[實用新型]壓縮空氣系統節能裝置

有效

• 申請號: 201720134497.5
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN206320952U
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 張光玉;姚穎;余建良;黃國鋒;方韜;周冰峰;潘梁峰
• 申請（專利權）人: 杭州聯投能源科技有限公司
• 主分類號: F25B1/10
• 分類號: F25B1/10;F25B25/02;F25B41/04;F25B41/06;F25B43/00
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙)33209
• 代理人: 張狄峰

技術領域

本實用新型屬于壓縮空氣系統技術領域，尤其是涉及一種壓縮空氣系統節能裝置。

背景技術

壓縮空氣廣泛應用于生產過程。為獲得壓縮空氣，需要動力驅動壓縮機運轉，消耗一定量的能源。而根據熱力學原理，壓縮機進口空氣溫度越高，單位質量的空氣消耗的壓縮功就越多，能耗就越高。此外，同樣根據熱力學原理和工程實踐，空氣被壓縮后，溫度顯著升高，壓縮比較高時，溫度會升高到影響壓縮機安全運行的程度。為降低壓縮機能耗，同時也為保護壓縮機，工程上在獲得壓縮空氣時，常采用多級壓縮、中間冷卻的方法，使壓縮過程接近等溫壓縮，壓縮機每一級進氣溫度都被冷卻到接近常溫，從而降低壓縮功耗，節約能源。此外，由于空氣中含有水蒸氣，壓縮過程中空氣中的水蒸氣也連同空氣一同被壓縮，然后在冷卻過程中大部分水蒸氣冷凝成液體排出，但是在空氣壓縮過程中，水蒸氣也一同被壓縮，白白消耗了壓縮功。因此，在壓縮空氣系統中，對壓縮機進氣進行冷卻、降溫，同時卻除其中所含的部分水蒸氣，可以從兩個方面降低壓縮機功耗，節約能源。由于冷卻塔等自然冷源不能提供溫度足夠低的冷卻水，因此壓縮空氣系統中常規的冷卻措施效果有限，為進一步提高冷卻效果，降低壓縮空氣系統能耗，有必要采用溫度更低的冷源對空氣進行冷卻。但為獲得低于自然冷源的低溫也需要消耗能源，這就成為矛盾。

為了解決現有技術存在的問題，人們進行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。例如，中國專利文獻公開了一種螺桿式空氣壓縮機熱能回收利用節能系統[申請號：201320087924.0]，包括：螺桿式空氣壓縮機和熱交換器；進口和螺桿式空氣壓縮機連通，第一出口和熱交換器連通的第一溫控閥，第一溫控閥的第二出口和螺桿式空氣壓縮機連通；與熱交換器連通的風冷卻器，風冷卻器的出口與螺桿式空氣壓縮機連通；供水裝置，通過電磁閥與熱交換器的進水口相連通，當螺桿式空氣壓縮機工作時，電磁閥開啟；保溫水箱，與熱交換器的出水口連通等。

上述的方案在一定程度上改進了現有技術的部分問題，但是，該方案還至少存在以下缺陷：只采用風冷卻器進行冷卻，冷卻效果差、壓縮功耗大等問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種設計合理，降低壓縮空氣生產能耗的壓縮空氣系統節能裝置。

為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案：本實用新型的壓縮空氣系統節能裝置，包括與壓縮機組連接的換熱機組，換熱機組分別與流有高溫冷卻流體的高溫冷卻流體通道組件和流有低溫冷卻流體的低溫冷卻流體通道組件連接，低溫冷卻流體通道組件、高溫冷卻流體通道組件分別與多級制冷結構雙向連接，壓縮機組的進氣端設有空氣預處理結構，空氣預處理結構與多級制冷結構雙向連接。高溫冷卻流體通道組件、低溫冷卻流體通道組件和空氣預處理結構分別與多級制冷結構連接，提高了對壓縮空氣的溫度和濕度控制，降低了壓縮空氣過程中所消耗的能耗。

在上述的壓縮空氣系統節能裝置中，多級制冷結構包括與高溫冷卻流體通道組件雙向連接的發生器，發生器與吸收器雙向連接，發生器單向連接于冷凝器，冷凝器單向連接于蒸發器，蒸發器雙向連接于空氣預處理結構，蒸發器雙向連接于低溫冷卻流體通道組件，蒸發器單向連接于吸收器。由發生器、吸收器、冷凝器和蒸發器組成的多級制冷結構提高了高溫冷卻流體、低溫冷卻流體和進入壓縮機組之前的空氣的冷卻處理效果。

在上述的壓縮空氣系統節能裝置中，發生器和吸收器之間連有分別與發生器、吸收器雙向連接的溶液熱交換器，溶液熱交換器和吸收器之間設有至少一個溶液泵。溶液熱交換器的設置進一步提高了對高溫冷卻流體熱量的吸收。

在上述的壓縮空氣系統節能裝置中，冷凝器和蒸發器之間串接有至少一個調節閥和至少一個膨脹閥。通過調節閥的節流作用和膨脹閥的降壓作用方便了多級制冷結構中的工質的流量、流速的調節操作。

在上述的壓縮空氣系統節能裝置中，空氣預處理結構包括依次相連的過濾網、表冷器和擋水板，表冷器與多級制冷結構雙向連接，表冷器與多級制冷結構之間設有至少一個第一循環水泵；高溫冷卻流體通道組件與多級制冷結構之間設有至少一個第二循環水泵；壓縮機組包括若干個順序排列的空氣壓縮機，換熱機組包括設于每空氣壓縮機的出氣端的換熱器，空氣壓縮機與換熱器一一對應設置，換熱機組的兩端和換熱器之間分別通過法蘭串接，相連接的兩個所述的法蘭之間夾設有連接面墊片。過濾網、表冷器和擋水板的設置提高了未壓縮空氣的質量，為壓縮機組進一步降低了功耗提供了保障，連接面墊片的設置以防止不同管程的冷卻流體混合。