CN211058975U - 一种空气压缩机热能回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了空气压缩机热能回收利用系统，包括空气压缩机、油气分离器、油冷却器、气体冷却器、油水换热器、控制模块、循环水箱和客户端蓄水箱，其中，空气压缩机连接至油气分离器，油气分离器连接至油冷却器、油水换热器和气体冷却器；油管上串联有第一三通温控阀和第二三通温控阀，第一三通温控阀和第二三通温控阀电连接控制模块，油气分离器通过第一三通温控阀和第二三通温控阀与油冷却器或油水换热器连通；油水换热器中包括水通道和油通道，水通道分别通过两根水管对应连接至循环水箱的循环水入水口和循环水出水口。该空气压缩机热能回收系统有效地回收空气压缩机热能，转换成热水供应，节约能源和成本。

Description

一种空气压缩机热能回收利用系统

技术领域

本实用新型属于空气压缩机技术领域，具体涉及一种空气压缩机热能回收利用系统。

背景技术

空气压缩机是一个能耗比较大的动力设备，空气压缩机在长期、连续的运行过程中，把电能转换为机械能，机械能转换为高压压缩空气。在机械能转换为高压压缩空气过程中，会产生大量的热量，而这些热量经润滑油带出机体外，最后以风冷或水冷的形式把热量散发出去。空气压缩机的润滑油温度通常在80℃(冬季)-97℃(夏秋季)，这些热能都通过空气压缩机的散热系统作为废热白白地排放到环境中，造成了很大的能源浪费，不利于节能环保。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种空气压缩机热能回收利用系统。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型提供了一种空气压缩机热能回收利用系统，包括空气压缩机、油气分离器、油冷却器、气体冷却器、油水换热器、控制模块、循环水箱和客户端蓄水箱，其中，

所述空气压缩机连接至油气分离器，所述油气分离器通过油管连接至所述油冷却器和所述油水换热器并通过气管连接至所述气体冷却器；

所述油管上串联有第一三通温控阀和第二三通温控阀，所述第一三通温控阀和所述第二三通温控阀电连接所述控制模块，所述油气分离器通过所述第一三通温控阀和第二三通温控阀与所述油冷却器或油水换热器连通；

所述油水换热器中包括水通道和油通道，所述水通道分别通过两根水管对应连接至所述循环水箱的循环水入水口和循环水出水口；所述循环水箱的使用水出水口连接至所述客户端蓄水箱。

在本实用新型的一个实施例中，所述循环水箱上设置有自动补水阀和液位传感器，所述自动补水阀与所述液位传感器均电连接至所述控制模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一三通温控阀的第一端同时连接所述油水换热器的油输入端和所述油气分离器的输出端，所述第一三通温控阀的第二端连接至所述油水换热器的油输出端，所述第一三通温控阀的第三端连接至所述第二三通温控阀的第一端；

所述第二三通温控阀的第二端连接至所述油冷却器的输入端，所述第二三通温控阀的第三端连接至所述空气压缩机。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一三通温控阀的设定温度为 40-50℃；所述第一三通温控阀的设定温度为60-80℃。

在本实用新型的一个实施例中，所述循环水箱的循环水入水口与所述油水换热器之间的水管上设置有第一二通温控阀和循环泵，所述第一二通温控阀和所述循环泵均电连接至所述控制模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述循环水箱与所述客户端蓄水箱的连通管道上设置有第二二通温控阀，所述第二二通温控阀连接至所述控制模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述气体冷却器的出口处设置有过滤器。

在本实用新型的一个实施例中，所述循环水箱的底部和所述客户端蓄水箱的底部均设置有排污口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的空气压缩机热能回收利用系统能够将空气压缩机热能有效回收，转换成工业或生活用热水，不但解决了空气压缩机高温问题，增加设备寿命，且产生的热水能够供应洗澡或采暖使用，节约能源和成本。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种空气压缩机热能回收利用系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-空气压缩机；2-油气分离器；3-油冷却器；4-气体冷却器；5-油水换热器；51-水通道；52-油通道；6-控制模块；7-循环水箱；8-油管；9-气管； 10-第一三通温控阀；11-第二三通温控阀；12-水管；13-油温传感器；14- 水温传感器；15-第一二通温控阀；16-循环泵；17-过滤器；18-排污口；19- 自动补水阀；20-液位传感器；21-客户端蓄水箱；22-第二二通温控阀。

具体实施方式

为了进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本实用新型提出的一种空气压缩机热能回收利用系统进行说明。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的技术方案加以限制。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种空气压缩机热能回收利用系统的结构示意图。本实施例的热能回收系统包括空气压缩机1、油气分离器2、油冷却器3、气体冷却器4、油水换热器5、控制模块6、循环水箱 7和客户端蓄水箱21。

空气压缩机1连接至油气分离器2，能够将其运行过程中产生的高温油气混合物通过管道输送至油气分离器2，油气分离器2用于对来自空气压缩机1的油气混合物进行分离。油气分离器2通过油管8连接至油冷却器3和油水换热器5并通过气管9连接至气体冷却器4，能够将分离后将热油和热气分别传输至油冷却器3和气体冷却器4，油冷却器3和气体冷却器4能够分别对所述热油和所述热气进行冷却。

在本实施例中，油冷却器3和气体冷却器4可以使用现有技术中任何合适的冷却剂，这里不再详细描述。气体冷却器4的出口处设置有过滤器17，气体冷却器4用于对油气分离器2分离出来的热气进行冷却，过滤器17用于对待排放的气体中的油污等杂质进行过滤，避免对大气造成污染，过滤后的气体排放到环境空气中。

进一步地，油管8上串联有第一三通温控阀10和第二三通温控阀11，第一三通温控阀10和第二三通温控阀11电连接控制模块6，油气分离器2通过第一三通温控阀10和第二三通温控阀11与油冷却器3或油水换热器5连通。也就是说，通过控制第一三通温控阀10和第二三通温控阀11的通断，可以控制油气分离器2来自油气分离器2的热油是否经过油冷却器3和油水换热器5。

油水换热器5中包括水通道51和油通道52，水通道51分别通过两根水管 12对应连接至循环水箱7的循环水入水口和循环水出水口。进入油水换热器 5的油通道52的热油能够与水通道51中来自循环水箱7的循环水进行热量交换，从而将热量储存在水体中。循环水箱7的使用水出水口通过管道连接至客户端蓄水箱21，以将循环水箱7中存储的热水传输至客户端蓄水箱21，以供生产或生活使用。

具体地，第一三通温控阀10的第一端同时连接油水换热器5的油输入端和油气分离器2的输出端，第一三通温控阀10的第二端连接至油水换热器5 的油输出端，第一三通温控阀10的第三端连接至第二三通温控阀11的第一端；第二三通温控阀11的第二端连接至油冷却器3的输入端，第二三通温控阀11的第三端连接至空气压缩机1。

在实际运行过程中，当空气压缩机冷态启动时，润滑油的温度较低，当油气分离器2分离后的润滑油经过第一三通温控阀10时，并未达到油水换热器5一端阀门的打开温度，油水换热器5一端的阀门关闭，所述润滑油不经过油水换热器5而到达第二三通温控阀11，此时，同样未到达油冷却器3 一端阀门的打开温度，油冷却器3一端的阀门关闭，此时，所述润滑油不经过油水换热器5和油冷却器3而直接进入压缩机机头，重新起到润滑作用。

当空气压缩机运行一端时间之后，润滑油的温度升高，当油气分离器2 分离后的润滑油经过第一三通温控阀10时，达到油水换热器5一端阀门的打开温度，油水换热器5一端的阀门打开，所述润滑油经过油水换热器5而到达第二三通温控阀11，此时，润滑油的温度仍然未到达油冷却器3一端阀门的打开温度，油冷却器3一端的阀门关闭，此时，所述润滑油经过油水换热器5而不经过油冷却器3的冷却，随后进入压缩机机头，重新起到润滑作用。

随着空气压缩机的持续运行，润滑油的温度不断升高，当油气分离器2 分离后的润滑油经过第一三通温控阀10时，达到油水换热器5一端阀门的打开温度，油水换热器5一端的阀门打开，所述润滑油经过油水换热器5而到达第二三通温控阀11，此时，润滑油的温度还是高于油冷却器3一端阀门的打开温度，油冷却器3一端的阀门打开，此时，所述润滑油依次经过油水换热器5和油冷却器3的冷却，随后进入压缩机机头，重新起到润滑作用。

此外，当油水换热器5中的热水暂不需要而停止供应时，油水换热器5 内不发生热量交换，此时，也就是说所述润滑油不经过油水换热器5而到达第二三通温控阀11，此时润滑油温度保持在高温状态，温度高于油冷却器3 一端阀门的打开温度，油冷却器3一端的阀门打开，此时，所述润滑油经过油冷却器3的冷却，随后进入压缩机机头，以保证机器的正常工作。

进一步地，第一三通温控阀10的设定温度为40-50℃；第一三通温控阀 10的设定温度为60-80℃。在本实施例中，优选地，第一三通温控阀10的设定温度为49℃；第一三通温控阀10的设定温度为71℃。

水通道51分别通过两根水管12对应连接至循环水箱7的循环水入水口和循环水出水口，以与循环水箱7进行水循环，即将水通道51中已经加热的水传输至循环水箱7，同时从循环水箱7中补充低温度的水体。进一步地，循环水箱7的循环水入水口与油水换热器5之间的水管12上设置有第一二通温控阀15和循环泵16，第一二通温控阀15和循环泵16均连接至控制模块6。第一二通温控阀15用于控制从油水换热器5进入循环水箱7的水温，当温度大于设定温度时，第一二通温控阀15才会打开，使得热水从油水换热器5进入循环水箱7，可以根据实际需要通过控制模块6设定第一二通温控阀15的打开温度。

油气分离器2的油输出口处设置有油温传感器13，油水换热器5的出水口处设置有水温传感器14；油温传感器13和水温传感器14均连接至控制模块6。油温传感器13用于对来自油气分离器2的高温润滑油的温度进行实时采集，并传输至控制模块6。本实施例的控制模块6包括显示屏，可以实时显示所采集的数据。类似地，水温传感器14可以对热能回收装置3中热循环获得的热水水温进行实时采集，传输至控制模块6并显示在显示屏上。控制模块6能够根据获得的油温数据和水温数据进行分析运算，并且控制循环泵 16的工作，以进行油水换热器5与循环水箱7之间的水循环。在本实施例中，控制模块6设置在油水换热器5上，控制模块6为PLC可编程逻辑控制器。

进一步地，循环水箱7上设置有自动补水阀19和液位传感器20，自动补水阀19与液位传感器20均连接至控制模块6。在本实施例中，循环水箱7通过管道连接至城市自来水，所述管道上设置有自动补水阀19，而循环水箱7 的内部适当高度处设置有液位传感器20，当循环水箱7中的液位低于液位传感器20时，液位传感器20向控制模块6发送信息，控制模块6控制自动补水阀19打开，从而向循环水箱7中自动补水，以保证油水换热器5与循环水箱7之间水循环的正常进行。

此外，循环水箱7和客户端蓄水箱21的连通管道上设置有第二二通温控阀22，第二二通温控阀22连接至控制模块6。第二二通温控阀22用于控制从循环水箱7到客户端蓄水箱21的水温，当温度大于设定温度时，第二二通温控阀22才会打开，使得热水从循环水箱7进入客户端蓄水箱21，可以根据实际使用的温度需要通过控制模块6设定第二二通温控阀22的打开温度。

进一步地，循环水箱7的底部和客户端蓄水箱21的底部均设置有排污口 18，便于对循环水箱7和客户端蓄水箱21进行定期清理。

示例性地，本实施例的空气压缩机1为喷油螺杆空气压缩机，包括蜗杆机腔以及位于蜗杆机腔内部的蜗杆组件，循环冷却后的润滑油回传至蜗杆机腔。在实际运行中，空气压缩机中的电动机带动蜗杆组件旋转，空气经过滤器被吸入蜗杆机腔中并被压缩成高压空气，该高压空气与润滑油混合形成高压高温油气混合气体，将高压高温油气混合气体输送至油气分离器中，并在油气分离器中进行油气分离；当润滑油高于一定温度时，分离出来的高压气体和高温油被输送至油水换热器5中，通过热传递将高温油内所储存的热能转换到水里，被加热的水则被传输和存储至循环水箱7，随后传输至客户端蓄水箱21以供利用，例如提供生活或生产热水。经散热后的气体经过滤后排放至空气中，散热后的油则通过油管重新输入到蜗杆机腔内继续使用。

本实施例的空气压缩机热能回收系统能够将空气压缩机热能有效地转换成工业或生活用热水，不但解决了空气压缩机高温问题，增加设备寿命，且产生的热水能够供应洗澡或采暖使用，节约能源和成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种空气压缩机热能回收利用系统，其特征在于，包括空气压缩机(1)、油气分离器(2)、油冷却器(3)、气体冷却器(4)、油水换热器(5)、控制模块(6)、循环水箱(7)和客户端蓄水箱(21)，其中，

所述空气压缩机(1)连接至所述油气分离器(2)，所述油气分离器(2)通过油管(8)连接至所述油冷却器(3)和所述油水换热器(5)并通过气管(9)连接至所述气体冷却器(4)；

所述油管(8)上串联有第一三通温控阀(10)和第二三通温控阀(11)，所述第一三通温控阀(10)和所述第二三通温控阀(11)电连接所述控制模块(6)，所述油气分离器(2)通过所述第一三通温控阀(10)和第二三通温控阀(11)与所述油冷却器(3)或油水换热器(5)连通；

所述油水换热器(5)中包括水通道(51)和油通道(52)，所述水通道(51)分别通过两根水管(12)对应连接至所述循环水箱(7)的循环水入水口和循环水出水口；所述循环水箱(7)的使用水出水口连接至所述客户端蓄水箱(21)。

2.根据权利要求1所述的空气压缩机热能回收利用系统，其特征在于，所述循环水箱(7)上设置有自动补水阀(19)和液位传感器(20)，所述自动补水阀(19)与所述液位传感器(20)均电连接至所述控制模块(6)。

3.根据权利要求2所述的空气压缩机热能回收利用系统，其特征在于，所述第一三通温控阀(10)的第一端同时连接所述油水换热器(5)的油输入端和所述油气分离器(2)的输出端，所述第一三通温控阀(10)的第二端连接至所述油水换热器(5)的油输出端，所述第一三通温控阀(10)的第三端连接至所述第二三通温控阀(11)的第一端；

所述第二三通温控阀(11)的第二端连接至所述油冷却器(3)的输入端，所述第二三通温控阀(11)的第三端连接至所述空气压缩机(1)。

4.根据权利要求3所述的空气压缩机热能回收利用系统，其特征在于，所述第一三通温控阀(10)的设定温度为40-50℃；所述第一三通温控阀(10)的设定温度为60-80℃。

5.根据权利要求1所述的空气压缩机热能回收利用系统，其特征在于，所述循环水箱(7)的循环水入水口与所述油水换热器(5)之间的水管(12)上设置有第一二通温控阀(15)和循环泵(16)，所述第一二通温控阀(15)和所述循环泵(16)均电连接至所述控制模块(6)。

6.根据权利要求1所述的空气压缩机热能回收利用系统，其特征在于，所述循环水箱(7)与所述客户端蓄水箱(21)的连通管道上设置有第二二通温控阀(22)，所述第二二通温控阀(22)连接至所述控制模块(6)。

7.根据权利要求1所述的空气压缩机热能回收利用系统，其特征在于，所述气体冷却器(4)的出口处设置有过滤器(17)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的空气压缩机热能回收利用系统，其特征在于，所述循环水箱(7)的底部和所述客户端蓄水箱(21)的底部均设置有排污口(18)。

Images