CN213577715U - 一种空压机余热供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空压机余热供暖系统，涉及空气压缩机余热回收设备领域。该供暖系统包括空气压缩机、后冷器、第一换热介质回流管路和第一温度调节装置，后冷器包括能够进行热交换的第一换热管路和第二换热管路，第一换热管路连通空气压缩机，第二换热管路连通取暖风机，第一换热介质回流管路与取暖风机连接，第一温度调节装置包括相连接的第一温度表和设于第二换热管路上的第一调节阀，第一调节阀被配置为当第一温度表检测到后冷器流向取暖风机的换热介质的温度超出或低于预设范围时，调节后冷器流向暖风机的换热介质的流通量。该供暖系统充分利用空气压缩机产生的余热，提高能源利用率，且使供暖温度维持在预设范围内，提高供暖稳定性。

Description

一种空压机余热供暖系统

技术领域

本实用新型涉及空气压缩机余热回收设备领域，具体涉及一种空压机余热供暖系统。

背景技术

压缩空气在工业领域有着广泛的应用，主要用于风动设备、风动工具、气力输送和吹扫等，压缩空气一般由厂区集中设置或由各厂房分散设置的空压机提供，空压机在运行时会产生大量的压缩热，通常这部分能量通过冷却系统(风冷或水冷)最终散发到周围的环境中去，例如空气中，从而保证空压机的正常运行，该部分的热量称之为余热。

随着提高能源利用率意识的提升，对于空压机产生的余热利用系统逐步出现，主要以循环水与压缩后的高温气体在后冷器中换热，换热后的压缩空气经空气输出管路流出，换热后形成的热水流向各供暖区域进行供暖，供暖后的循环水经循环水回流管路流出。但是此种供暖系统缺乏可调性，仍存在供热不稳定，不均匀的问题。

基于此，亟需一种空压机余热供暖系统，用以解决如上提到的问题。

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供暖系统，能够充分利用空气压缩产生的余热，不需运行空调、电暖气等加热设备，实现了节能降耗，提高能源利用率，同时无需从外部供热管网引入管道，减少供热管线铺设和后期的维护巡检工作，且使供暖温度维持在预设范围内，提高供暖稳定性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种空压机余热供暖系统，包括空气压缩机，还包括：

后冷器，包括能够进行热交换的第一换热管路和第二换热管路，所述第一换热管路连通所述空气压缩机，所述第二换热管路连通取暖风机；

第一换热介质回流管路，与所述取暖风机连接，以将取暖后的换热介质排出；

第一温度调节装置，包括相连接的第一温度表和第一调节阀，所述第一调节阀设于所述第二换热管路上，且所述第一调节阀被配置为当所述第一温度表检测到所述后冷器流向所述取暖风机的所述换热介质的温度超出或低于预设范围时，调节所述后冷器流向所述取暖风机的所述换热介质的流通量。

可选地，所述空压机余热供暖系统还包括分流器，所述分流器与所述第二换热管路的出口端连通，用于将所述第二换热管路输出的所述换热介质分流形成多个供暖管路，每个所述供暖管路分别连接一个所述取暖风机。

可选地，所述第一温度表设于所述分流器上。

可选地，所述空压机余热供暖系统还包括换热介质调节管路，所述换热介质调节管路分别与所述第二换热管路和所述第一换热介质回流管路连通。

可选地，所述空压机余热供暖系统还包括第二温度调节装置，所述第二温度调节装置包括：

第二温度表，设于所述第一换热管路的输出端；

第二调节阀，设于所述换热介质调节管路上且与所述第二温度表连接，所述第二调节阀被配置为当所述第二温度表检测到所述第一换热管路输出的压缩空气的温度超出或低于预设范围时，调节所述第二换热管路流向所述第一换热介质回流管路的所述换热介质的流通量。

可选地，所述空压机余热供暖系统还包括加热储存器和循环泵，所述加热储存器设于所述第二换热管路上且位于所述第一调节阀的下游，所述加热储存器连通于所述循环泵，所述循环泵与所述第一换热介质回流管路连通，所述加热储存器用于加热和存储所述换热介质。

可选地，所述加热储存器上设有第三温度表，所述第三温度表用于根据检测到的所述加热储存器内的温度以控制所述加热储存器的启闭。

可选地，所述空压机余热供暖系统还包括第二换热介质回流管路，所述第二换热介质回流管路两端分别连通所述第二换热管路和所述第一换热介质回流管路，所述第二换热管路上设有第一截止阀，所述第一截止阀设于所述加热储存器与所述第一调节阀之间，且所述第二换热介质回流管路与所述第二换热管路的连通位置位于所述加热储存器与所述第一截止阀之间；所述第一换热介质回流管路上设有第二截止阀，所述第二换热介质回流管路与所述第一换热介质回流管路的连通位置位于所述取暖风机与所述第二截止阀之间。

可选地，所述循环泵设于所述第二换热介质回流管路上，当所述循环泵运行时，所述第一截止阀和所述第二截止阀均处于关闭状态。

可选地，所述第二换热介质回流管路上设有回流阀，所述回流阀设于所述循环泵与所述加热储存器之间。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的空压机余热供暖系统，通过设置空气压缩机产生压缩空气；设置后冷器，后冷器包括能够进行热交换的第一换热管路和第二换热管路，第一换热管路连通空气压缩机，第二换热管路连通取暖风机，以实现压缩空气与换热介质的换热，并将换热后的换热介质输送至取暖风机实现供暖；设置第一换热介质回流管路与取暖风机连接以将取暖后的换热介质排出，形成动态供暖回路；该供暖系统热源取自空分工厂内空气压缩机产生的余热，不需运行空调、电暖气等加热设备，实现了节能降耗，提高能源利用率，同时无需从外部供热管网引入管道，减少供热管线铺设和后期的维护巡检工作。进一步设置第一温度调节装置，第一温度调节装置包括相连接的第一温度表和第一调节阀，第一调节阀设于第二换热管路上，且第一调节阀被配置为当第一温度表检测到后冷器流向取暖风机的换热介质的温度超出或低于预设范围时，调节后冷器流向取暖风机的换热介质的流通量，以确保流向取暖风机的换热介质温度始终位于预设范围内，从而使供暖温度维持在预设范围内，提高供暖稳定性、可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的空压机余热供暖系统的整体结构示意图。

图中：

1、空气压缩机；2、后冷器；21、第一换热管路；211、第二温度表；22、第二换热管路；221、第一调节阀；222、第一截止阀；23、换热器；3、取暖风机；4、第一换热介质回流管路；41、第二截止阀；5、分流器；51、第一温度表；6、供暖管路；7、换热介质调节管路；71、第二调节阀；8、加热储存器； 81、第三温度表；9、第二换热介质回流管路；91、循环泵；92、回流阀。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，本实施例公开的空压机余热供暖系统包括空气压缩机1、后冷器2、第一换热介质回流管路4和第一温度调节装置，空气压缩机1与后冷器2 连接，后冷器2与第一换热介质回流管路4连接，第一温度调节装置设于后冷器2与第一换热介质回流管路4之间。具体地，空气压缩机1用于压缩空气，压缩后的空气为高温高压气体。后冷器2包括能够进行热交换的第一换热管路 21和第二换热管路22，第一换热管路21连通空气压缩机1，第二换热管路22 连通取暖风机3，以将与压缩空气换热后的换热介质输送至取暖风机3实现供暖。第一温度调节装置包括相连接的第一温度表51和设于第二换热管路22上的第一调节阀221，第一调节阀221被配置为当第一温度表51检测到后冷器2流向取暖风机3的换热介质的温度超出或低于预设范围时，调节后冷器2流向取暖风机3的换热介质的流通量，以使流向取暖风机3的换热介质的温度保持在预设范围，提高供暖的稳定性。第一换热介质回流管路4与取暖风机3连接以将取暖后的换热介质排出。该供暖系统充分利用空气压缩机1产生的余热，不需运行空调、电暖气等加热设备，实现了节能降耗，提高能源利用率，同时无需从外部供热管网引入管道，减少供热管线铺设和后期的维护巡检工作。提高能源利用率，且使供暖温度维持在预设范围内，提高供暖稳定性。

示例性地，第一调节装置的调节过程为：当第一温度表51检测到后冷器2 流向取暖风机3的换热介质的温度超出预设范围时，减小第一调节阀221的阀门开度，以减小后冷器2流向取暖风机3的换热介质的流通量，使其温度减小至预设范围；当第一温度表51检测到后冷器2流向取暖风机3的换热介质的温度低于预设范围时，增大第一调节阀221的阀门开度，以增大后冷器2流向取暖风机3的换热介质的流通量，使其温度上升至预设范围。通过第一调节装置的调节能够维持取暖风机3的取暖温度维持在预设范围，实现恒定供热温度，提高取暖稳定性。同时，使用者可按需求调整温度，提高舒适度。

需要说明的是，换热介质可为循环水或常温蒸汽。本实施例中，换热介质选用循环水。

为实现第一换热管路21与第二换热管路22间的换热，该后冷器2还包括换热器23，换热器23同时与第一换热管路21与第二换热管路22连通，第一换热管路21接收空气压缩机1压缩后的高温高压气体流进换热器23内，同时，第二换热管路22内的循环水也进入换热器23内，高温高压气体与循环水在换热器23内实现热量交换，换热后的压缩空气经第一换热管路21输出，换热后的高温循环水经第二换热管路22流向取暖风机3供暖。由于换热器23结构及原理均属于现有技术，在此不在赘述。

可选地，为实现同时对多个区域的供暖，上述空压机余热供暖系统还包括分流器5，分流器5与第二换热管路22的出口端连通，分流器5用于将第二换热管路22输出的换热介质分流形成多个供暖管路6，每个供暖管路6分别连接一个取暖风机3。使用时，换热后的高温循环水先经第二换热管路22流入分流器5内，经分流器5分别流向各个供暖管路6，经供暖管路6到达各个取暖风机 3进行多区域供暖。可以理解的是，本实施例中，为减少管路设置，多个取暖风机3均连接同一个第一换热介质回流管路4以排出供暖后的循环水。当然，在其他实施例中，每个取暖风机3也可分别连通一个第一换热介质回流管路4，具体根据需要设置，不以本实施例为限。进一步地，第一温度表51设于分流器5 上以实时检测从分流器5流向供暖管路6的换热介质的温度，以确保供暖温度稳定性。

可以理解的是，为减少换热后的压缩空气及高温循环水的温度波动过大，对第一换热管路21、第二换热管路22和供暖管路6均进行保温处理，以减小热量损失。具体可用保温棉裹覆在第一换热管路21、第二换热管路22和供暖管路 6的外周。

由于减小第一调节阀221阀门的开度时，会使换热器23内总的循环水量增大，可能导致第一换热管路21经换热器23换热后的压缩空气的温度低于预设温度范围，因此，该空压机余热供暖系统还包括换热介质调节管路7，换热介质调节管路7分别与第二换热管路22和第一换热介质回流管路4连通，以将换热器23内增加的循环水量通过换热介质调节管路7排至第一换热介质回流管路4 内，使换热器23内的循环水量稳定在一定范围，减小换热后的压缩空气的温度波动。

进一步地，为更好地将第一换热管路21输出的换热后的压缩空气的温度维持在预设范围，该空压机余热供暖系统还包括第二温度调节装置，第二温度调节装置包括第二温度表211和第二调节阀71，第二温度表211设于第一换热管路21的输出端以检测换热后的压缩空气的温度，第二调节阀71设于换热介质调节管路7上且与第二温度表211连接，第二调节阀71被配置为当第二温度表 211检测到第一换热管路21输出的压缩空气的温度超出或低于预设范围时，调节第二换热管路22流向第一换热介质回流管路4的换热介质的流通量。示例性地，第二温度调节装置具体调节过程为：当第二温度表211检测到第一换热管路21输出的压缩空气的温度超出预设范围时，说明换热器23内的循环水总量过小，不能将压缩空气换热到预设温度，此时需减小第二调节阀71阀门的开度，使第二换热管路22流向第一换热介质回流管路4的换热介质的流通量减小，从而使换热器23内的循环水量逐渐增多以足以将压缩空气换热至预设范围；当第二温度表211检测到第一换热管路21输出的压缩空气的温度低于预设范围时，说明换热器23内的循环水总量过大，此时需增大第二调节阀71阀门的开度，使第二换热管路22流向第一换热介质回流管路4的换热介质的流通量增大，从而使换热器23内的循环水量逐渐减少以使压缩空气能换热至预设范围。

可选地，实际使用中，空气压缩机1和换热器23等设备长时间运行难免会出现故障，例如空分工厂做计划检修，或需要短期停机等，为保证取暖风机3 在这种情况下仍能维持正常供暖，该空压机余热供暖系统还包括加热储存器8 和循环泵91，加热储存器8设于第二换热管路22上且位于第一调节阀221的下游，加热储存器8连通于循环泵91，循环泵91与第一换热介质回流管路4连通，加热储存器8用于加热和存储换热介质。本实施例中，加热储存器8位于分流器5与第一调节阀221之间，通过加热储存器8能对循环水实现一定量的储存，当前端的空气压缩机1或换热器23出现故障或需要维护时，启动循环泵91，加热储存器8内的循环水能够流向分流器5、供暖管路6、取暖风机3和第一换热介质回流管路4，最后经循环泵91回流至加热储存器8内实现循环供暖，同时加热储存器8也能够对循环水进行加热以确保供暖温度。

当然，为确保加热储存器8能将换热介质加热至预设温度范围，在加热储存器8上设有第三温度表81，第三温度表81用于根据检测到的加热储存器8内的换热介质温度以控制加热储存器8的启闭，以保证供暖温度稳定性。

可选地，空压机余热供暖系统还包括第二换热介质回流管路9，第二换热介质回流管路9两端分别连通第二换热管路22和第一换热介质回流管路4，循环泵91通过第二换热介质回流管路9与第一换热介质回流管路4连通。当前端的空气压缩机1或换热器23出现故障或需要维护时，启动循环泵91，加热储存器 8内的循环水经供暖管路6、取暖风机3、第一换热介质回流管路4、第二换热介质回流管路9和第二换热管路22流回加热储存器8，以此方向流动实现动态循环供暖。在其他实施例中，也可将加热储存器8直接通过第二换热介质回流管路9与第一换热介质回流管路4连通，以此形成动态循环回路，省去与第二换热管路22的连接。

进一步地，为避免第二换热管路22、第一换热介质回流管路4和第二换热介质回流管路9间使用的干涉，在第二换热管路22上设有第一截止阀222，第一截止阀222设于加热储存器8与第一调节阀221之间，且第二换热介质回流管路9与第二换热管路22的连通位置位于加热储存器8与第一截止阀222之间。在第一换热介质回流管路4上设有第二截止阀41，第二换热介质回流管路9与第一换热介质回流管路4的连通位置位于取暖风机3与第二截止阀41之间。在第二换热介质回流管路9上设有回流阀92。可选地，循环泵91设于第二换热介质回流管路9上，回流阀92设于循环泵91与加热储存器8之间，当循环泵91 运行时，第一截止阀222和第二截止阀41均处于关闭状态。

可以理解的是，当空气压缩机1和换热器23正常工作时，第一截止阀222 和第二截止阀41均处于打开状态，回流阀92、循环泵91和加热储存器8均处于关闭状态，此时取暖风机3依靠换热器23流出的高温循环水进行供暖，取暖后的循环水经第一换热介质回流管路4排出。当空气压缩机1和换热器23无法工作时，第一截止阀222和第二截止阀41均处于关闭状态，回流阀92、循环泵 91和加热储存器8均处于打开状态，此时取暖风机3依靠加热储存器8流出的循环水进行供暖，取暖后的循环水经第一换热介质回流管路4、第二换热介质回流管路9和第二换热管路22流回加热储存器8，以此形成动态循环的供暖回路，同时第三温度表81检测加热储存器8内的温度，当循环水温度低于预设取暖温度时，启动加热储存器8将其内的循环水加热至预设温度范围。

可以理解的是，该空压机余热供暖系统还设有PLC控制端，上述的第一调节装置、第二调节装置、所有阀门和温度表等设施的启闭与调节均由PLC控制端自动化控制。

本实用新型提供的空压机余热供暖系统，通过设置空气压缩机1压缩空气；设置后冷器2，后冷器2包括能够进行热交换的第一换热管路21和第二换热管路22，第一换热管路21连通空气压缩机1，第二换热管路22连通取暖风机3，以实现压缩空气与换热介质的换热，并将换热后的换热介质输送至取暖风机3 实现供暖；设置第一换热介质回流管路4与取暖风机3连接以将取暖后的换热介质排出，形成动态供暖回路；该供暖系统热源取自空分工厂内空气压缩机1 产生的余热，不需运行空调、电暖气等加热设备，实现了节能降耗，提高能源利用率，同时无需从外部供热管网引入管道，减少供热管线铺设和后期的维护巡检工作。进一步设置第一温度调节装置，第一温度调节装置包括相连接的第一温度表51和第一调节阀221，第一调节阀221设于第二换热管路22上，且第一调节阀221被配置为当第一温度表51检测到后冷器2流向取暖风机3的换热介质的温度超出或低于预设范围时，调节后冷器2流向取暖风机3的换热介质的流通量，以确保流向取暖风机3的换热介质温度始终位于预设范围内，从而使供暖温度维持在预设范围内，提高供暖稳定性、可靠性。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种空压机余热供暖系统，包括空气压缩机(1)，其特征在于，还包括：

后冷器(2)，包括能够进行热交换的第一换热管路(21)和第二换热管路(22)，所述第一换热管路(21)连通所述空气压缩机(1)，所述第二换热管路(22)连通取暖风机(3)；

第一换热介质回流管路(4)，与所述取暖风机(3)连接，以将取暖后的换热介质排出；

第一温度调节装置，包括相连接的第一温度表(51)和第一调节阀(221)，所述第一调节阀(221)设于所述第二换热管路(22)上，且所述第一调节阀(221)被配置为当所述第一温度表(51)检测到所述后冷器(2)流向所述取暖风机(3)的所述换热介质的温度超出或低于预设范围时，调节所述后冷器(2)流向所述取暖风机(3)的所述换热介质的流通量。

2.根据权利要求1所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述空压机余热供暖系统还包括分流器(5)，所述分流器(5)与所述第二换热管路(22)的出口端连通，用于将所述第二换热管路(22)输出的所述换热介质分流形成多个供暖管路(6)，每个所述供暖管路(6)分别连接一个所述取暖风机(3)。

3.根据权利要求2所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述第一温度表(51)设于所述分流器(5)上。

4.根据权利要求1所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述空压机余热供暖系统还包括换热介质调节管路(7)，所述换热介质调节管路(7)分别与所述第二换热管路(22)和所述第一换热介质回流管路(4)连通。

5.根据权利要求4所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述空压机余热供暖系统还包括第二温度调节装置，所述第二温度调节装置包括：

第二温度表(211)，设于所述第一换热管路(21)的输出端；

第二调节阀(71)，设于所述换热介质调节管路(7)上且与所述第二温度表(211)连接，所述第二调节阀(71)被配置为当所述第二温度表(211)检测到所述第一换热管路(21)输出的压缩空气的温度超出或低于预设范围时，调节所述第二换热管路(22)流向所述第一换热介质回流管路(4)的所述换热介质的流通量。

6.根据权利要求1所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述空压机余热供暖系统还包括加热储存器(8)和循环泵(91)，所述加热储存器(8)设于所述第二换热管路(22)上且位于所述第一调节阀(221)的下游，所述加热储存器(8)连通于所述循环泵(91)，所述循环泵(91)与所述第一换热介质回流管路(4)连通，所述加热储存器(8)用于加热和存储所述换热介质。

7.根据权利要求6所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述加热储存器(8)上设有第三温度表(81)，所述第三温度表(81)用于根据检测到的所述加热储存器(8)内的温度以控制所述加热储存器(8)的启闭。

8.根据权利要求6所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述空压机余热供暖系统还包括第二换热介质回流管路(9)，所述第二换热介质回流管路(9)两端分别连通所述第二换热管路(22)和所述第一换热介质回流管路(4)，所述第二换热管路(22)上设有第一截止阀(222)，所述第一截止阀(222)设于所述加热储存器(8)与所述第一调节阀(221)之间，且所述第二换热介质回流管路(9)与所述第二换热管路(22)的连通位置位于所述加热储存器(8)与所述第一截止阀(222)之间；所述第一换热介质回流管路(4)上设有第二截止阀(41)，所述第二换热介质回流管路(9)与所述第一换热介质回流管路(4)的连通位置位于所述取暖风机(3)与所述第二截止阀(41)之间。

9.根据权利要求8所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述循环泵(91)设于所述第二换热介质回流管路(9)上，当所述循环泵(91)运行时，所述第一截止阀(222)和所述第二截止阀(41)均处于关闭状态。

10.根据权利要求9所述的空压机余热供暖系统，其特征在于，所述第二换热介质回流管路(9)上设有回流阀(92)，所述回流阀(92)设于所述循环泵(91)与所述加热储存器(8)之间。

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