降温，此时控制器根据热泵检测器发送的监测信息，控制第一空气冷却器101和第二空气冷却器102运行，对从水源热泵4蒸发端流出的水和流入水源热泵4冷凝端的水降温，从而保证整个空压机余热回收系统安全稳定的运行。

空压机余热回收系统还包括排液支路11，在油水换热器2的出液端与中间用热装置5之间连接排液支路11的入口，排液支路11的出口与末端用热装置6连接，排液支路11上设有支路阀门111。这里的中间用热装置5为生产过程中的工艺用热，工艺用热主要针对烟草工艺中烘丝、回潮、膨胀等工艺需求等。当中间用热装置5没有运行或者无法完全利用油水换热器2产出的热水时，打开支路阀门111，排液支路11会把这部分热水直接引入末端用热装置6使用，避免了热量的浪费。本实施例中的排液支路11的出口与第二水箱8的进水口连接，第二水箱8的出水口与末端用热装置6连接。

空压机余热回收系统还包括第一水泵121，设置于中间用热装置5与水源热泵4的冷凝端进水口430之间，用于将与中间用热装置5换热后的水送至水源热泵4的冷凝端。本实施例中的第一水泵121设置于第一空气冷却器101与水源热泵4的冷凝端进水口430之间。

空压机余热回收系统还包括蒸发端输出管路13，蒸发端输出管路13的输入端与水源热泵4的蒸发端出水口410连接，蒸发端输出管路13的输出端分别与油水换热器2的进液端和油水换热器2的进液端连接，蒸发端输出管路13上设有第二水泵122。本实施例中的第二水泵122设置于水源热泵4的蒸发端出水口410与第二空气冷却器102之间。

本实用新型的空压机余热回收系统将空压机1中的余热最终传送给中间用热装置5和末端用热装置6，并且充分利用了高温压缩空气中的热量作为水源热泵4的热源，避免了这部分热量的浪费，从而实现了对空压机1中的余热进行最大程度地回收循环再利用。

本实用新型的空压机余热回收系统绿色环保，通过吸收空压机1的热量来制取热水，无废气污染，无烟尘排放，无有害气体排放，保持清净环境。

本实用新型的空压机余热回收系统高效节能，在空压机1工作的同时，通过余热回收的方式将高温润滑油的75％左右热量吸收利用产出热水，无须运行费用，为企业节省大量的电费开支。

本实用新型的空压机余热回收系统稳定可靠，空压机1通过两个温控阀(图中未示出)对高温润滑油的流向控制以及通过变频器(图中未示出)对水泵输水量的控制，保证空压机的排气温度在露点温度之上，从而保证气态水不会冷凝出来，造成润滑油的乳化现象的出现，保证机器正常润滑需要。

本实用新型的空压机余热回收系统提高了空压机1的使用寿命，空压机1工作温度的降低，减少了机器故障的发生，降低了维修成本，同时也延长了设备的使用寿命。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种空压机余热回收系统，其特征在于，包括：

油水换热器(2)，设置于所述空压机(1)的出油端；

液气换热器(3)，设置于所述空压机(1)的出气端；

水源热泵(4)，所述水源热泵(4)的蒸发端出水口(410)分别与所述油水换热器(2)的进液端和所述液气换热器(3)的进液端连接；所述水源热泵(4)的蒸发端进水口(420)与所述液气换热器(3)的出液端连接；所述水源热泵(4)的冷凝端进水口(430)与所述油水换热器(2)的出液端连接；

中间用热装置(5)，设置于所述水源热泵(4)的冷凝端进水口(430)与所述油水换热器(2)的出液端之间；

末端用热装置(6)，与所述水源热泵(4)的冷凝端出水口(440)连接。

2.根据权利要求1所述的空压机余热回收系统，其特征在于：还包括控制器；所述控制器与所述水源热泵(4)连接，且控制所述水源热泵(4)运行。

3.根据权利要求2所述的空压机余热回收系统，其特征在于：还包括：

第一水箱(7)，设置于所述水源热泵(4)的蒸发端进水口(420)与所述液气换热器(3)的出液端之间；

第二水箱(8)，设置于所述末端用热装置(6)与所述水源热泵(4)的冷凝端出水口(440)之间；

联通水泵(9)，连接所述第一水箱(7)和所述第二水箱(8)，使水从所述第二水箱(8)向所述第一水箱(7)定向移动。

4.根据权利要求3所述的空压机余热回收系统，其特征在于：还包括：

第一温度传感器(710)，与所述控制器连接，所述控制器接收到所述第一温度传感器(710)监测的所述第一水箱(7)的温度；

第一箱体液位传感器(720)，与所述控制器连接，所述控制器接收到所述第一箱体液位传感器(720)监测的所述第一水箱(7)内的液位；

第二温度传感器(810)，与所述控制器连接，所述控制器接收到所述第二温度传感器(810)监测的所述第二水箱(8)的温度；

第二箱体液位传感器(820)，与所述控制器连接，所述控制器接收到所述第二箱体液位传感器(820)监测的所述第二水箱(8)内的液位；

所述控制器与所述联通水泵(9)连接；

所述控制器根据收到的所述第一水箱(7)的温度、所述第一水箱(7)内的液位、所述第二水箱(8)的温度和所述第二水箱(8)内的液位，控制所述联通水泵(9)运行，以使所述第一水箱(7)的温度、所述第一水箱(7)内的液位、所述第二水箱(8)的温度和所述第二水箱(8)内的液位达到所述控制器中预设的所述第一水箱(7)的温度值、所述第一水箱(7)内的液位值、所述第二水箱(8)的温度值和所述第二水箱(8)内的液位值。

5.根据权利要求4所述的空压机余热回收系统，其特征在于：还包括设置于所述第一水箱(7)的补水口上的补水阀门(730)，所述补水阀门(730)与所述控制器连接。

6.根据据权利要求2所述的空压机余热回收系统，其特征在于：还包括：

热泵检测器，监测所述水源热泵(4)的温度，与所述控制器连接；

第一空气冷却器(101)，与所述控制器连接，设置于所述中间用热装置(5)与所述水源热泵(4)的冷凝端进水口(430)之间；

第二空气冷却器(102)，与所述控制器连接，所述第二空气冷却器(102)的进液端与所述水源热泵(4)的蒸发端出水口(410)连接，所述第二空气冷却器(102)的出液端分别与所述油水换热器(2)的进液端和所述液气换热器(3)的进液端连接；

所述控制器根据接收到的所述水源热泵(4)的温度，控制所述第一空气冷却器(101)和所述第二空气冷却器(102)，以调整通过所述第一空气冷却器(101)和所述第二空气冷却器(102)的水温。

7.根据权利要求1所述的空压机余热回收系统，其特征在于：还包括排液支路(11)，

在所述油水换热器(2)的出液端与所述中间用热装置(5)之间连接所述排液支路(11)的入口；所述排液支路(11)的出口与所述末端用热装置(6)连接；所述排液支路(11)上设有支路阀门(111)。

8.根据权利要求1所述的空压机余热回收系统，其特征在于：

所述中间用热装置(5)与所述水源热泵(4)的冷凝端进水口(430)之间设有第一水泵(121)。

9.根据权利要求1所述的空压机余热回收系统，其特征在于：还包括蒸发端输出管路(13)，

所述蒸发端输出管路(13)的输入端与所述水源热泵(4)的蒸发端出水口(410)连接，所述蒸发端输出管路(13)的输出端分别与所述油水换热器(2)的进液端和所述油水换热器(2)的进液端连接；所述蒸发端输出管路(13)上设有第二水泵(122)。

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