CN213207975U - 一种空压机余热回收利用系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种空压机余热回收利用系统,本空压机余热回收利用系统通过水冷循环管网对空压机站进行余热回收,并将回收采集的余热首先用于车间的供暖,其次用于加热生活用水,在供暖、生活热水仍不能消耗空压机余热的情况系,还可用于加热厂区生产用水,最大化利用余热;同时,为了保证生活热水的热量工艺,本系统增设水源热泵作为辅助热源进行辅助加热,满足用热水需求,同时也大大降低了供暖管网、热水管网、给水母管等加热功率。

Description

一种空压机余热回收利用系统
技术领域
本实用新型涉及空压机余热回收和利用,具体为一种空压机余热回收利用系统。
背景技术
随着工业技术的不断发展,空压机的应用领域也越来越广泛;空压机在运作时,将电能转化为机械能和热能两个部分,且机械能只占很小一部分,有大约85%的电能转化成了热能,而空压机内热量过高会直接影响到空压机的正常工作,通常这部分热能被散热器或散热风扇交换到大气当中,大量的热能就被无端的浪费了。
现有技术也有采用水冷系统来交换空压机的热能,回收的热能通常用于日常生活热水供应,现阶段主要在水冷系统设保温水箱,用水时通过水泵从保温水箱中出水,且在保温水箱内的水温达到一定温度前,水冷系统依旧采用保温水箱中的水参与热交换,并没有新的冷水注入,导致空压机处热交换效率低,空压机散热慢,影响空压机的使用寿命,同时,保温水箱中的热水也没有得到充分的利用,导致余热利用率低;更重要的是,当前空压机余热回收后利用形式单一,无法最大化空压机余热的利用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种空压机余热回收利用系统,以解决上述背景技术中提出空压机余热应用形式单一,余热利用无法最大化、空压机余热回收效率低的问题。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案,一种空压机余热回收利用系统,包括换热器、由数台空压机组成的空压机站,其特征在于,还包括接在空压机站上用以回收空压机运作产生的热能的水冷循环管网,该水冷循环管网包括用以热源输出的第一输出管路、第二输出管路,以及用以冷源输入的第一输入管路、第二输入管路,其中,所述第一输出管路与第一输入管路接通形成循环水路,且该第一输出管路上通过换热器依次接有用以供暖的供暖水管网、供应日常热水的热水管网、供生产所需用水的给水母管;所述第二输出管路与热水管网接通,且该第二输出管路与热水管网之间接有水源热泵;所述第二输入管路与其他供给冷却水的回水管路接通,该第二输入管路与回水管路之间接有冷却塔。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本空压机余热回收利用系统通过水冷循环管网对空压机站进行余热回收,并将回收采集的余热首先用于车间的供暖,其次用于加热生活用水,在供暖、生活热水仍不能消耗空压机余热的情况系,还可用于加热厂区生产用水,最大化利用余热;同时,为了保证生活热水的热量工艺,本系统增设水源热泵作为辅助热源进行辅助加热,满足用热水需求,同时也大大降低了供暖管网、热水管网、给水母管等加热功率。
优选的,所述第一输出管路与第一输入管路之间接有保温水箱,且该第一输出管路的输出端口处还通过管道与保温水箱连通,可以储存富余的热水,同时也可将温度未达到供热的热水借由保温水箱从第一输入管路进行二次热交换。
优选的,所述供暖水管网包括供暖设备、给供暖设备接入热源的进暖水管、以及暖水回水管,所述第一输出管路通过换热器并联在进暖水管上,且该进暖水管上还接有补热器;
所述热水管网由热水箱、循环泵、抽水泵、用水设备组成,其中,所述用水设备通过抽水泵与热水箱接通,所述循环泵的抽水端与热水箱接通,该循环泵的输送端与水源热泵接通,该热水源热泵还与热水箱接通,且所述第一输出管路通过换热器并联在循环泵与水源热泵之间的管路上;
所述第一输出管路还通过换热器并联在给水母管上;
通过将从空压机站回收的热能通过换热器给供暖水管网、热水管网、给水母管供热同时,还可以不影响供暖书管网、热水管网、给水母管的正常运行。
优选的,所述第二输出管路还通过管路分支与冷却塔接通;另外,所述回水管路上对应冷却塔处并联有循环冷却水管网,该循环冷却水管网包括第一循环管路、第二循环管路、第三循环管路组成,所述第一循环管路从回水管路与冷却塔之间分支出来,该第一循环管路与第二循环管路之间、第二循环管路与第三循环管路之间通过换热器并联连接,所述第三循环管路通过换热器与动能管网连接,通过第二输出管路与冷却塔接通,水源热泵可以通过冷却塔处取水加热供热。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图;
图中:1、空压机站;2、水冷循环管网;2-1、第一输出管路;2-2、第二输出管路;2-3、第一输入管路;2-4、第二输入管路;3、供暖水管网;3-1、供暖设备;3-2、进暖水管;3-3、暖水回水管;3-4、补热器;4、热水管网;4-1、热水箱;4-2、热水箱;4-3、抽水泵;4-4、用水设备;5、给水母管;6、水源热泵;7、回水管路;8、冷却塔;9、保温水箱;10、循环冷却水管网;10-1、第一循环管路;10-2、第二循环管路;10-3、第三循环管路;11、动能管网。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1,本实用新型提供一种技术方案:一种空压机余热回收利用系统,本实施例具体将空压机余热回收利用系统应用到车间,包括由数台空压机组成的空压机站1,本具体实施例的车间空压站共有空压机8台;还包括接在空压机站1上用以空压机余热回收的水冷循环管网2,该水冷循环管网2包括用以热源输出的第一输出管路2-1、第二输出管路2-2,以及用以冷源输入的第一输入管路2-3、第二输入管路2-4,其中,所述第一输出管路2-1与第一输入管路2-3接通形成循环水路,且该第一输出管路2-1上通过换热器依次接有用以供暖的供暖水管网3、供应日常热水的热水管网4、供生产所需用水的给水母管5,且所述第一输出管路2-1与第一输入管路2-3之间接有保温水箱9,且该第一输出管路2-1的输出端口处还通过管道与保温水箱9连通,可以储存富余的热水,同时也可将温度未达到供热的热水借由保温水箱9从第一输入管路2-3进行二次热交换;所述第二输出管路2-2与热水管网4接通,且该第二输出管路2-2与热水管网4之间接有水源热泵6;所述第二输入管路2-4与其他供给冷却水的回水管路7接通,该第二输入管路2-4与回水管路7之间接有冷却塔8,回水管路7上回水可通过冷却塔8降温冷却后从第二输入管路2-4进入水冷循环管网2以辅助空压机站1余热回收降温;
所述第二输出管路2-2还通过管路分支与冷却塔8接通;另外,所述回水管路7上对应冷却塔8处并联有循环冷却水管网10,该循环冷却水管网10包括从回水管路7与冷却塔8之间分支出来的第一循环管路10-1、第二循环管路10-2、第三循环管路10-3组成,该第一循环管路10-1与第二循环管路10-2之间、第二循环管路10-2与第三循环管路10-3之间通过换热器并联连接,所述第三循环管路10-3通过换热器与动能管网11连接,通过第二输出管路2-2与冷却塔8接通,水源热泵6可以通过冷却塔8处取水加热供热,且所述第二循环管路10-2、第三循环管路10-3上分别接有可辅助水路循环的水泵。
所述供暖水管网3包括供暖设备3-1、给供暖设备3-1接入热源的进暖水管3-2、以及暖水回水管3-3,所述第一输出管路2-1通过换热器并联在进暖水管3-2上,且该进暖水管3-2上还接有补热器3-4和抽暖水泵,本系统辅助市政热力外网为车间的工作区、生活区供暖;大大降低本插厂区热力外网供暖的消耗成本;
所述热水管网4主要给车间提供生活热水,由热水箱4-24-1、循环泵、抽水泵4-3、以及生活区与车间的用水设备4-4组成,其中,所述用水设备4-4通过抽水泵4-3与热水箱4-24-1接通,所述循环泵的抽水端与热水箱4-24-1接通,该循环泵的输送端与水源热泵6接通,该热水源热泵6还与热水箱4-24-1接通,且所述第一输出管路2-1通过换热器并联在循环泵与水源热泵6之间的管路上;
所述第一输出管路2-1还通过换热器并联在给水母管5上;
通过将从空压机站1回收的热能通过换热器给供暖水管网3、热水管网4、给水母管5供热同时,还可以不影响供暖书管网、热水管网4、给水母管5的正常运行。
此外,本系统还包括有所有管网、生产、生活提供电源的电控模组,所述水冷循环管网2的管路上对应每个换热器的两端、对应每条管路分支处、以及所述供暖水管网3、热水管网4、给水母管5、循环冷却水管网10上的每个管路分支上均接设有控制阀,所述控制阀分别与电控模组连接,通过电控模组调整各个控制阀的开度、开关状态,使得本系统安全稳定运行。
1.水冷循环管网的性能指标
1)按夏季工况设计,满足将厂区2703m3/h工艺循环冷却水冷却至32℃以下,冷源为厂区动能管网,动能管网水设计入口温度不低于20℃;
2)配置独立水泵从厂区供水干网取水,水量不低于350m3/h,扬程不低于15m,不影响干网水压;
3)系统所用水泵功率不应超过30kW,采用变频调节;
4)采用可拆式板式换热器,材质316L;
5)换热器工作压降不超过100kPa,设计裕量不小于15%;
6)换热器的设计能充分地减缓结垢,换热器停机除垢的周期不小于12个月;
7)避免影响动能管网水质,增加一套中间循环水系统,冷却水与动能管网水间接换热,并设置水质监测装置。
2.供暖水管网的性能指标
1)供暖换热器应按照厂区的最大热负荷进行设计;
2)供暖水设计供/回水温度分别为60/50℃,设计循环水量不小于100m3/h;
3)采用可拆式板式换热器,材质316L;
4)换热器工作压降不得超过100kPa,设计裕量不小于15%;
5)换热器的设计应有充分的减缓结垢,换热器停机除垢的周期不小于12个月;
6)系统应能根据设置的供水温度(初寒60℃,严寒65℃)实时调节总供暖热量;
7)当空压机站的余热无法满足供热需求或故障时,应能自动引入或切换厂区外网热水补热,保障供暖;
8)应配置自动控制系统,自动根据供暖需求调节热量来源,实现无人值守。
3.热水管网的性能指标
1)生活热水设计最大用水量45m3/h,设计用水温度45~60℃;
2)保温水箱尺寸为4m×5m×4.5m,补水水源为厂区自来水,设计冬季补水温度10℃;
3)生活热水从空压机余热回收系统取热应采用独立的循环水泵,循环水量不小于100m3/h;
4)采用可拆式板式换热器,材质为食品级316L;
5)换热器工作压降不得超过100kPa,设计裕量不小于15%;
6)当空压机余热无富余时,应采用水源热泵加热生活热水;水源热泵第二输出管路采水取热,名义制热量不小于650kW;水源热泵应根据热需求,实时调节负荷;
7)应配置自动控制系统,自动根据水温、空压机余热量,调整热量来源及水源热泵的负荷,保证生活热水的热需求,实现无人值守。
4.给水母管性能指标
1)生产用水设计最大水量130m3/h,设计夏季水温20℃;
2)非供暖季,生产用水应能实现空压机余热的完全利用;
3)换热器热侧设计水量160m3/h,进/出口水温分别为65/55℃,冷侧设计水量130m3/h,进/出口水温分别为20/32.3℃;
4)采用可拆式板式换热器,材质为316L;
5)换热器设计裕量不小于15%;
6)应配置自动控制系统,实现无人值守。
5.水源热泵
5.1性能要求
1)总制热功率不低于650kW,制热工况COP(能效比)不低于5.4;
2)制冷剂应采用新型环保制冷剂;
3)机组应具备无级能量调节,调节范围25~105%;
4)设计工况:蒸发器进水温度32~42℃,冷凝器出水温度55℃;
5.2控制要求
1)控制:机组自带控制系统与控制柜,运行时可现实运行参数与画面,并根据负荷的变化自动进行能量调节;
2)机组需配置RS485通讯端口,并可与任何通讯协议工况的设备、控制器进行通讯;
3)机组应具有下列自保护功能,并提供故障报警:压缩机过热保护、排气压力过高、吸气压力过低、防结冰保护、电源异常保护、掉电、冷冻水断流、传感器故障保护、压缩机防止频繁启动保护、压缩机电机过载保护、冷却水断流保护;
4)机组应具有较小的外形尺寸和重量,节省空间。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种空压机余热回收利用系统,包括换热器、由数台空压机组成的空压机站(1),其特征在于,还包括接在空压机站(1)上用以回收空压机运作产生的热能的水冷循环管网(2),该水冷循环管网(2)包括用以热源输出的第一输出管路(2-1)、第二输出管路(2-2),以及用以冷源输入的第一输入管路(2-3)、第二输入管路(2-4),其中,所述第一输出管路(2-1)与第一输入管路(2-3)接通形成循环水路,且该第一输出管路(2-1)上通过换热器依次接有用以供暖的供暖水管网(3)、供应日常热水的热水管网(4)、供生产所需用水的给水母管(5);所述第二输出管路(2-2)与热水管网(4)接通,且该第二输出管路(2-2)与热水管网(4)之间接有水源热泵(6);所述第二输入管路(2-4)与其他供给冷却水的回水管路(7)接通,该第二输入管路(2-4)与回水管路(7)之间接有冷却塔(8)。
2.根据权利要求1所述的一种空压机余热回收利用系统,其特征在于,所述第一输出管路(2-1)与第一输入管路(2-3)之间接有保温水箱(9),且该第一输出管路(2-1)的输出端口处还通过管道与保温水箱(9)连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种空压机余热回收利用系统,其特征在于,所述供暖水管网(3)包括供暖设备(3-1)、给供暖设备接入热源的进暖水管(3-2)、以及暖水回水管(3-3),所述第一输出管路(2-1)通过换热器并联在进暖水管(3-2)上,且该进暖水管(3-2)上还接有补热器(3-4);
所述热水管网(4)由热水箱(4-1)、循环泵(4-2)、抽水泵(4-3)、用水设备(4-4)组成,其中,所述用水设备(4-4)通过抽水泵(4-3)与热水箱(4-1)接通,所述循环泵(4-2)的抽水端与热水箱(4-1)接通,该循环泵(4-2)的输送端与水源热泵(6)接通,该热水源热泵(6)还与热水箱(4-1)接通,且所述第一输出管路(2-1)通过换热器并联在循环泵(4-2)与水源热泵(6)之间的管路上;
所述第一输出管路(2-1)还通过换热器并联在给水母管(5)上。
4.根据权利要求3所述的一种空压机余热回收利用系统,其特征在于,所述第二输出管路(2-2)还通过管路分支与冷却塔(8)接通;另外,所述回水管路(7)上对应冷却塔(8)处并联有循环冷却水管网(10),该循环冷却水管网(10)包括第一循环管路(10-1)、第二循环管路(10-2)、第三循环管路(10-3)组成,所述第一循环管路(10-1)从回水管路(7)与冷却塔(8)之间分支出来,该第一循环管路(10-1)与第二循环管路(10-2)之间、第二循环管路(10-2)与第三循环管路(10-3)之间通过换热器并联连接,所述第三循环管路(10-3)通过换热器与动能管网(11)连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115539162A (zh) * 2022-10-28 2022-12-30 广东鑫钻节能科技股份有限公司 一种基于空压站的综合能源管理系统
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