一种螺杆式空压机高温余热回收的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于余热回收【技术领域】，涉及一种螺杆式空压机高温余热回收机。提出的一种螺杆式空压机高温余热回收机具有与螺杆式空压机（23）连接的管热交换器；管热交换器具有由同轴设置的内管（2）和外管（3）构成的复合管；复合管由下向上呈盘式螺旋状设置形成阶梯状升温盘管，且上下相邻两层盘管之间具有间隙；内管（2）与外管（3）之间的间隙构成自来水换热通道，内管（2）的内腔形成高温导热油换热通道；所述高温导热油换热通道内的导热油与自来水换热通道内的自来水相互逆向流动进行换热。本实用新型满足了螺杆式空压机的高质量散热要求，在提高了空压机效能的同时可用废热高效制造超过85度高品质热水。
【专利说明】一种螺杆式空压机高温余热回收机
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于余热回收【技术领域】，涉及一种螺杆式空压机高温余热回收机。
【背景技术】
[0002] 螺杆式空压机余热回收是一项重要的节能环保领域，目前，现有的余热回收设备 多采用传统的热交换技术，由于传统换热器及应用方法的原因，利用余热回收加工热水，最 高温度一般都低于摄氏70度，有时甚至还达不到生活用水的温度，品质及效率低，严重影 响螺杆式空压机余热回收的推广利用。 实用新型内容
[0003] 为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提出一种螺杆式空压机高温余热回 收机。
[0004] 本实用新型为实现上述实用新型目的采用如下技术方案：
[0005] -种螺杆式空压机高温余热回收机，所述的余热回收机具有与螺杆式空压机连接 的管热交换器；所述的管热交换器具有由同轴设置的内管和外管构成的复合管；所述的复 合管由下向上呈盘式螺旋状设置且上下相邻两层盘管间具有间隙，形成阶梯状升温盘管； 所述内管与外管之间的间隙构成自来水换热通道，所述内管的内腔形成高温导热油换热通 道；内管与外管之间的自来水换热通道的下端与自来水进口连通；内管与外管之间所具有 自来水换热通道的上端连接热水出口；所述高温导热油换热通道的上端通过高温导热油进 口与螺杆式空压机的高温导热油出口连通，所述高温导热油换热通道的下端连接冷却油出 口，经管热交换器换热冷却后导热油通过冷却油出口与螺杆式空压机冷却油回油端相连； 所述高温导热油换热通道内导热油的流向与自来水换热通道内自来水的流向互为逆向。
[0006] 上下相邻两层盘管之间所具有的间隙内填充有保温材料，所述的保温材料套置在 外管上，套置在外管上的保温材料使上下相邻两层盘管之间形成保温间隔。
[0007] 所述外管的内壁面上具有多个向内凸起的支撑点，用以支撑内管并使内管与外管 同轴设置，并增加自来水在流动中的局部湍流效应，从而增加热交换效果。
[0008] 所述管热交换器的自来水进口可直接与自来水管连通。
[0009] 所述的管热交换器的自来水进口通过气液热交换器I与自来水管连通；所述的气 液热交换器I用以使螺杆式空压机的高温压缩空气与自来水进行热交换，对自来水进行预 热；所述的气液热交换器I包括有换热气罐体、导向内筒和内盘管；所述的导向内筒位于 换热器罐体内，并与换热器罐体同轴设置；所述导向内筒与换热器罐体之间的间隙构成换 热腔体；所述的内盘管位于导向内筒与换热器罐体之间的换热腔体内；所述导向内筒的内 腔构成压缩空气通道，压缩空气通道的上端设置有与螺杆式空压机相连的压缩空气进口； 压缩空气通道的下端与换热腔体相连通，所述换热腔体的上端连通压缩空气出口，使压缩 空气通过压缩空气通道后进入换热腔体，对内盘管内的自来水进行一次换热；所述内盘管 的下端与自来水管相连通，所述内盘管上端的预热水出口与管热交换器自来水换热通道的 自来水进口相连通，使经过气液热交换器I进行换热后的自来水进入管热交换器进行再次 换热。
[0010] 所述气液热交换器I设置在管热交换器的中心位置。
[0011] 所述气液热交换器I设置在管热交换器的前端。
[0012] 所述管热交换器通过螺杆式空压机自身具有的气液热交换器II与自来水管相连 通，所述气液热交换器II冷却水管的进口与自来水管相连通，所述气液热交换器II的冷却 水管的出口与管热交换器的自来水进口连通。
[0013] 所述自来水管的输入端设置有自力式温控阀，所述的自力式温控阀包括有进水温 度传感器、进油温度传感器、热水温度传感器和输出油温度传感器；所述的进水温度传感器 设置的自来水进口管内，所述的进油温度传感器设置在高温导热油进口管内；所述的热水 温度传感器设置在热水出口管内；所述的输出油温度传感器设置在冷却油出口管内；所述 的自力式温控阀由输出油温度传感器测得的温控能量直接控制，保持空压机冷却油恒温散 热所需的自来水流量；输出油温的温度为73- 75度；通过进油温度传感器、输出油温度传 感器，向自力式温控阀的控制器及屏显提供智能控制信号和观测数据信号。
[0014] 所述的外管为高导热金属材料制成的金属管，如铜管或铝管；或，所述的外管为非 金属管；或，所述的外管为金属与塑料结合的铝塑管。
[0015] 所述的内管为高导热金属材料料制成的金属管，如铜管或铝管，所述的金属管为 波纹管或螺旋突起的金属管。
[0016] 所述管热交换器的两端分别设置有三通，所述三通的一端通过内外封口连接头与 内管的外壁密封连接，与其相对的一端与外管密封连接，与其相邻的一端与自来水换热通 道连通。
[0017] 若干个管热交换器的高温油换热通道之间、自来水换热通道之间分别以串联或并 联或串并联结合的方式构成阶梯式温升油水热交换器。
[0018] 由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：
[0019] 1、本实用新型采用具有阶梯状升温盘管的管热交换器使自来水与螺杆式空压机 的高温导热油进行热交换，得到高质量的热水，为了提高热水的温度，并使螺杆式空压机的 余热得到充分利用，在自来水与螺杆式空压机的高温导热油进行热交换之前，利用气液交 换器与螺杆式空压机的高温压缩空气进行热交换，使自来水得到第一次加热。
[0020] 2、在管热交换器输出高质量热水的同时还可以通过自力式温控阀控制高温导热 油降温后的温度，使冷却油回油温智能控制在73度一75度，对螺杆式空压机的进行了有效 保护并具有高效节能的特点。
[0021] 3、本实用新型保持了非混合式散热器的最高热转换效率，阶梯式的温度储存能力 可产生高温热水，超过85度的商品级热水大大扩展了热水的使用空间；
[0022] 4、高质量的饮用水管材，保证了产生高质量的生活用热水。
[0023] 5、结构合理，工艺简单，安全可靠。
[0024] 综上所述，本实用新型可提供超过85度的高质量生活及工业用热水，并满足了螺 杆式空压机的高质量散热要求，在提高了螺杆式空压机效能的同时有效地给空压机提供了 更有效的保护；具有全热回收的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是本实用新型中管热交换器的结构示意图。
[0026] 图2是本实用新型的使用状态图。
[0027] 图中：1、冷却油出口；2、内管；3、外管；4、三通；5、高温导热油进口；6、内外封口 连接头；7、热水出口；8、支撑点；9、保温间隔层；10、自来水进口；11、内盘管的自来水进口； 12、进水温度传感器；13、自力式温控阀；14、内盘管；15、导向内筒；16、输出油温度传感器； 17、底座；18、压缩空气进口；19、热水温度传感器；20、进油温度传感器；21、压缩空气出口； 22、换热气罐体；23、螺杆式空压机。
【具体实施方式】
[0028] 结合附图和具体实施例本实用新型加以说明：
[0029] 实施例1
[0030] 如图1所示，一种螺杆式空压机高温余热回收机，所述的余热回收机具有与螺杆 式空压机连接的管热交换器；所述的管热交换器具有由同轴设置的内管2和外管3构成的 复合管；该实施例中，所述的内管2为采用高导热金属材料的紫铜管，呈螺旋状；所述的外 管3采用直径大于内管的铝塑管，首先将作为内管的紫铜管和作为外管的铝塑管制成等同 的盘状螺旋管，所述的外管的内壁面上具有多个向内凸起的支撑点8,用以支撑内管并使内 管与外管同轴设置，并增加自来水在流动中的局部湍流效应，从而增加热交换效果；然后用 手工或盘管机将紫铜管旋装入作为外管的铝塑管之中，外管的外壁套有保温材料，在盘状 螺旋管的盘层之间安装保温间隔层9,管热交换器的每个保温间隔层构成阶梯升温盘管换 热层；所述内管2与外管3之间的间隙构成自来水换热通道，所述内管2的内腔形成高温导 热油换热通道；内管3与外管3之间的自来水换热通道下端与自来水进口 10连通，该实施 例中，所述管热交换器的自来水进口直接与自来水管连通；内管2与外管3之间所具有自来 水换热通道的上端连接热水出口 7 ;所述高温导热油换热通道的上端通过高温导热油进口 5与螺杆式空压机23的高温导热油出口连通，所述高温导热油换热通道的下端连接冷却油 出口 1，经管热交换器换热冷却后导热油通过冷却油出口 1与螺杆式空压机冷却油回油端 相连；所述高温导热油换热通道内的导热油与自来水换热通道内的自来水互为逆向流动进 行换热。
[0031] 所述管热交换器的两端分别设置有三通4,三通部位的内管2伸出外管3,三通4 的一端通过内外封口连接头6与内管2的外壁密封连接，与其相对的一端与外管3密封连 接，与其相邻的一端与自来水换热通道连通。
[0032] 所述的外管为高导热金属材料制成的金属管，如铜管或铝管；或，所述的外管为非 金属管；或，所述的外管为金属与塑料结合的铝塑管。
[0033] 所述的内管为高导热金属材料料制成的金属管，如铜管或铝管；所述的金属管为 波纹管或螺旋突起的金属管。
[0034] 一种螺杆式空压机高温余热回收机的余热回收工艺，采用具有阶梯状升温盘管的 管热交换器对螺杆式空压机的余热进行回收，其步骤如下：自来水通过管热交换器的自来 水进口 10直接进入管热交换器自来水换热通道内；螺杆式空压机的高温导热油通过管道 进入管热交换器的内管2的内腔所形成的高温导热油换热通道内，进入高温导热油换热通 道内的高温导热油与管热交换器自来水换热通道内的自来水互为逆向流动进行换热；使自 来水通过阶梯状升温盘管的阶梯式连续升温后得到高质量的热水，并通过热水出口 7输出 至外置保温储水箱；经阶梯状升温盘管阶梯式换热降温后的导热油通过冷却油出口 1返回 至螺杆式空压机内进行重复利用；由于螺杆式空压机高温油占总该机余热的75%，高温压 缩空气占总余热的25%，因此该实施例完成了自来水与螺杆式空压机高温油的热交换，使 自来水置换了螺杆式空压机75%的余热，得到了高温、高质量的热水。
[0035] 实施例2
[0036] 由于螺杆式空压机高温油占总该机余热的75%，高温压缩空气占总余热的25%,而 实施例1仅完成了螺杆式空压机高温油与自来水的热交换，为了进一步提高自来水的温 度，该实施例中，所述的管热交换器的自来水进口 10通过气液热交换器I与自来水管连 通，所述的气液热交换器I用以使螺杆式空压机的高温压缩空气与自来水进行热交换，使 自来水在进入管热交换器之前得到一次预热，提高了自来水的温度，并使螺杆式空压机的 高温压缩空气换热降温后排出，减少了热能的损失；该实施例中所述管热交换器的结构同 实施例1。
[0037] 如图2所示，所述的气液热交换器I设置在管热交换器的中心，或设置在管热交 换器的前端，该实施例中，所述的气液热交换器I设置在管热交换器的中心，所述的气液热 交换器包括有换热气罐体22、导向内筒15和内盘管14 ;所述的导向内筒15位于换热器罐 体22内，并与换热器罐体22同轴设置；所述导向内筒15与换热器罐体22之间的间隙构成 换热腔体；所述的内盘管14位于导向内筒15与换热器罐体22之间的换热腔体内；所述导 向内筒15的内腔构成压缩空气通道，压缩空气通道的上端设置有与螺杆式空压机相连的 压缩空气进口 18 ;压缩空气通道的下端与换热腔体相连通；所述换热腔体的上端连通压缩 空气出口 21，使压缩空气通过压缩空气通道后进入换热腔体，对内盘管内的自来水进行一 次换热；所述内盘管14的下端通过内盘管的自来水进口 11与自来水管相连通，所述内盘管 14的上端出口与管热交换器自来水换热通道的自来水进口 10相连通，使经过气液热交换 器I换热的自来水进入管热交换器进行热交换。
[0038] -种螺杆式空压机高温余热回收机的余热回收工艺，自来水通过气液热交换器I 内盘管14的下端进入内盘管14内，螺杆式空压机通过管道将高温压缩空气送入导向内筒 的压缩空气通道内，高温压缩空气从压缩空气通道的下端进入换热腔体，内盘管14内的自 来水与螺杆式空压机的高温压缩空气进行热交换，对自来水进行预热；与内盘管内的自来 水换热后的高温压缩空气降温后通过压缩空气出口 21排出，与高温压缩空气换热后的自 来水升温后进入管热交换器自来水换热通道，螺杆式空压机的高温导热油通过管道进入管 热交换器的内管2的内腔所形成的高温导热油换热通道内，管热交换器自来水换热通道 内、经过气液热交换器I加热后的自来水与高温导热油换热通道内的高温导热油互为逆向 流动进行热交换，使自来水通过阶梯状升温盘管的阶梯式连续升温后得到高质量的热水， 并通过热水出口 7输出至外置保温储水箱；经阶梯状升温盘管阶梯式换热降温后的导热油 通过冷却油出口返回至螺杆式空压机内进行重复利用；完成了自来水与螺杆式空压机高温 油以及自来水与高温压缩空气的两次热交换，充分利用了螺杆式空压机的余热，进一步提 高了自来水的输出温度，得到了高温、高质量的热水。
[0039] 实施例3
[0040] 由于螺杆式空压机高温油占总该机余热的75%，高温压缩空气占总余热的25%，而 实施例1仅完成了螺杆式空压机高温油与自来水的热交换，为了进一步提高自来水的温 度，该实施例中，通过螺杆式空压机自身设计的气液热交换器II使自来水与螺杆式空压机 的高温压缩空气进行热交换，使自来水在进入管热交换器之前得到一次预热，提高了自来 水的温度，并使螺杆式空压机的高温压缩空气换热降温后排出，减少了热能的损失；现有技 术中螺杆式空压机自身设计的气液热交换器II中冷却水管内的冷却水为对高温压缩空气 进行冷却的循环水，不能提拱高温热水；该实施例中所述管热交换器的结构同实施例1 ;该 实施例中，所述气液热交换器II的冷却水管的出口与管热交换器的自来水进口 10连通，气 液热交换器II冷却水管的进口与自来水管连接。
[0041] 一种螺杆式空压机高温余热回收机的余热回收工艺，自来水进入螺杆式空压机自 身设计的气液热交换器II内，并与螺杆式空压机的高温压缩空气进行热交换，气液热交换 器II内的自来水与螺杆式空压机的高温压缩空气进行热交换，使自来水得到一次加热；与 高温压缩空气换热后的自来水升温后进入管热交换器自来水换热通道，螺杆式空压机的高 温导热油通过管道进入管热交换器的内管的内腔所形成的高温导热油换热通道内，管热交 换器自来水换热通道内、经过气液热交换器II加热后的自来水与高温导热油换热通道内的 高温导热油互为逆向流动进行热交换，使自来水通过阶梯状升温盘管的阶梯式连续升温后 得到高质量的热水，并通过热水出口输出至外置保温储水箱；经阶梯状升温盘管阶梯式换 热降温后的导热油通过冷却油出口返回至螺杆式空压机内进行重复利用。
[0042] 在上述实施例中，所述自来水管的输入端设置有自力式温控阀；所述的自力式温 控阀13包括有进水温度传感器12、进油温度传感器20、热水温度传感器19和输出油温度 传感器16 ;所述的进水温度传感器12设置在自来水输入端的管内，所述的进油温度传感器 20设置在高温导热油进口管内；所述的热水温度传感器19设置在热水出口管内；所述的输 出油温度传感器16设置在冷却油出口管内；所述的自力式温控阀13由输出油温度传感器 测得的温控能量直接控制，保持空压机冷却油恒温散热所需的自来水流量；输出油温的温 度为73-75度；通过进油温度传感器20、输出油温度传感器16,向自力式温控阀的控制器 及屏显提供智能控制信号和观测数据信号。
[0043] 上述实施例中，所述的自力式电动温控阀13选用了控制精度更高的带控制器的 单片机温控阀，工程实例中也可选用分水器各分路采用电热阀，多级并联分级控制水量。
[0044] 本实用新型在使用中，可根据热能设备的功率，液体压力及流量要求，选择多个管 热交换器串联、并联或串并联使用，管热交换器中上下相邻两层盘管之间的保温间隔9可 采用分体或整体的多种保温措施，外管3可使被加温冷水阶梯升温并可通过多个串接获得 最高饱和高温；该实施例中多个管热交换器的内管2并联连接以配合空压机冷却油的喷油 量流量要求；部分机型可采用或部分采用多级并串联板式换热器，各板式换热器之间必须 保证足够的保温空间以实现阶梯温升效果。
【权利要求】
1. 一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于：所述的余热回收机具有与螺杆式 空压机（23)连接的管热交换器；所述的管热交换器具有由同轴设置的内管（2)和外管（3) 构成的复合管；所述的复合管由下向上呈盘式螺旋状设置形成阶梯状升温盘管，且上下相 邻两层盘管之间具有间隙；所述内管（2)与外管（3)之间的间隙构成自来水换热通道，所述 内管（2)的内腔形成高温导热油换热通道；内管（2)与外管（3)之间的自来水换热通道的下 端与自来水进口（10)连通；内管（2)与外管（3)之间的自来水换热通道的上端连接热水出 口（7);所述高温导热油换热通道的上端通过高温导热油进口（5)与螺杆式空压机的高温导 热油出口连通；所述高温导热油换热通道的下端连接冷却油出口（ 1)，经管热交换器换热 冷却后导热油通过冷却油出口（1)与螺杆式空压机冷却油回油端相连；所述高温导热油换 热通道内导热油的流向与自来水换热通道内自来水的流向互为逆向。
2. 根据权利要求1所述的一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于：所述管热 交换器的两端分别设置有三通（4)，所述三通（4)的一端通过内外封口连接头（6)与内管 (2) 的外壁密封连接，与其相对的一端与外管（3)密封连接，与其相邻的一端与自来水换热 通道连通。
3. 根据权利要求1所述的一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于：上下相邻 两层盘管之间所具有的间隙内填充有保温材料，所述的保温材料套置在外管（3)上，套置在 外管上的保温材料使上下相邻两层盘管之间形成保温间层（9)。
4. 根据权利要求1所述的一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于：所述外管 (3) 内壁面上具有多个向内凸起的支撑点（8)。
5. 根据权利要求1所述的一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于：所述管热 交换器的自来水进口（ 10)直接与自来水管连通。
6. 根据权利要求1所述的一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于：所述的管 热交换器的自来水进口（ 10)通过气液热交换器I与自来水管连通；所述的气液热交换器 I包括有换热气罐体（22)、导向内筒（15)和内盘管（14);所述的导向内筒（15)位于换热器 罐体（22)内，并与换热器罐体（22)同轴设置；所述导向内筒（15)与换热器罐体（22)之间 的间隙构成换热腔体；所述的内盘管（14)位于导向内筒（15)与换热器罐体（22)之间的换 热腔体内；所述导向内筒（15)的内腔构成压缩空气通道，压缩空气通道的上端设置有与螺 杆式空压机相连的压缩空气进口（18);压缩空气通道的下端与换热腔体相连通，所述换热 腔体的上端连通压缩空气出口（21);所述内盘管（14)的下端与自来水管相连通，所述内盘 管（14)上端的预热水出口与管热交换器自来水换热通道的自来水进口（ 10)相连通。
7. 根据权利要求6所述的一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于：所述气液 热交换器I设置在管热交换器的中心位置或设置在管热交换器的前端。
8. 根据权利要求1所述的一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于：所述管热 交换器的自来水进口（10)通过螺杆式空压机自身设计的气液热交换器II与自来水管相连 通，所述气液热交换器II的冷却水管的出口与管热交换器的自来水进口连通，所述气液热 交换器II冷却水管的进口与自来水管相连通。
9. 根据权利要求5或6或8所述的一种螺杆式空压机高温余热回收机，其特征在于： 所述自来水管的输入端设置有自力式温控阀；所述的自力式温控阀（13)包括有进水温度 传感器（12)、进油温度传感器（20)、热水温度传感器（19)和输出油温度传感器（16);所述 的进水温度传感器（12)设置在自来水输入端的管内，所述的进油温度传感器（20)设置在 高温导热油进口管内；所述的热水温度传感器（19)设置在热水出口管内；所述的输出油温 度传感器（16)设置在冷却油出口管内；所述的自力式温控阀（13)由输出油温度传感器测 得的温控能量直接控制，保持空压机冷却油恒温散热所需的自来水流量；输出油温的温度 为73- 75度；通过进油温度传感器（20)、输出油温度传感器（16)，向自力式温控阀的控制 器及屏显提供智能控制信号和观测数据信号。
【文档编号】F28D7/14GK203892197SQ201420151804
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】袁世俊, 陈克明 申请人:杭州凯嘉节能科技有限公司