专利名称：一种空压机热回收系统的制作方法
技术领域：
一种空压机热回收系统，属于工业节能领域。
背景技术：
据报道，世界各国工业能源消费一般只占能源消费总量的三分之一左右，而在我 国工业能耗占比近70%。许多经济大省工业能耗占比甚至显著高于70%。钢铁、有色金属、 煤炭、电力、石油石化、化工、建材、纺织、造纸这些关系到国计民生的支柱行业统统都是能 耗大户，而这些行业产品产量的快速扩张，并没有建立在充分提高技术和效率的基础之上， 单位产品能耗和工艺能耗比国际先进水平仍有很大差距。我国“十一五”规划提出了单位 GDP能源消费下降20%左右的具体目标。实现节能降耗目标是转变经济增长方式的一个重 要标志，也是转变经济增长方式的结果，必须要有新的、重大的、创新性的举措。在工业能耗如此之高的情况下，工业节能势在必行。某些工厂的气动工具如螺丝 刀以及吹气清洁等都会用到压缩空气，因此空压机成为这些工厂的必需设备。水冷式空压 机在运行过程中产生大量的废热，需要由冷却水进行散热。有的空压机冷却水系统设计利 用冷却塔散热，但往往散热效果不佳，影响空压机的正常使用；有的空压机系统设计利用冷 冻水(闭式)进行冷却，虽然冷却效果较好，但制冷机组冷却空压机消耗大量的能耗。另一 方面，工厂的需热系统如纯水加热、生活热水、工艺热水及空调箱加热需要消耗大量的一次 能源，加热能耗费用高。据空压机设计参数可知，空压机冷却水进水温度在5°C以上，出水温 度小于50°C，故空压机的冷却水完全可以回收用于工厂需热系统如纯水加热、生活热水、工 艺热水及空调箱的加热需求。
发明内容
本发明提供一种空压机热回收系统，主要解决以下技术问题将空压机的废热回 收起来供给工厂的需热系统，如纯水加热、工艺热水、生活热水及空调箱的加热。由于空压 机的散热量随实际的生产需求会产生波动，热回收系统需设置辅助加热模块。本发明采用的技术方案是一种空压机热回收系统，主要由空压机组、散热模块、需热系统、辅助加热模块和 自控系统组成，其主要技术特点是在空压机组的冷却水出水侧和散热模块之间串接有一 换热器组，热器组的另一侧通过管路与需热系统相连，需热系统侧设置有辅助加热模块。自 控系统根据空压机冷却出水温度自动调节散热模块的散热量，根据换热器组的需热系统侧 出水温度自动调节辅助加热模块的加热量。按照上述技术方案，所述的散热模块是冷却塔组、冷冻水系统中的任一种或由两 种共同组成；散热模块由冷却塔组组成，冷却塔组与空压机冷却水系统之间有一中间换热 器。当散热模块是由冷却塔组、冷冻水系统两种散热方式共同组成时，冷却塔组与冷冻水系 统的连接方式是串联或并联中的任一种。按照上述技术方案，所述的辅助加热模块是工厂废热、制冷机组冷凝热、太阳能、热泵制热、电加热、锅炉中的任一种或由几种共同组成，优先使用工厂废热、制冷机组冷凝 热。按照上述技术方案，所述的需热系统是纯水加热、工艺热水、生活热水及空调箱加 热系统中的任一种或由几种共同组成。按照上述技术方案，所述的自控系统由水温检测装置、运算指令装置、信号传送装 置和执行机组成；温度检测装置检测到的需热系统进水温低于设定温度，辅助加热模块开 启，自动控制系统自动调节辅助加热模块使需热系统进水达到设定水温；需热系统进水温 达到设定温度，辅助加热模块关闭。位于空压机冷却水系统出口的冷却水温度检测装置检 测到空压机冷却水系统的出水温度高于设定温度，散热模块自动开启，自动控制系统自动 调节散热模块散热量使空压机冷却水系统出水达到设置温度；位于空压机冷却水系统出口 的冷却水温度检测装置检测到空压机冷却水出水温度达到设定温度，散热模块自动关闭。按照上述技术方案，所述的换热器组与辅助加热模块的连接方式是串联或者并联 中的任一种。按照上述技术方案，所述的空压机组是1台空压机或由多台空压机共同组成，所 述的冷却塔组是一台冷却塔或由几台冷却塔共同组成。按照上述技术方案，所述换热器组由一台换热器组成或由几台换热器共同组成； 换热器组是板式换热器，管壳式换热器，套管式换热器中的任一种；中间换热器是板式换热 器，管壳式换热器，套管式换热器中的任一种。本发明的突出优点主要体现在1)将空压机的废热回收供给工厂的需热系统如加热工艺纯水及空调箱，减少工厂 加热系统的能耗及费用，减少污染物的排放，达到节能降耗的目的。尤其是对于污染物排放 高，效率低的工业锅炉，节能减排的效果尤其显著。2)空压机的热量大部分回收供给需热系统，多余的热量优先利用冷却塔组散热， 显著减少了冷却空压机的制冷系统的能耗及费用。3)系统采用自动控制，性能稳定，保持系统的热平衡，具有投资回收期短，系统安 全可靠的特点。
图1本发明的一种实施方式示意2本发明的第二种实施方式示意3本发明的散热模块的一种连接结构示意4本发明的散热模块的第二种连接结构示意中标号的含义如下1-空压机组2-需热系统3-散热模块4-换热器组5-辅助加热模块6、7_水泵 8、9、10、11、12、13-阀14、15_温度检测装置16-自控系统17、18、19、23_阀20-中间换热 器21-冷冻水系统22-冷却塔组下面结合附图对本发明实施方式做如下说明。
具体实施例方式实施方式1图1是本发明的一种实施方式连接结构示意图。在该种实施方式中，辅助加热模 块和换热器组串联连接。如图所示，在空压机组1的冷却水系统末端连接有散热模块3，在空压机组1的冷 却水出水侧和散热模块3之间串接有一换热器组4，换热器组4的另一侧与需热系统2连 接，换热器组4的出口至需热系统2的回水侧设有辅助加热模块5，自控系统16根据换热器 组的需热系统2侧的进水管的温度检测装置14检测到的水温自动调节辅助加热模块5的 加热量，自控系统16根据空压机组1的冷却水系统出水的温度检测装置15检测到的水温 自动调节散热模块3的散热量。本实施例的具体连接方式是阀8、9所在的两组管路并联。阀8与换热器组4相 连接，形成一路通道；阀9所在的旁通管路形成一路通道。前述两路通道汇合后再分为两路 通道，一路通过阀10直接返回需热系统；另一路通过阀11、辅助加热模块5后再与需热系 统回水侧相连。空压机组1的冷却水系统经过泵7与换热器组4相连后分为两路通道，一 路通过阀12旁通；一路通过阀13连接散热模块3 ；两路通道汇合后再与空压机组1的进口 连接。辅助加热模块5和换热器组4之间的连接方式是串联连接。本实施例的空压机热回收系统运行模式空压机组1的高温冷却水出水由泵7加 压后流经换热器组4与需热系统2的出水换热降温；位于换热器组4的需热系统2侧的进 水管的水温检测装置14检测到水温度低于设定温度，阀10关，阀11开，辅助加热模块5开 启，需热系统2进水经辅助加热模块15加热至设定温度进入需热系统2 ；位于换热器组4的 需热系统2侧的进水管的水温检测装置14检测到水温度达到设定温度，阀10开，阀11关， 辅助加热模块5关闭；位于空压机组1的冷却水系统出口的冷却水温度检测装置15检测到 的水温度高于设定温度，阀12关，阀13开，散热模块3自动开启，空压机冷却水经散热模块 3降温后返回空压机组1完成一个循环；温度检测装置15检测到的水温达到设定温度，阀 12开，阀13关，散热模块3自动关闭，空压机冷却水通过阀12返回空压机组1。实施方式2图2是本发明的第二种实施方式连接结构示意图。在该种实施方式中，辅助加热 模块和换热器组并联连接。如图所示，在空压机组1的冷却水系统末端连接有散热模块3，在空压机组1的冷 却水系统和散热模块3之间串接有换热器组4，换热器组4的另一侧与需热系统2连接，需 热系统2的进出水管路上设置有辅助加热模块5，辅助加热模块5与换热器组4并联连接。 自控系统16根据换热器组的需热系统2侧的进水管的温度检测装置14检测到的水温自动 调节辅助加热模块5的加热量，自控系统16根据空压机组1的冷却水系统出水的温度检测 装置15检测到的水温自动调节散热模块3的散热量。本实施例的具体连接方式是阀8、9所在的两组管路并联。阀8与换热器组4相 连接，形成一路通道，阀9与辅助加热模块5连接形成另一路通道。前述两路通道汇合后再 与需热系统2回水侧相连。空压机组1的冷却水系统经过泵7与换热器组4相连后分为两 路通道，一路通过阀12旁通；一路通过阀13连接散热模块3 ；两路通道汇集后再与空压机 组1的进口连接。辅助加热模块5和换热器组4之间的连接方式是并联连接。
本实施例的空压机热回收系统运行模式空压机组1的高温冷却水出水经泵7流 经换热器组4与需热系统2的出水换热降温；位于换热器组4的需热系统2侧的出水管的 水温检测装置14检测到水温度低于设定温度，开阀9，辅助加热模块5开启，分别经换热器 组4及辅助加热模块15加热的水混合后达到设定温度进入需热系统2 ；位于换热器组4的 需热系统2侧的出水管的水温检测装置14检测到水温度达到设定温度，关阀9，辅助加热模 块5关闭；位于空压机组1的冷却水系统出口的冷却水温度检测装置15检测到的水温度高 于设定温度，阀12关，阀13开，散热模块3自动开启，空压机冷却水经散热模块3降温后返 回空压机组1完成一个循环；温度检测装置15检测到的水温度达到设定温度，阀12开，阀 13关，散热模块3自动关闭，空压机冷却水通过阀12返回空压机组1。需热系统2是纯水加热、工艺热水、生活热水及空调箱加热系统中的任一种或由 几种共同组成。辅助加热模块5的热源是工厂废热、制冷机组冷凝热、太阳能、热泵制热、电 加热、锅炉热水或锅炉蒸汽中的任一种或几种共同组成。空压机组1是一台空压机或由多 台空压机共同组成。换热器组4是板式换热器，壳管式换热器，套管式换热器中的任一种；换热器组4 是一台换热器或由几台换热器共同组成。图3所示的散热模块的一种连接结构中，辅助散热模块7由冷却塔组22、冷冻水系 统21两种散热方式共同组成，冷却塔组22与冷冻水系统21的连接方式是并联连接。空压 机冷却水分为两路，一路经阀18进入冷冻水系统21，另一路经过阀17进入中间换热器20。 中间换热器20通过阀19与冷却塔组22相连接。图4所示的散热模块的一种连接结构中，辅助散热模块7由冷却塔组22、冷冻水系 统21两种散热方式共同组成，冷却塔组22与冷冻水系统21的连接方式是串联连接。当空 压机冷却水出水温度高于设定值时，空压机冷却水首先经阀17进入中间换热器组20后，再 经过阀18进入冷冻水系统21流回空压机冷却水系统。当空压机冷却水出水温度达到设定 值时，空压机冷却水首先经阀17进入中间换热器组20后直接通过阀23流回空压机冷却水 系统。中间换热器20通过阀19与冷却塔组22相连接。空压机冷却水系统5、中间换热器 20与冷冻水系统21之间的水循环是闭式循环。以上两个实施例，只是本发明的众多实施方式的两种。同时，本发明还有其他一些 形式的改进。如果本技术领域的技术人员受此发明的启发做出的显而易见的非实质性的改 进或改变，也在本发明的保护范围。
权利要求
一种空压机热回收系统，主要由空压机组、散热模块、需热系统、辅助加热模块和自控系统组成，其主要特征在于在空压机组的冷却水出水侧和散热模块之间串接有一换热器组，热器组的另一侧通过管路与需热系统相连，需热系统侧设置有辅助加热模块。自控系统根据空压机冷却出水温度自动调节散热模块的散热量，根据换热器组的需热系统侧出水温度自动调节辅助加热模块的加热量。
2.按照权利要求1所述的一种空压机热回收系统，其特征在于所述的散热模块是冷 却塔组、冷冻水系统中的任一种或由两种共同组成。
3.按照权利要求1或2所述的一种空压机热回收系统，其特征在于所述的散热模块 由冷却塔组组成时，冷却塔组与空压机冷却水系统之间有一中间换热器，中间换热器是板 式换热器，管壳式换热器，套管式换热器、板翅式换热器或管板式换热器中的任一种。
4.按照权利要求1所述的一种空压机热回收系统，其特征在于所述的辅助加热模块 的热源是工厂废热、制冷机组冷凝热、太阳能、热泵制热、电加热、锅炉热水或锅炉蒸汽中的 任一种或几种共同组成。
5.按照权利要求1所述的一种空压机热回收系统，其特征在于所述的需热系统是纯 水加热、工艺热水、生活热水及空调箱加热系统中的任一种或由几种共同组成。
6.按照权利要求1所述的一种空压机热回收系统，其特征在于所述的空压机组是1 台空压机或由多台空压机共同组成。
7.按照权利要求1所述的一种空压机热回收系统，其特征在于所述的冷却塔组是一 台冷却塔或由几台冷却塔共同组成。
8.按照权利要求1所述的一种空压机热回收系统，其特征在于所述的换热器组是板 式换热器、壳管式换热器、套管式换热器中的任一种；换热器组由一台换热器组成或由几台 换热器共同组成。
全文摘要
一种空压机热回收系统，主要由空压机组、散热模块、需热系统、辅助加热模块和自控系统组成。其主要技术特点是在空压机组和散热模块之间串接有一换热器组，换热器组的另一侧通过管路与需热系统相连；需热系统侧设置有辅助加热模块。本发明将空压机的废热回收用于工厂需要加热的系统，可显著减少工厂加热系统及空压机冷却系统的能耗及费用，减少污染物的排放，达到节能降耗的目的。
文档编号F04B39/06GK101907084SQ20091005265
公开日2010年12月8日 申请日期2009年6月8日 优先权日2009年6月8日
发明者张小力 申请人:上海本家空调系统有限公司