内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组的制作方法

文档序号:33561373发布日期:2023-03-22 14:32阅读:53来源:国知局
内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组的制作方法

1.本发明涉及空气压缩技术领域,尤其是涉及到一种内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组。


背景技术:

2.通常情况下,压缩机组从大气中抽取空气(含有水蒸气)作为压缩介质,若压缩机组吸入的空气的温度较高,则会增加压缩机组的功耗,若通过制冷机为压缩机组提供温度较低的空气,则又需要为制冷机投入新的热源。


技术实现要素:

3.有鉴于此,本发明提供了一种内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组,利用第一压缩机排出的气体作为吸收式制冷机的蒸发热源,使得吸收式制冷机同样能够生产低温冷水,以降低进入压缩机内的气体的温度,同时,无需为吸收式制冷机增设外加热源,能够节约能源。
4.依据本发明第一方面的实施例,提供了一种内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组,包括:
5.吸收式制冷机,吸收式制冷机包括第一冷水入口和第一冷水出口、热介质入口和冷介质出口,第一冷水入口和第一冷水出口通过冷水管路连通;
6.空气预处理装置,空气预处理装置包括入口过滤机构、第一冷却机构、第一气液分离机构,空气预处理装置设置有气体入口、第二冷水入口、第二冷水出口和第一气体出口,第二冷水入口和第二冷水出口与冷水管路连通;
7.压缩组件,压缩组件包括第一压缩机、第二压缩机和换热器,第一压缩机包括与第一气体出口连通的第一进气口,以及与热介质入口连通的第一出气口,换热器包括与冷介质出口连通的第二进气口、以及与第二压缩机的第三进气口连通的第二出气口,第二压缩机还包括用于连接用气设备的第三出气口,换热器还设置有液体接口,液体接口与冷水管路连通。
8.进一步地,第一气液分离机构设置有第一冷凝水排出口。
9.进一步地,换热器的气体通道设置有第二气液分离机构,第二气液分离机构设置有第二冷凝水排出口。
10.进一步地,吸收式制冷机还包括循环水入口和循环水出口,循环水入口和循环水出口用于与冷却塔连通。
11.进一步地,液体接口包括第三冷水入口和第三冷水出口;
12.冷水管路包括冷水出集合管和冷水进集合管,冷水出集合管连通第一冷水出口、第二冷水入口、第三冷水入口,第二冷水出口、第三冷水出口通过冷水入集合管与第一冷水入口连通。
13.进一步地,吸收式制冷机包括溴化锂型制冷机。
14.本发明实施例提供的内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组,其中,内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组压缩机组包括吸收式制冷机、空气预处理装置和压缩组件。吸收式制冷机生产低温(<10℃)冷水,提供给空气预处理装置的冷却机构(如第一冷却机构)和压缩组件的换热器。气路通道中,气体经过第一压缩机和第二压缩机进行压缩,提高气体的压力,升压过程会消耗能量,并产生热量,气体中的热量通过空气预处理装置的冷却机构(如第一冷却机构)传递到冷水中,降低了第一压缩机的入口气体温度,同时,利用第一压缩机对气体做功时产生的热量,作为吸收式制冷机的热源,简化了压缩机组外加设备的需求,节约了能源,并有利于节约机组成本。而第一压缩机排出的高温气体在吸收式制冷机内换热后,气体中的热量通过换热器再次传递到冷水中,大大降低了第二压缩机的入口气体温度。由于空气预处理装置包括第一气液分离机构、换热器设置有第二气液分离机构,使得第一压缩机和第二压缩机入口的气体中水含量减少,规避了压缩机对无用的水做功,减少了无用功;第一压缩机和第二压缩机的入口气体温度降低及混合空气的分子量增加,减少了压缩过程的内能消耗。
15.冷水循环通路中,空气预处理装置中的第一换热机构和换热器的冷水得到热量后送至吸收式制冷机,在制冷机内将热量送给循环水,而第一压缩机流出的温度较高的气体也流入吸收式制冷机将热量送给循环水,循环水将热量送到外界;失去热量的冷水离开吸收式制冷机,进入下一次的冷水循环,失去热量的气体离开吸收式制冷机经换热器流入第二压缩机。即吸收式制冷机的常温循环水送走的热量只有压缩机工作时产生的部分热量,节省了常温循环水的消耗。
16.上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。其中:
18.图1示出了相关技术中的一个实施例提供的压缩机组的结构示意图;
19.图2示出了本发明的一个实施例提供的压缩机组的结构示意图。
20.其中,图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
21.100’压缩机组,137’过滤机构,140’多级压缩机,143’换热器,161’循环水进水管,162’循环水出水管;
22.其中,图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
23.100压缩机组,110吸收式制冷机,111第一冷水入口,112第一冷水出口,113热介质入口,114冷介质出口,115循环水入口,116循环水出口,117热源进管,118热源出管,120冷水管路,121冷水出集合管,122冷水进集合管,130空气预处理装置,131第一冷却机构,132第二冷水入口,133第二冷水出口,134第一气体出口,135第一气液分离机构,136气体入口,137入口过滤机构,140压缩组件,141第一压缩机,1411第一进气口,1412第一出气口,142第二压缩机,1421第三进气口,1422第三出气口,143换热器,1431第二进气口,1432第二出气
口,1433第三冷水入口,1434第三冷水出口。
具体实施方式
24.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
25.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
26.相关技术中的压缩机组100’,如图1所示,压缩机组100’包括压缩组件140’,压缩组件140包括第一压缩机141’和第二压缩机142’,以及设置在第一压缩机141’和第二压缩机142’之间的气体管路上的换热器143’,压缩组件140’从大气中抽取空气(含有水蒸气)作为压缩介质,入口设置了空气过滤机构137’,对空气中的粉尘、漂浮物进行过滤,压缩过程需要对高温气体进行冷却和分离,设置了具有分离功能的换热器143’,换热器143’的液体接口分别与循环水进水管161’、循环水出水管162’连通。但是,目前的压缩机组100’存在以下缺点:
27.吸入压缩机组100’的空气的温度较高,压缩机组100’的功耗较大,若增加制冷机为压缩机组100’提供温度较低的空气,则需要为制冷机投入新的热源。
28.同时,空气有水蒸气,而压缩机组100’需要的是干净干燥空气,水蒸气是杂质,压缩机组100’工作时需要对杂质水蒸气做功而浪费能量;后续压缩机组100’还需要对其进行冷凝、分离净化,增加了机组的投入成本。
29.进一步地,压缩机是一种做功设备,能量消耗与混合气体物理性质和工作需求相关。下列是压缩机的多变压缩功计算公式:
30.h
pol
=σz
inrm
t
in

1/o-1)
31.其中:h
pol
为压缩机对气体做的功,t
in
为气体进入压缩机的温度,z
in
为气体进气条件下的压缩性系数,rm为摩尔气体常数(当气体为混合气体时,rm为混合气体的千摩尔气体常数),σ为气体多变压缩因子,ε为气体的压缩比。
32.从上述公式可以看出,在相同压比条件下,压缩机对气体做功与气体进入压缩机的温度成正比,也就是说,降低压缩机组入口气体温度可以减少机组功耗。
33.其中,混合气体的千摩尔气体常数rm为:其中,r为摩尔气体常数,由于气体千摩尔气体常数rm与混合气体的摩尔质量μ成反比,则在相同压比条件下,压缩机对气体做功与混合气体的摩尔质量成反比。因此,减少空气中的水分后,由于水的分子量小于氧气和氮气,如果减少空气中的水分,会使混合气体的分子量增大,混合气体的千摩尔气体常数减小,进而,使得压缩机的总功耗会减少。
34.有鉴于此,如图2所示,本发明的实施例提供了一种内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100,内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100包括:吸收式制冷机110、空气预处理装置130和压缩组件140。
35.其中,吸收式制冷机110可以为溴化锂吸收式制冷机,或满足要求的气体吸收式制
冷机110,吸收式制冷机110包括第一冷水入口111和第一冷水出口112,第一冷水入口111和冷水出口112通过冷水管路120连通,即经冷水出口112流入冷水管路120中的液体的温度较低。可以理解的是,第一冷水入口111和第一冷水出口112通过冷水管路120与其他机构连通以构成冷水循环系统。可以理解的是,其他机构可以包括下文提及的空气预处理装置130中的第一冷却机构131、压缩组件140中的换热器143等。
36.空气预处理装置130包括入口过滤机构137(即第一过滤机构)、第一冷却机构131和第一气液分离机构135。入口过滤机构137用于对流经空气预处理装置130的气体中所含粉尘等固态物质进行过滤;第一冷却机构131用于对流经空气预处理装置130的气体进行冷却,冷却后的气体会出现冷凝水。如第一冷却机构131的液体通道设置有第二冷水(或冷媒)入口132和第二冷水(或冷媒)出口133,第二冷水(或冷媒)入口132和第二冷水(或冷媒)出口133与冷水管路120连通,以供循环冷水流经第一冷却机构131。第一气液分离机构135(也可以为气液过滤机构),用于对流经空气预处理装置130的气、液混合物进行过滤,过滤掉其中的冷凝液并排除。具体地,入口过滤机构137可以为活性炭过滤件或满足要求的其他过滤件。
37.压缩组件140包括第一压缩机141、第二压缩机142和换热器143,第一压缩机141包括第一进气口1411和第一出气口1412,换热器143包括第二进气口1431和第二出气口1432,第二压缩机142包括第三进气口1421和第三出气口1422。其中,第一压缩机141的第一进气口1411与空气预处理装置130的第一气体出口134连通,第一压缩机141的第一出气口1412与吸收式制冷机110的热介质入口113连通,换热器143的第二进气口1431与吸收式制冷机110的冷介质出口114连通,换热器143的第二出气口1432与第二压缩机142的第三进气口1421连通,第二压缩机142的第三出气口1422用于连接用气设备。
38.也就是说,本发明实施例提供的内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100包括气路通道和冷水循环通道。气路通道实现了气体升压,冷水循环通道实现了换热及热能传送功能。
39.具体地,如图2所示,气路通道方面,气体首先进入空气预处理装置130,利用空气预处理装置130的入口过滤机构137对流经空气预处理装置130的气体中所含粉尘等固态物质进行过滤;利用第一冷却机构131对流经空气预处理装置130的气体进行冷却,冷却后的气体会出现冷凝水,利用第一气液分离机构135(也可以为气液过滤机构),对流经空气预处理装置130的气、液混合物进行过滤,过滤掉其中的冷凝液并经第一气液分离机构135设置的第一冷凝水排出口排除。
40.其中,空气预处理装置130包括的气体入口136用于气体流入空气预处理装置130,空气预处理装置130的第一气体出口134通过气体管路与第一压缩机141的第一进气口1411连通,第一压缩机141的第一出气口1412与吸收式制冷机110的热介质入口113连通。吸收式制冷机110的冷介质出口114与换热器143的第二进气口1431连通,换热器143的第二出气口1432与第二压缩机142的第三进气口1421连通,第二压缩机142的第三出气口1522与后续的用气设备连通。即空气预处理装置130流出的温度较低的气体经第一压缩机141压缩后温度升高,温度较高的气体流入吸收式制冷机120,在吸收式制冷机120内进行换热后温度降低,然后经换热器143再次换热降温后,流入第二压缩机142,经第二压缩机142压缩后并供给给后续用气设备。
41.进一步地,换热器143的气体通道设置了第二气液分离机构,第二气液分离机构设置有第二冷凝水排出口,使得经吸收式制冷机110的冷介质出口114流出的气体在流经换热器150的过程中,既能够降温,又能够再次进行气液分离并将其中的冷凝水排除,使得降温并排出冷凝水后的气体流入后第二压缩机142中再次压缩,并经第二压缩机142的第三出气口1422经管道送至后续用户装置。
42.具体地,如图2所示,冷水循环通道方面,吸收式制冷机110用于生产冷水。吸收式制冷机110包括第一冷水入口111和第一冷水出口112、热介质入口113和冷介质出口114,循环水入口115和循环水出口116,其中,吸收式制冷机110的内部设置有三个独立的通道,第一个通道上分别设置有第一冷水入口111和第一冷水出口112,第二通道上设置有热介质入口113和冷介质出口114,第三通道上设置有循环水入口115和循环水出口116。在吸收式制冷机110的外部,第一冷水入口111和第一冷水出口112通过冷水管路120与空气预处理装置130的第一冷却机构131的液体通道上的第二冷水(或冷媒)入口132、第二冷水(或冷媒)出口133连通、与换热器143的第二冷却机构的液体通道连通,以形成冷水循环系统,为空气预处理装置130的第一冷却机构131和换热器143的第二冷却机构提供冷水(冷媒)。循环水入口115和循环水出口116用于与冷却塔连通,以形成循环水循环系统,其中,循环水入口115的温度低于循环水出口116的温度,即利用冷却塔对吸收式制冷机110的热量进行吸收。
43.由此,本发明实施例提供的内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100,在气路通道方面,由于气体经过第一压缩机141、第二压缩机142进行压缩,会提高气体的压力,升压过程会消耗能量,并产生热量,因此,将流入第一压缩机141的气体中的热量通过空气预处理装置130的第一冷却机构131传递到冷水中,流入第二压缩机的气体中的热量通过吸收式制冷机的第二通道(即连通热介质入口113和冷介质出口114的通道)传递至冷水中、并经换热器143的第二冷却机构传递到冷水中,使得流入第一压缩机141和第二压缩机142的气体中的水含量减少,规避了压缩机对无用的水做功,减少了无用功;同时,使得第一压缩机141和第二压缩机142的入口气体温度降低及混合空气的分子量增加,减少了压缩过程的内能消耗。同时,将第一压缩机对气体做功时产生的热量,作为吸收式制冷机的热源,简化了压缩机组外加设备的需求,节约了能源,并有利于节约机组成。
44.在冷水循环通道方面,冷水得到热量后送至吸收式制冷机,经第一压缩机排出的高温气体送至吸收式制冷机,在吸收式制冷机内将冷水的热量、高温气体的热量送给循环水,循环水将热量送到外界;失去热量的冷水离开制冷机,进入下一次的冷水循环,失去热量的气体经冷介质出口114流入换热器143换热后经第二压缩机142压缩后供给至后续设备。
45.本发明实施例提供的内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100,吸收式制冷机110能够提供温度较低的液体,由吸收式制冷机110的第一冷水出口112流出的温度较低的液体,经冷水管路120、部分通过空气预处理装置130的第一冷却机构的第二冷水(或冷媒)入口132流入空气预处理装置130,通过空气预处理装置130的第一冷却机构131与空气进行换热,剩余温度较低的液体经冷水管路120继续流通,温度较低的气体经第一气体出口134流入第一压缩机141进行压缩,因此,使得流入压缩组件140的第一压缩机141内的气体的温度较低,有利于减少第一压缩机141的压缩功,降低机组的能量消耗。同时,经第一冷却机构131冷却后的低温空气是气、液两相的混合物,经第一气液分离机构135
分离出部分液体排出,剩余的饱和态混合气体流入第一压缩机141,与相关技术中的空气直接流入压缩机组相比,能够大大降低流入第一压缩机141内的气体中水蒸气的含量,减少了压缩机组100对水蒸气所做的无用功,。
46.其中,第一压缩机141的第一出气口1412与吸收式制冷机110的热介质入口113连通,具体地,第一压缩机141的第一出气口1412与吸收式制冷机110的热介质入口113通过热源进管117连通,使得将第一压缩机141排出的高温气体作为吸收式制冷机110的蒸发热源,能够满足吸收式制冷机110不设置外加热源、或者外加热源的热量不足、或温度较低(温度低于90℃)等情形,有利于节约能源,扩大了产品的使用范围,并能够确保为第一压缩机141提供温度较低的介质的有效性。
47.其中,如图2所示,换热器143的第二进气口1431与吸收式制冷机110的冷介质出口114连通,具体地,换热器143的第二进气口1431与吸收式制冷机110的冷介质出口114通过热源出管118连接,换热器143的第二出气口1432与第二压缩机142的第三进气口1421连通,第二压缩机142的第三出气口1422用于连接用气设备。也就是说,吸收式制冷机110提供的温度较高的热气经冷介质出口114流入换热器143,并经换热器143换热后流入第二压缩机142,由于吸收式制冷机内的第一通道(连通第一冷水入口111和第一冷水出口112的通道)中流通有冷水,能够对流经第二通道(连通热介质入口113和冷介质出口114的通道)中的气体进行换热降温,同时,由于换热器143的液体接口与冷水管路120连通,而冷水管路120中流通的液体温度较低,因此,由吸收式制冷机110的冷介质出口114经换热器143流入第二压缩机142的气体,在流经换热器150的过程中与冷水进行换热降温,使得气体温度大大降低,进而能够将气体冷却到较低温度,进一步降低了第二压缩机的功耗;同时,由于流经换热器150的气体温度降低,混合气体由较高温度的非饱和态变成低温时的过饱和态而出现冷凝水,经换热器中143的第二气液分离机构将冷凝水经第二冷凝水排出口排除后,使得进入下第二压缩机142的气体含水量再次降低,混合气体的分子量也随之增加,进而能够降低第二压缩机142的能耗。
48.与换热器143中的液体介质进行换热后,变成温度较低的气体流入第二压缩机142进行压缩,经第二压缩机142的第三出气口1422供给至用气设备,进而使得吸收式制冷机110的排出的冷介质能够供第二压缩机142使用,提高了吸收式制冷机110排出的冷介质的利用率,有利于节约能源。并且,由吸收式制冷机110的冷介质出口114流入换热器143进行换热的气体的温度与经压缩机压缩后流入换热器进行换热的高温气体相比,吸收式制冷机110提供的气体温度较低,进而使得需要冷却的气体温差减少(视设计情况,可减少40℃至100℃,如40℃、60℃、80℃、100℃、或满足要求的其他温度),因此,换热器143的冷却器的负荷大大减少,换热器143的成本降低,使得整机的成本降低,适于推广应用。
49.通过设置单独的第一压缩机141和第二压缩机142,利用第一压缩机141排出的高温气体作为吸收式制冷机110的热源,将吸收式制冷机110的冷介质出口114排出的热源通过换热器143换热后传输至第二压缩机142,使得吸收式制冷机110不需要增设外加热源、也不需要将吸收式制冷机110排出的热量引流至其他设备,即吸收至制冷机的热源与吸收式制冷机110排出的热量与压缩组件140互用,简化了外加设备的需求,简化了压缩机组100的结构,实现了模块化设计,节约了能源,并有利于节约机组成本,或者,在吸收式制冷机110增加外加热源的情况下,能够满足外加热源的热量不足的情况,或者,能够满足环境温度较
低(温度低于90℃)等情形,扩大了产品的使用范围,并节约了能源。具体地,第一压缩机可以为轴流式空气压缩机,第二压缩机可以为离心式空气压缩机,或者,第一压缩机和第二压缩机可以为满足要求的其他压缩机。
50.具体地,本发明实施例提供的内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100,空气预处理装置130和压缩组件140相配合,采用吸收式制冷机110能够得到恒定温度的低温水(<8℃),利用吸收式制冷机110提供的冷水将第一压缩机141的入口气体温度较大程度降低(《15℃),所能达到的温度不能通过常温循环水实现。同时,第一压缩机141排出的高温(大于120℃)气体引入吸收式制冷机110,与吸收式制冷机110的溴化锂水溶液进行换热,输出热量后的气体温度降低(小于80℃),换热后的较低温度气体再与换热器143的液体通路中的低温循环水进行换热,就能把第二压缩机142的入口气体温度降低到15℃以下,使得第二压缩机的能耗降低5%~7%。
51.因此,第一压缩机141和第二压缩机142的入口气体温度较大程度降低(《15℃),实现了压缩功较大程度的减少。第一压缩机141和第二压缩机142的入口气体温度较大程度降低(《15℃),实现了压缩功较大程度的减少,实现了空气中的水分杂质冷凝排出,混合气体流量逐级减少,较大程度的减少无效做功。第一压缩机141和第二压缩机142的入口气体温度较大程度降低(《15℃),实现了压缩功较大程度的减少,实现了空气中的水分杂质冷凝排出,气体密度增加,较大程度的减少压缩功。
52.其中,如图1所示的相关技术中的压缩机组100’,用于换热器143’的冷媒是来自自然界的循环水,在冷却循环当中,很难得到较低温度的循环水,因此,无法在全年的各个季节将压缩机组100’的气体的温度都能降得较低,存在压缩机组100’的能量消耗较大,机组运行成本较高的问题。
53.而本发明实施例提供的内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100,如图2所示,换热器143的液体接口与冷水管路120连接,由于冷水管路120中流通的液体的温度较低,即与从吸收式制冷机110的冷介质出口114流经换热器143的气体进行换热的液体的温度较低,因此,能够使由换热器143的第二出气口1432流入第二压缩机142内的气体的温度大大降低,即能够将流入第二压缩机142内的气体冷却到较低温度,进一步降低了第二压缩机142的功耗,并能够使压缩机组100最终排出的气体温度降低,减少了后续预冷器的负荷,有利于降低设备投入成本。
54.可以理解的是,在上述实施例中,经热介质入口113流入的介质和经冷介质出口114流出的介质为同一介质,二者只是温度不同,即温度较高的介质经热介质入口113流入吸收式制冷机110与循环水进行换热后,变为温度较低的介质经冷介质出口114排出。
55.在上述实施例中,换热器143设置的第二气液分离机构能够对经吸收式制冷机110流入换热器143的气体进行气液分离,使得分离后气体中的水分更少,并流入第二压缩机142中,这样,有利于进一步降低第二压缩机142的能耗。其中,经第二气液分离机构分离后的液体能够经第二冷凝水排出口排出,成为废水流入地沟。
56.在本发明提供的一些可能实现的实施例中,如图2所示,吸收式制冷机110的循环水入口115和循环水出口116,经外部循环水冷却塔冷却后的循环水经循环水入口115进入吸收式制冷机,进行换热过程吸收热量后,经循环水出口116排出,送至经外部循环水冷却塔进行冷却。循环水冷却塔一般是空气冷却,可以理解的是,循环水温度会高于大气温度。
57.在本发明提供的一些可能实现的实施例中,如图2所示,换热器143的液体接口包括第三冷水入口1433和第三冷水出口1434,冷水管路120包括冷水出集合管121和冷水进集合管122。其中,冷水出集合管121连通第一冷水出口112、空气预处理装置130的第二冷水入口132、换热器143的第三冷水入口1433,这样,使得温度较低的液体由吸收式制冷机110的第一冷水出口112流出后,经冷水出集合管121由第二冷水入口133流入空气预处理装置130的第一冷却结构,对第一压缩机141的入口气体进行降温,经冷水出集合管121由第三冷水入口1433流入换热器143,以对由吸收式制冷机110的冷介质出口114流入换热器143的温度较高的气体进行换热,实现对第二压缩机142的入口气体进行降温,以使气体的温度大大降低。
58.其中,空气预处理装置130的第二冷水出口133、换热器143的第三冷水出口1434通过冷水进集合管122连通第一冷水入口111,这样,使得空气预处理装置130的第一换热机构完成热交换后的液体由第二冷水出口133经冷水进集合管122、第一冷水入口111返回至吸收式制冷机110进行换热,换热器143完成热交换后的液体,由换热器143的第三冷水出口1434经冷水进集合管122、第一冷水入口111返回至吸收式制冷机110进行换热,进而实现空气预处理装置130的第一换热机构131的液路、换热器143的液路循环,并能够确保空气预处理装置130的第一换热机构131、换热器143中的液体的温度长时间保持在较低状态。
59.进一步地,吸收式制冷机110包括溴化锂型制冷机,即吸收式制冷机110的吸收剂为溴化锂,制冷剂为水。
60.进一步地,压缩机组的各种管路上还设置有阀、泵等部件,对此,本发明不做一一说明。
61.也就是说,本发明实施例提供的内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100,通过增设吸收式制冷机110,利用第一压缩机141排出的高温气体作为吸收式制冷机110的蒸发热源,可得到较低温度的循环水,能够将第一压缩机、第二压缩机的工作介质的温度降到较低,减少了压缩机组的能量消耗。
62.进一步地,如图1所示,相关技术的压缩机组100’中的换热器143’的冷却循环水采用空气冷却,可供使用的循环水设计温度为32℃,根据季节不同,90%工作时间的温度范围是20℃至45℃,在此前提下,只能把压缩机组100’的气体温度降低到25℃至50℃。
63.而本发明提供的内热源直热制低温循环水单级换热的节能型压缩机组100,采用吸收式制冷机110来提供温度较低的冷水(低于8℃,如图2所示,冷水出管121的液体温度为7℃)作为换热器143的循环水。将第一压缩机141排出的高温气体(例如,温度高于120℃,如图2所示,高于150℃)引入吸收式制冷机110,与吸收式制冷机110的溴化锂水溶液进行换热,输出热量后的气体温度降低(例如,温度等于或低于80℃,如图2所示,气体温度降低至80℃)。换热后的较低温度气体再在换热器143内与低温冷水的循环水进行换热,使得进入第二压缩机142的气体温度更低,如图2所示,能把进入到第二压缩机142的气体温度降低到15℃以下,使得压缩机组100的能耗降低5%~7%,最终,如图2所示,使得经第二压缩机142排出的气体温度达到90℃,绝对压力为5.95bara。
64.也就是说,本发明实施例提供的压缩机组100,具有以下优点:
65.第一是经过多次冷却,压缩空气所含水蒸气持续冷凝成液态水,压缩机(第一压缩机141、第二压缩机142)工作介质空气中的杂质水含量可以降到极低,后续压缩过程的无用
能耗也继续减少;
66.第二是压缩机组100最终排出的气体温度降低,减少了后续预冷器的负荷,设备投入成本降低;
67.第三是送到后续设备的水蒸气减少,减少的后续气体净化设备的负担,设备投入成本降低;
68.第四是当压缩组件140没有可利用的工业废热时,利用第一压缩机141产生的高温气体,吸收式制冷机110也可以生产出低温水;
69.第五是吸收式制冷机110使用常温循环水送走的热量只有压缩机工作时产生的部分热量,节省了常温循环水的消耗;
70.第六,需要冷却的气体温差减少(视设计情况,可减少40℃至100℃),冷却器的负荷大大减少,换热器143的成本降低。
71.本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。
72.在本发明的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
73.以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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