一种余热驱动空气压缩机的制作方法

本技术涉及空压机，具体涉及一种余热驱动空气压缩机。

背景技术：

1、工业废热由于其温度的差异，各区间段的废热利用途径也不相同。对于200℃以上中高温工业余热，其回收方式与途径都已经成熟。而温度在90℃~200℃的低温工业余热，目前常用做法是利用有机朗肯循环发电机组进行余热回收。

2、但是使用有机朗肯循环发电机组进行发电，其对余热的利用，是机械能-电能-机械能的转换，在转换的过程中会存在较大的能量损失，导致对废热的综合利用效率不高，同时利用发电并网流程复杂，技术难度大，也会增加余热利用的成本。

技术实现思路

1、技术目的：针对现有使用有机朗肯循环发电机组进行余热利用，将机械能转化为电能，再进行使用，导致余热利用效率低，成本较高的不足，本实用新型公开了一种直接使用余热进行驱动，提高能量利用效率，同时降低余热利用成本的余热驱动空气压缩机。

2、技术方案：为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种余热驱动空气压缩机，包括压缩机主体以及余热驱动机构，余热驱动机构的驱动端与压缩机主体的叶轮之间通过联轴器连接；所述余热驱动机构包括蒸发器、膨胀机、冷凝器和增压泵，蒸发器的管程进口和出口与热源通过管道连通形成热源回路；蒸发器壳程出口连接膨胀机进口，膨胀机的出口连接冷凝器的壳程进口，冷凝器的壳程出口通过增压泵与蒸发器的壳程进口连接，共同形成有机工质吸热膨胀做功回路，膨胀机的转子通过联轴器连接叶轮。

4、优选地，本实用新型的蒸发器采用管壳式蒸发器，蒸发器的管侧流动介质为热源，壳侧流动介质为有机工质，在蒸发器与热源连接的管道上设有用于控制热源进量的调节阀，通过调节阀控制进入蒸发器的热源量。

5、优选地，本实用新型的冷凝器采用管壳式冷凝器，冷凝器的管侧流动介质为冷却水，冷凝器的管程进口和出口通过管路与水泵和冷却塔连通，形成冷却回路；冷凝器的壳侧流动介质为有机工质，在冷凝器内膨胀做功后的有机工质被冷却水冷却，重新液化。

6、优选地，本实用新型的膨胀机采用磁悬浮轴承透平膨胀机，膨胀机与蒸发器的壳程出口与冷凝器的壳程进口连通，有机工质从蒸发器的壳程出口进入膨胀机中膨胀做功，然后从冷凝器的壳程进口进入冷凝器进行冷却液化。

7、有益效果：本实用新型所提供的一种余热驱动空气压缩机具有如下有益效果：

8、1、本实用新型热源回路与低沸点的有机工质在蒸发器内进行换热，实现对低温热源的热量回收利用，提高能源利用率；膨胀机与叶轮之间通过联轴器连接，实现机械能-机械能之间的转换，转换损耗低，同时相较于转换为电能的方式，节省设备成本。

9、2、本实用新型在热源管道上设有用于控制热源进量的调节阀，控制产生的有机工质蒸汽，调节空压机的输出功率，实现对空压机工况的调节。

技术特征：

1.一种余热驱动空气压缩机，其特征在于，包括压缩机主体以及余热驱动机构，余热驱动机构的驱动端与压缩机主体的叶轮（1）之间通过联轴器（2）连接；所述余热驱动机构包括蒸发器（3）、膨胀机（4）、冷凝器（5）和增压泵（6），蒸发器（3）的管程进口和出口与热源通过管道连通形成热源回路；蒸发器（3）壳程出口连接膨胀机（4）进口，膨胀机（4）的出口连接冷凝器（5）的壳程进口，冷凝器（5）的壳程出口通过增压泵（6）与蒸发器（3）的壳程进口连接，共同形成有机工质吸热膨胀做功回路，膨胀机（4）的转子通过联轴器（2）连接叶轮（1）。

2.根据权利要求1所述的一种余热驱动空气压缩机，其特征在于，所述蒸发器（3）采用管壳式蒸发器，蒸发器（3）的管侧流动介质为热源，壳侧流动介质为有机工质，在蒸发器（3）与热源连接的管道上设有用于控制热源进量的调节阀（7），通过调节阀（7）控制进入蒸发器（3）的热源量。

3.根据权利要求1所述的一种余热驱动空气压缩机，其特征在于，所述冷凝器（5）采用管壳式冷凝器，冷凝器（5）的管侧流动介质为冷却水，冷凝器（5）的管程进口和出口通过管路与水泵（8）和冷却塔（9）连通，形成冷却回路；冷凝器（5）的壳侧流动介质为有机工质，在冷凝器（5）内膨胀做功后的有机工质被冷却水冷却，重新液化。

4.根据权利要求1所述的一种余热驱动空气压缩机，其特征在于，所述膨胀机（4）采用磁悬浮轴承透平膨胀机，膨胀机（4）与蒸发器（3）的壳程出口与冷凝器（5）的壳程进口连通，有机工质从蒸发器（3）的壳程出口进入膨胀机（4）中膨胀做功，然后从冷凝器（5）的壳程进口进入冷凝器（5）进行冷却液化。

技术总结
本技术公开了一种余热驱动空气压缩机，包括压缩机主体以及余热驱动机构，余热驱动机构的驱动端与压缩机主体的叶轮之间通过联轴器连接；所述余热驱动机构包括蒸发器、膨胀机、冷凝器和增压泵，蒸发器的管程进口和出口与热源通过管道连通形成热源回路；蒸发器壳程出口连接膨胀机进口，膨胀机的出口连接冷凝器的壳程进口，冷凝器的壳程出口通过增压泵与蒸发器的壳程进口连接，共同形成有机工质吸热膨胀做功回路，膨胀机的转子通过联轴器连接叶轮；本技术膨胀机与叶轮之间通过联轴器连接，实现机械能‑机械能之间的转换，转换损耗低，同时相较于转换为电能的方式，节省设备成本。

技术研发人员：方涛,林红良,刘建华,林英哲,吴立华,董继勇
受保护的技术使用者：南京磁谷科技股份有限公司
技术研发日：20221125
技术公布日：2024/1/12