空压机蓄热防停机余热回收系统的制作方法

本发明属于余热回收领域，涉及一种关于空气冷却与液体冷却的空压机、压缩气罐的余热调节回收。

背景技术：

空压机是一工业生产的常用设备，用途广泛，常用于作为动力源如：气动工具、物品传送、门窗启闭、物料搅拌、喷漆等，空压机运行时通过电驱动，在空压机运转过程中会产生大量的热，需要通过风扇、液体循环等方式对设备进行冷却，保证设备的正常运转，这些热量的排放是对能源的严重浪费。而大型的工业企业为了保证生产安全，会使用多种形式散热的空压机，同时还需要为生产用压缩空气进行过滤及低温除湿，受限于生产工艺要求，空压机的运转也是间断性，不连续运行，当压力罐压力到达压力值，设备就会停机，这样间断式的余热也是无法应用与供热的。

技术实现要素：

本发明针对空压机不连续运行，以及多种空压机联合使用的余热回收，同时对压缩空气进行辅助除湿，达到风冷、液冷空压机及压缩气罐的余热回收，回收的余热用于制备生产、生活用热水、冬季供暖水，降低空压机停止运行的可能，并且保障在空压机停止运行时维持热泵机组正常工作。

本发明是这样实现的，系统主要由空冷空压机机房(机房内包含：空冷空压机组、空气源热泵、通风道)，液冷空压机组，冷却塔，压缩空气罐(压缩空气罐包含：罐腔、冷却管、防冻液腔、排水阀、集水盒、输气管、防冻液压力表)，水源热泵、蓄热换热水箱组(蓄热换热水箱组是由多组内部设有换热盘管水箱组成，每个水箱两侧的进出水都设有阀门，远端取水导流板)、阀组、集分水节点，工艺控制器，换热器(用于油冷或非水液体隔离换热)；每台空冷空压机与液冷空压机每一台都需要独立设置工作压力，水源热泵与空气源热泵制备的高温，通过集分水节点汇集，空冷空压机与液冷空压机制取的高压空气通过输气管道汇集到压缩空气罐中。

压缩空气罐，包括：罐腔、冷却管盘在防冻液腔内，防冻液腔顶部设置防冻液压力表，压缩空气罐的底部设置排水阀1，排水阀1底部连接集水盒，集水盒底部设置排水阀2、压缩空气罐顶部设输气管。

蓄热换热水箱组，最少为两组以上，每组独立蓄热换热，水箱两端的供回水都设有阀门组，液冷空压机逐一为水箱里的水蓄热，当一个水箱蓄热到40℃时，关闭该水箱液冷空压机侧阀门组，开启第二个水箱阀组继续蓄热，避免水箱内水温过高影响空压机余热回收，通过蓄热换热水箱避免因压缩空气罐压力充盈时空压机停机，导致热泵机组停止工作。

蓄热换热水箱组，水源热泵机组逐一吸收水箱里的热量，第一个水箱温度降低到5℃时，关闭该水箱水源热泵侧阀门组，开启第二个水箱，提取热量，避免水箱内水温过低，影响热泵机组制热能效比。

空冷空压机机房，冬季封闭大部分通风道保存热量，利用空气源热泵回收空冷空压机释放的热量，当冬季室内气温超过40℃，适量开启通风道，快速降温，当室内气温低于35℃时关闭大部分通风道，保持室内温度，夏季全部通风道开启，通过自然温度进行降温。

压缩空气罐为双层罐体外层为防冻液腔，防冻液腔内部盘冷却管，同时注入防冻液，并设置压力表，用于观察防冻液压力，水源热泵吸收压缩空气罐内空气温度，使其温度降低到7℃，使其接近冷凝点，回收压缩空气的同时降低热泵运行负荷，压缩空气冷凝点在2℃-5℃，将温度吸收到7℃，降低了压缩空气除湿机运行负荷，当气罐中温度低于7℃，切断压缩空气罐的阀门组，避免水源热泵运行效率降低。

空冷空压机与液冷空压机每二台为一组，分别设置工作压力第一组空冷空压机与液冷空压机0.5mpa-0.6mpa、第二组空冷空压机与液冷空压机0.6mpa-0.7mpa、第三组空冷空压机与液冷空压机0.7mpa-0.9mpa，使空压机根据压缩空气罐内压力逐级工作持续运行，避免因压缩空气罐空气蓄满停机，使余热回收设备稳定运行。

工艺控制器在监测要进行高耗气工艺时，提前向空冷空压机与液冷空压机发射信号，解除压力限制，进行满负荷运行，在高耗气工艺结束前，提前恢复空冷空压机与液冷空压机压力限制，避免空压机满负荷运转将压缩空气罐蓄满，导致空压机停机。

压缩空气罐的防冻液腔内的防冻液为常压状态，因此水压低于压缩空气罐内压缩空气的压力，避免出现泄漏问题，当罐体出现破裂，压缩空气会保障防冻液不会流入罐腔内。

水源热泵热源为液冷空压机加热的蓄热换热水箱组与压缩空气罐的冷却循环液，通过集水节点汇集后回收余热作为源供水，降温后的源回水通过分水节点分别送回压缩空气罐与蓄热换热水箱组，高温供水与空气源热泵制备的热水通过集水节点汇集，用于供热，供热后的回水通过分水节点分别回到空气源热泵与水源热泵再次升温，完成循环。

当高耗气工艺开始时，同时提高水源热泵回收温度，在余热量过大时，降低空气源热泵运行功率，开启通风道，自然为空冷空压机散热。

本发明的有益效果是：

1、通过调整空冷空压机与液冷空压机在不同条件下的工作压力，作为降低空压机停机的可能。

2、通过对生产工艺的监测，有效避免气压、气量不够的情况，同时在高耗气工艺停止时，提前恢复空压机压力控制，延长空压机运行时间，作为防止空压机停的第二手段。

3、防止空压机停机设置了多组蓄热水箱，在空压机停机运行时，确保系统稳定运行。

附图说明

图1为本发明结构实例图1。

图2为本发明结构实例图2。

如中所示：1.空冷空压机机房(1-1.机房外墙，1-2.通风道，1-3.空冷空压机1，1-4.空冷空压机2，1-5.空冷空压机3，1-6.空气源热泵)，2.液冷空压机组(2-1.液冷空压机1，2-2.液冷空压机2，2-3.液冷空压机3)，3.冷却塔，4.压缩空气罐(4-1.罐腔，4-2.冷却管，4-3.防冻液腔，4-4.排水阀1，4-5.集水盒，4-6.排水阀2，4-7.输气管，4-8.防冻液压力表)，5.水源热泵，6.蓄热换热水箱组(6-1.水箱阀组1，6-2.水箱阀组2，6-3水箱阀组3，6-4水箱阀组4，6-5.蓄水腔，6-6.换热盘管，6-7.远端取水导流板)7.泵1，8.泵2，9.阀组1，10.阀组2，11.阀组3，12.集气管，13.集水节点1，14.分水节点1，15.集水节点2，16.分水节点2，17.工艺控制器，18.源回水，19.源供水，20.热水供水1，21.热水回水1，22.热水供水2，23.热水回水2，24.泵3，25.换热器，26.泵4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1所示：

空冷空压机机房(1)的机房外墙(1-1)上设置通风道(1-2)，用于调整机房温度，与进气，内部设置空冷空压机1(1-3)，工作压力0.5mpa-0.6mpa、空冷空压机2(1-4)，工作压力0.6mpa-0.7mpa、空冷空压机3(1-5)，工作压力0.7mpa-0.9mpa，空气源热泵(1-6)用于间接回收空冷空压机组的余热。

液冷空压机组(2)包含液冷空压机(2-1)，工作压力0.5mpa-0.6mpa、液冷空压机2(2-2)，工作压力0.6mpa-0.7mpa、液冷空压机3(2-3)，工作压力0.7mpa-0.9mpa。冷却塔(3)用于夏季为液冷空压机组(2)散热。

蓄热换热水箱组(6)用于回收液冷空压机组(2)的余热，余热通过注入换热盘管(6-6)，通过盘管，对蓄水腔(6-5)内的水进行升温，蓄水腔(6-5)内的水升温后通过远端取水导流板(6-7)形成的流道通过泵1(7)输送至水源热泵(5)，液冷空压机余热温度过高时，通过切换水箱阀组1(6-1)，水箱阀组2(6-2)来切换水箱进行蓄热。

水源热泵(5)热源为蓄热换热水箱组(6)与压缩空气罐(4)的冷却循环液，利用泵(7)循环，通过集水节点1(13)汇集后回收余热作为源供水(19)，降温后的源回水(18)通过分水节点1(14)分别送回压缩空气罐(4)与蓄热换热水箱组(6)。水源热泵(5)制备的热水供水1(20)与空气源热泵(1-6)制备的热水供水2(22)利用泵2(8)循环，通过集水节点2(15)汇集，用于供热，供热后的回水通过分水节点2(16)的.热水回水2(23)、热水回水1(21)分别回到空气源热泵(1-6)与水源热泵(5)再次升温，完成循环。

当蓄热换热水箱组(6)第一个水箱温度过低时，通过切换水箱阀组3(6-3)、水箱阀组4(6-4)来切换水箱，从而利用温度较高的蓄水腔(6-5)。

压缩空气罐(4)用于蓄藏空冷空压机组与液冷空压机组(2)生产的压缩空气，通过集气管(12)收集，压缩空气罐(4)外壳为双层，形成防冻液腔(4-3)，腔内注入防冻液，防冻液腔(4-3)内盘冷却管(4-2)，同时为防冻液腔(4-3)设置防冻液压力表(4-8)，罐腔(4-1)底设置排水阀1(4-4)、集水盒(4-5)、排水阀2(4-6)，排水时先开启排水阀1(4-4)使罐腔(4-1)内的水流入集水盒(4-5)，集水盒(4-5)将罐内的水收集完毕后，关闭排水阀1(4-4)，开启排水阀2(4-6)排出压缩空气罐(4)中的水。

阀组1(9)用于控制空气源热泵(1-6)的流量，当水源热泵(5)回收余热量充足时，降低空气源热泵(1-6)，阀组2(10)用于冬季关闭冷却塔(3)，使冷却液循环至水源热泵(5)，阀组3(11)用于调节压缩空气罐(4)的余热回收温度。

实施例二。

如图2所示：

空冷空压机机房(1)的机房外墙(1-1)上设置通风道(1-2)，用于调整机房温度，与进气，内部设置空冷空压机1(1-3)，工作压力0.5mpa-0.6mpa、空冷空压机2(1-4)，工作压力0.6mpa-0.7mpa、空冷空压机3(1-5)，工作压力0.7mpa-0.9mpa，空气源热泵(1-6)用于间接回收空冷空压机组的余热。

液冷空压机组(2)包含液冷空压机(2-1)，工作压力0.5mpa-0.6mpa、液冷空压机2(2-2)，工作压力0.6mpa-0.7mpa、液冷空压机3(2-3)，工作压力0.7mpa-0.9mpa。冷却塔(3)用于夏季为液冷空压机组(2)散热。

压缩空气罐(4)用于蓄藏空冷空压机组与液冷空压机组(2)生产的压缩空气，通过集气管(12)收集，压缩空气罐(4)外壳为双层，形成防冻液腔(4-3)，腔内注入防冻液，防冻液腔(4-3)内盘冷却管(4-2)，同时为防冻液腔(4-3)设置防冻液压力表(4-8)，罐腔(4-1)底设置排水阀1(4-4)、集水盒(4-5)、排水阀2(4-6)，排水时先开启排水阀1(4-4)使罐腔(4-1)内的水流入集水盒(4-5)，集水盒(4-5)将罐内的水收集完毕后，关闭排水阀1(4-4)，开启排水阀2(4-6)排出压缩空气罐(4)中的水。

换热器(25)用于隔离液冷空压机组(2)油或其他冷却介质，利用泵(7)循环介质，换热器另一端液冷由泵4(26)循环，将热量贮存至蓄热换热水箱组(6)。

蓄热换热水箱组(6)用于回收换热器(25)从液冷空压机组(2)换取的余热，余热通过注入换热盘管(6-6)，通过盘管，对蓄水腔(6-5)内的水进行升温，蓄水腔(6-5)内的水升温后通过远端取水导流板(6-7)形成的流道通过泵1(7)输送至水源热泵(5)，液冷空压机余热温度过高时，通过切换水箱阀组1(6-1)，水箱阀组2(6-2)来切换水箱进行蓄热。

水源热泵(5)热源为蓄热换热水箱组(6)与压缩空气罐(4)的冷却循环液，利用泵(7)循环，通过集水节点1(13)汇集后回收余热作为源供水(19)，降温后的源回水(18)通过分水节点1(14)分别送回压缩空气罐(4)与蓄热换热水箱组(6)。水源热泵(5)制备的热水供水1(20)与空气源热泵(1-6)制备的热水供水2(22)利用泵2(8)循环，通过集水节点2(15)汇集，用于供热，供热后的回水通过分水节点2(16)的.热水回水2(23)、热水回水1(21)分别回到空气源热泵(1-6)与水源热泵(5)再次升温，完成循环。

当蓄热换热水箱组(6)第一个水箱温度过低时，通过切换水箱阀组3(6-3)、水箱阀组4(6-4)来切换水箱，从而利用温度较高的蓄水腔(6-5)。

阀组1(9)用于控制空气源热泵(1-6)的流量，当水源热泵(5)回收余热量充足时，降低空气源热泵(1-6)，阀组2(10)用于冬季关闭冷却塔(3)，使冷却液循环至水源热泵(5)，阀组3(11)用于调节压缩空气罐(4)的余热回收温度。

本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。