热能回收系统及制氧、制氮系统的制作方法

本实用新型涉及制氧制氮技术领域，特别是涉及一种热能回收系统及制氧、制氮系统。

背景技术：

目前，空气压缩机本体的工作流程如下，空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，从而分别得到高温、高压的油和气。由于设备工作温度的限定，这些高温、高压的油、气必须进行冷却，其中压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统，而高温、高压的润滑油经冷却器冷却后，重新返回油路进入下一轮压缩过程。

在以上过程中，高温、高压的油、气所携带的热量大致相当于空气压缩机本体功率的80％以上，其温度通常在80℃—100℃之间。如此，高温、高压的油、气在冷却降温的过程中，大量的热能就被浪费了，同时，空气压缩机本体运行的温度高，容易引发设备发生故障，影响系统的正常运行，且增加了维护及维修成本。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的空气压缩机本体产生的热能被浪费，且容易引发设备发生故障，影响系统正常运行的问题，提供一种节约能源、保证系统正常运行的热能回收系统及制氧、制氮系统。

一种热能回收系统，与空压机构连接，所述空压机构包括空气压缩机本体及与所述空气压缩机本体连接的油气分离装置，所述热能回收系统包括换热器及储水装置，所述换热器包括换热油路及换热水路，所述换热油路包括进油端及出油端，所述进油端与所述油气分离装置的出油口连通，所述出油端与所述空气压缩机本体的进油口连通，以形成一油路回路；所述换热水路包括进水端及出水端，所述进水端与所述储水装置的出水口连通，所述出水端与所述储水装置的进水口连通，以形成一水路回路。

在其中一实施例中，所述热能回收系统还包括与用水管路连通的保温水箱，所述保温水箱通过管路与所述储水装置连接。

在其中一实施例中，所述保温水箱与所述储水装置之间的管路上设有第一水泵。

在其中一实施例中，所述储水装置还设有水位监测装置，用于监测储水装置的水位。

在其中一实施例中，所述换热水路的所述出水端与所述储水装置的进水口之间的管路上设有第二水泵，所述第二水泵与所述水位监测装置连接，以在所述储水装置的水位达到预设水位，控制所述第二水泵开启。

在其中一实施例中，所述热能回收系统还包括储油装置及控制阀，所述储油装置包括进油口与所述换热器的所述出油端连通，所述储油装置的出油口分别与所述空气压缩机本体的进油口和所述换热器的进油口连接，所述控制阀分别设置于所述储油装置的出油口与所述空气压缩机本体的进油口的连接处，以及所述储油装置的出油口与所述换热器的进油口的连接处。

在其中一实施例中，所述热能回收系统还包括油温监测装置，所述油温监测装置设置于所述储油装置，并与所述控制阀连接，以根据所述油温检测数据控制所述控制阀的开启与关闭。

一种制氧系统，包括空压机构、冷冻干燥机、空气罐、氧氮分离装置、氧气缓冲罐及如上述的热能回收系统，所述空压机构包括空气压缩机本体及与所述空气压缩机本体连接的油气分离装置，所述油气分离装置、冷冻干燥机、空气罐、氧氮分离装置、氧气缓冲罐依次连通。

一种制氮系统，包括空压机构、冷冻干燥机、空气罐、氧氮分离装置、氮气缓冲罐及如上述的热能回收系统，所述空压机构包括空气压缩机本体及与所述空气压缩机本体连接的油气分离装置，所述油气分离装置、冷冻干燥机、空气罐、氧氮分离装置、氮气缓冲罐依次连通。

上述热能回收系统及制氧、制氮系统，空气压缩机本体压缩除去大气中的灰尘或杂质滤除后，与喷入的冷却润滑油混合进行压缩，经压缩后的油气混合物从空气压缩机本体的压缩腔排入油气分离装置，从而分离出高温、高压的润滑油和高温、高压的气体。其中，高温、高压的气体经过冷却后进行制氧的过程，而高温、高压的润滑油经过冷却后送入换热器的换热油路，与换热水路中的水进行热交换，从而获得加热后的用水，并引至生活管网。热交换后的润滑油通过换热油路的出油端再次引入空气压缩机本体，进行下一个压缩过程。如此，实现了空气压缩机本体做功的进一步充分利用，避免了能源的浪费，且经过热交换的润滑油温度符合设备的要求，避免了因高温而导致设备的损坏，降低了维护及维修成本，保证了系统的正常运行。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式中的制氧系统的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本实用新型一实施方式中的热能回收系统，与空压机构22连接，用于将空压机构22压缩过程后高温的润滑油所携带的热量进行回收，用于加热生活用水，从而实现能量的回收的利用。

该空压机构22包括空气压缩机本体及与空气压缩机本体连接的油气分离装置，该热能回收系统包括换热器12及储水装置14，该换热器12包括换热油路及换热水路，换热油路包括进油端1222及出油端1224，该进油端1222与油气分离装置的出油口连通，该出油端1224与所述空气压缩机本体的进油口连通，以形成一油路回路。该换热水路包括进水端1242及出水端1244，进水端1242与储水装置14的出水口连通，出水端1244与储水装置14的进水口连通，以形成一水路回路。

空气压缩机本体压缩除去大气中的灰尘或杂质滤除后，与喷入的冷却润滑油混合进行压缩，经压缩后的油气混合物从空气压缩机本体的压缩腔排入油气分离装置，从而分离出高温、高压的润滑油和高温、高压的气体。其中，高温、高压的气体经过冷却后进行制氧的过程，而高温、高压的润滑油经过冷却后送入换热器12的换热油路，与换热水路中的水进行热交换，从而获得加热后的用水，并引至生活管网。热交换后的润滑油通过换热油路的出油端1224再次引入空气压缩机本体，进行下一个压缩过程。

如此，实现了空气压缩机本体做功的进一步充分利用，避免了能源的浪费，且经过热交换的润滑油温度符合设备的要求，避免了因高温而导致设备的损坏，降低了维护及维修成本，保证了系统的正常运行。

需要说明的是，本实施例中，空气压缩机本体、油气分离装置及冷却器均集成为一体，即螺杆式空气压缩机。

优选地，该热能回收系统还包括与用水管路连通的保温水箱16，该保温水箱16通过管路与储水装置14连接。具体地，该保温水箱16与储水装置14之间的管路上设有第一水泵15，通过第一水泵15将储水装置14内经过加热的用水输送至该保温水箱16，用水管路通过保温水箱16获取热水使用便利。此外，通过设置保温水箱16，可使储水装置14内的水量得到控制从而便于调节。

优选地，该储水装置14还设有水位监测装置(图未示)，用于监测储水装置14的水位。其中，该换热水路的出水端1244与储水装置14的进水口之间的管路上设有第二水泵13，该第二水泵13与水位监测装置连接，以在储水装置14的水位达到预设水位，控制第二水泵13开启。具体地，当水位到达一定的程度，该水位监测装置控制第二水泵13开启，从而加速换热器12内的水的流动性，避免储水装置14内的水位过高，从而保证整个系统的稳定运行。

优选地，该储水装置14内设置有水温监测装置，用于监测储水装置14内的水温。该水温监测装置与该第二水泵13连接。当储水装置14内的水温较低时，可控制第二水泵13开启，加速热交换的速率，从而尽快提高水温，保证满足用水管网的需求。

优选地，该热能回收系统还包括储油装置11及控制阀，该储油装置11包括进油口与该换热器12的出油端1224连通，该储油装置11的出油口分别与空气压缩机本体的进油口和换热器12的进油口连接，控制阀分别设置于储油装置11的出油口与空气压缩机本体的进油口的连接处，以及储油装置11的出油口与换热器12的进油口的连接处。如此，可将换热器12换热后的润滑油储存，以便于控制输送至空气压缩机本体的流量。

应当理解的是，为使输送至空气压缩机本体的润滑油具有一定的压力，且保证一定的流速，可通过设置输送泵将润滑油进行输送。

优选地，该热能回收系统还包括油温监测装置，该油温监测装置设置于储油装置11，并与控制阀连接，以根据油温检测数据控制所述控制阀的开启与关闭。具体地，当换热后的润滑油的油温无法满足进入空气压缩机的油温的要求，则油温监测装置控制设置于储油装置11的出油口与空气压缩机本体的进油口的连接处控制阀关闭，开启设置于储油装置11的出油口与换热器12的进油口的连接处的控制阀。从而使润滑油再一次进行热交换，直到油温监测装置监测到的油温复合条件。

基于上述的热能回收系统，如图1所示，本实用新型还提供一种制氧系统100，该制氧系统100包括空压机构22、冷冻干燥机24、空气罐26、氧氮分离装置28、氧气缓冲罐29及上述的热能回收系统，所述空压机构22包括空气压缩机本体及与所述空气压缩机本体连接的油气分离装置，所述油气分离装置、冷冻干燥机24、空气罐26、氧氮分离装置28、氧气缓冲罐29依次连通。

本实用新型还提供一种制氮系统，该制氮系统与制氧系统结构相类似，不同之处，将在下面具体说明，为便于描述，相同之处的标号将沿用。如图1所示，该制氮系统包括空压机构22、冷冻干燥机24、空气罐26、氧氮分离装置28、氮气缓冲罐及上述的热能回收系统，该空压机构22包括空气压缩机本体及与空气压缩机本体连接的油气分离装置，油气分离装置、冷冻干燥机24、空气罐26、氧氮分离装置28、氮气缓冲罐依次连通。

其中，该制氮系统与制氧系统100区别在于，该制氧系统100中，氧氮分离装置28为制氧机，而在该制氮系统中，该氧氮分离装置28为制氮机。对应的，制氧系统100中，气体缓冲罐为氧气缓冲罐29，在制氮系统中，气体缓冲罐为氮气缓冲罐。

上述的热能回收系统、制氧系统100及制氮系统，实现了空气压缩机本体做功的进一步充分利用，避免了能源的浪费，且经过热交换的润滑油温度符合设备的要求，避免了因高温而导致设备的损坏，降低了维护及维修成本，保证了系统的正常运行。此外，还保证了进入空气压缩机的润滑油油温的温度，避免了高温对设备的损害，保证了系统的正常运行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。