[發明專利]一種風冷式空壓機熱風循環系統和控制方法

有效

• 申請號: 202110759271.5
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113464401B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 李旭華;劉鵬;孫峰
• 申請（專利權）人: 中國電建集團河北省電力勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: F04B37/12
• 分類號: F04B37/12;F04B39/06;F04B51/00;F04B49/06
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

本發明公開一種風冷式空壓機熱風循環系統和控制方法，屬于余熱回收領域，包括上位機、單片機模塊、功率變換器、數字采集器DS1820、空壓機機組、以及固定連接在熱風循環系統的空壓機機組排氣端的通風管道一端，通風管道另一端接入室外大氣，所述通風管道設有插孔、插孔配合的插板，以及設置在插板兩端的導軌，還包括滾珠絲杠副,所述滾珠絲杠副包括固定連接在插板一端用于沿導軌移動插板的螺母總成、與螺母總成配合的絲杠以及固定連接在通風管道用于支撐絲杠一端的軸承座和另一端的電機座,所述電機座固定連接用于傳動絲杠的步進電機,插板在插孔直線自由往復運動能阻斷、調節或連通通風管道內的氣流。

技術領域

本發明涉及空壓機余熱回收領域，尤其是一種風冷式空壓機余熱回收利用系統和控制方法。

背景技術

空壓機是一種常見的動力設備，是將機械能轉化成氣體壓力能的裝置，簡單來講是壓縮空氣的氣壓發生裝置，空壓機的作用主要是供氣，提供生產所需的氣體。

空壓機在我國應用廣泛，尤其空冷式空壓機市場份額尤為突出，比如生物化工項目、垃圾電站項目和燃機項目中等采用風冷式空壓機，其中，在現有大中項目中，空冷式空壓機的余熱采樣熱交換式集中處理分配，需要整套的通風空調系統，造價昂貴，其中，現有中小項目空冷式空壓機直接從室內吸風，利用機械能吸來的風隨著空氣的流動性帶著熱量一起排出室外，使空壓機工作環境保持在適合的工作范圍內，如廠區位于嚴寒地區，冬季需要設置采暖設施時，需要在空壓機廠房建造供暖設施，例如通風空調、暖氣片等，還有現有的空冷式空壓機余熱回收系統控制系統自動化程度不高，控制過程不完善，因此，沒有利用現有的熱能，造成了人力資源、資金成本和資源的浪費。

發明內容

本發明需要解決的技術問題是提供一種風冷式空壓機熱風循環系統和控制方法，空壓機車間可以不用另行建造通風空調系統，也可以精確地自動調節空壓機車間溫度。

為解決上述技術問題，本發明所采用的控制系統是：包括空壓機機組、以及固定連接在熱風循環系統的空壓機機組排氣端的通風管道，通風管道另一端接入室外大氣，所述通風管道設有插孔、插孔通過導軌配合設置有在滾珠絲杠副驅動下移動的插板，插孔上游室內段的通風管道設有出氣口，出氣口上設有蓋板門，所述蓋板門一端與通風管道通過鉸鏈連接，通風管道外壁與蓋板門之間設有與通風管道固定連接的驅動蓋板門活動的舵機；

所述風冷式空壓機熱風循環系統，還包括上位機、單片機模塊、功率變換器以及數字采集器DS1820，所述上位機和單片機模塊交互，單片機模塊輸出脈沖串通過功率變換器控制步進電機，單片機模塊輸出PWM控制舵機，單片機模塊收集分析數字采集器DS1820采集的數據；

所述風冷式空壓機熱風循環系統控制方法，包括：

S1：系統開機時同時舵機關閉蓋板門和插板打開；

S2：通過上位機調整單片機模塊程序中的初始值S(a)；

S3：DS1820采集的信號C(a)傳送給單片機模塊周期性捕捉；

S4：單片機模塊計算出偏差值P(a)＝C(a)-S(a)；

S5：單片機模塊(100)判斷偏差值P(a)與滯后值ξ以及滯回值μ的關系，正向變化的偏差值P(a)大于等于ξ時進入步驟S7，負向變化的偏差值P(a)小于等于μ時進入步驟S6；

S6：單片機模塊(100)運行PID控制算法，通過控制算法輸出PWM控制舵機開啟蓋板門，單片機模塊輸出脈沖串通過功率變換器控制步進電機角位移來移動插板位置調整通風管道內氣體向室外排出氣體量；其中PID控制算法依據公式U(a)＝Kp[P(a)-P(a-1)]+KiP(a)+Kd[P(a)-2P(a-1)+P(a-2)]進行計算，其中U(a) 表示控制量，Kp表示比例系數，Ki表示積分系數，Kd表示微分系數，μ表示滯回值，a為變量；輸出完成后捕捉周期完成，進入步驟S8；