一種空壓機的餘熱綜合利用系統及其使用方法與流程

2023-12-09 12:42:01 2

本發明涉及能源回收利用技術領域，具體涉及一種空壓機的餘熱綜合利用系統及其使用方法。

背景技術：
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空壓機作為制氧機組的供風設備，被廣泛應用於礦山開採。由於空壓機工作過程中約有80％的電能轉化為熱能，而這些熱能通過熱水循環泵、冷卻塔等排放到大氣中，在提倡建設節約型社會的大趨勢下，這種浪費無疑與我們的價值觀念相悖。為了充分利用空壓機所產生的餘熱，提出了一種空壓機的餘熱綜合利用系統及其使用方法，以解決上述問題。

技術實現要素：
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本發明的目的是提供一種空壓機的餘熱綜合利用系統及其使用方法，從而實現空壓機工作時熱量的綜合利用，降低企業成本。

為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：

本發明提供的一種空壓機的餘熱綜合利用系統，包括：空壓機，所述空壓機的進、出油管分別與熱交換系統相連，空壓機的冷空氣入口通入空氣，且其高溫氣出口與風水熱交換器相連，所述熱交換系統外接有水處理系統；

所述風水熱交換器包括盒體，所述盒體內設置有氣管，氣管的進氣口與空壓機的高溫氣出口相連，氣管的出氣口與大氣連通，在所述盒體內填充有液態水，所述盒體靠近所述氣管的進氣口處設置有第一水泵，其斜對角處設置有第一保溫箱；

所述熱交換系統包括油水熱交換器，所述油水熱交換器的進水口設置有第二水泵，其出水口外接第二保溫箱，油水熱交換器的的進、出油口分別與所述空壓機的出、進油管相連；

所述水處理系統包括水源熱泵機組，所述水源熱泵機組的第一進水口與第二保溫箱相連，其第一出水口向用戶提供用水，水源熱泵機組的第二進水口和第二出水口之間通過管道連通，在管道上依次設置有水處理器、熱水循環泵及循環水箱，且所述循環水箱外接熱水供水泵及恆溫水箱。

所述空壓機包括電動機，所述電動機通過聯軸器與主機相連，所述主機上設置有冷空氣入口和進油管，所述冷空氣入口處依次設置有放空閥、進氣過濾閥及進氣控制閥，所述主機通過進油管和油氣分離器相連，在所述主機和油氣分離器之間設置有第二溫控閥，所述油氣分離器上設置有高溫氣出口、出油管和安全閥，在所述高溫氣出口處設置有最低壓力閥，所述進油管和所述油水熱交換器之間設置有冷卻器。

所述盒體和第一保溫箱之間還設置有第一溫控閥和水過濾器。

所述氣管在盒體內彎折設置，用以增大氣管與水的熱交換面積。

所述熱水循環泵和熱水供水泵均設置為兩個，且其均為並聯設置。

在所述水源熱泵機組和第二保溫箱之間還設置有第三保溫箱，所述第一出水口可以設置在所述第三保溫箱上。

所述冷卻器和所述油水熱交換器之間還設置有第三溫控閥，所述油水熱交換器和第二保溫箱之間還設置有第四溫控閥。

上述一種空壓機的餘熱綜合利用系統的使用方法，具體步驟如下：

步驟一：通過空壓機的冷空氣入口向空壓機中通入冷空氣；

步驟二：啟動空壓機的主機運轉，進行空氣壓縮，同時，向空壓機中噴入潤滑油，使得壓縮空氣和潤滑油進行混合；

步驟三：通過空壓機的油氣分離器對步驟二中得到的混合氣體進行分離；

步驟四：分離後的空氣通過空壓機的高溫氣出口給入風水熱交換器的氣管中，同時，在第一水泵的作用下向盒體內供入水，水與氣管中高溫氣體進行熱交換，冷卻後的氣體排入大氣中，加熱後的水蓄存在第一保溫箱中供人們使用；

步驟五：分離後的高溫潤滑油通過空壓機的出油管給入油水熱交換器中，在第二水泵的作用下向油水熱交換器中供入水，高溫潤滑油和水進行熱交換，冷卻後的潤滑油返回至空壓機中，加熱後的水進入第二保溫箱中；

步驟六：通過水源熱泵機組將第二保溫箱中的熱水送入到循環水箱中，循環水箱將一部分水通過第二進水口返回至所述水源熱泵機組，然後通過第一出水口向用戶提供用水，另一部分水則通過所述恆溫水箱給用戶提供直飲水。

所述第一、第二、第三保溫箱的溫度可根據用戶使用需求進行設定。

本發明一種空壓機的餘熱綜合利用系統及其使用方法的有益效果：對空壓機工作過程產生的熱量進行綜合利用，解決了現有技術中空壓機工作中熱量不能綜合利用的問題，利用的熱量可使企業獲得生產生活所需的熱水，從而實現節能，降低了能源消耗，有利於環境保護，且生活用水得到長期穩定的供熱，也降低了企業的開銷成本；進一步地，有效的降低了空壓機工作中的熱量，延長了空壓機的使用壽命，減少機組故障，減輕了工人的勞動強度，結構新穎，實用性強。

附圖說明：

圖1為本發明一種空壓機的餘熱綜合利用系統的示意圖；

1-空壓機，2-風水熱交換器，3-盒體，4-氣管，5-第一水泵，6-第一保溫箱，7-第一溫控閥，8-水過濾器，9-電動機，10-聯軸器，11-主機，12-放空閥，13-進氣過濾閥，14-進氣控制閥，15-油氣分離器，16-安全閥，17-最低壓力閥，18-冷卻器，19-油水熱交換器，20-第二水泵，21-第二保溫箱，22-油過濾器，23-水源熱泵機組，24-第一進水口，25-第一出水口，26-第二進水口，27-第二出水口，28-水處理器，29-熱水循環泵，30-循環水箱，31-熱水供水泵，32-恆溫水箱，33-第三保溫箱，34-第二溫控閥，35-第三溫控閥，36-第四溫控閥。

具體實施方式：

下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。

根據圖1所示，一種空壓機的餘熱綜合利用系統，包括：空壓機1，所述空壓機1的進、出油管分別與熱交換系統相連，空壓機1的冷空氣入口通入空氣，且其高溫氣出口與風水熱交換器2相連，所述熱交換系統外接有水處理系統，冷空氣和潤滑油在所述空壓機1中混合後分離，分離後的加熱氣體供入風水熱交換器2進行熱交換，分離後的加熱潤滑油供入熱交換系統中進行熱交換，熱交換系統中通過熱交換加熱的水在水處理系統進行處理淨化，可直接供人們飲用，充分利用了空壓機工作過程產生的熱量，同時也進一步降低了空壓機的工作溫度，延長空壓機中各部分組件的使用壽命。

所述風水熱交換器2包括盒體3，所述盒體3內設置有氣管4，所述氣管4在盒體3內彎折設置，用以增大氣管4與水的熱交換面積，提高熱交換效率，保證熱量的充分交換，氣管4的進氣口與空壓機1的高溫氣出口相連，氣管4的出氣口與大氣連通，在所述盒體3內填充有液態水，所述盒體3靠近所述氣管4的進氣口處設置有第一水泵5，其斜對角處設置有第一保溫箱6，且在所述盒體3和第一保溫箱6之間還設置有第一溫控閥7和水過濾器8。

所述空壓機1包括電動機9，所述電動機9通過聯軸器10與主機11相連，所述主機11上設置有冷空氣入口和進油管，所述冷空氣入口處依次設置有放空閥12、進氣過濾閥13及進氣控制閥14，所述主機11通過進油管和油氣分離器15相連，在所述主機11和油氣分離器15之間設置有第二溫控閥34，所述油氣分離器15上設置有高溫氣出口、出油管和安全閥16，在所述高溫氣出口處設置有最低壓力閥17，所述進油管和所述油水熱交換器19之間設置有冷卻器18，冷空氣由冷空氣入口給入，並通過電動機9帶動主機11轉動，在主機11的壓縮腔腔室中進行空氣壓縮，通過噴油對壓縮腔進行高溫冷卻和潤滑，然後，壓縮腔內壓縮空氣和潤滑油的混合氣體經過第二溫控閥34，輸送到油氣分離器15中，且在此過程中，可通過改變第二溫控閥34的閥門開啟度調節流量，使經過第二溫控閥34的混合氣體溫度不致太低，然後經過油氣分離器15中的兩道、精分離，將混合氣體中的潤滑油分離出來，同時得到相對較潔淨的壓縮空氣，壓縮空氣經最低壓力閥17進入到風水熱交換器2中，通過第一水泵5向風水熱交換器2供入冷水，經過熱交換後，得到加熱的水，熱水經過第一溫控閥7和水過濾器8後，供入第一保溫箱6蓄存，冷卻後的壓縮空氣則被排放至大氣中。

所述熱交換系統包括油水熱交換器19，所述油水熱交換器19的進水口設置有第二水泵20，在第二水泵20和油水熱交換器19之間設置有水過濾器8，對第二水泵20泵出的水進行淨化處理，避免水質中帶有顆粒物，對油水熱交換器19產生磨損，同時，也拓寬了第二水泵20的用水範圍，油水熱交換器19的出水口外接第二保溫箱21，且在所述油水熱交換器19和第二保溫箱21之間還設置有第四溫控閥36，油水熱交換器19的的進、出油口分別與所述空壓機1的出、進油管相連，所述冷卻器18和所述油水熱交換器19之間還設置有第三溫控閥35，所述冷卻器18和所述主機11之間還設置有油過濾器22，從油氣分離器15中分離出來的加熱後的潤滑油，通過管道供入油水熱交換器19中，同時通過第二水泵20向油水熱交換器19中泵入冷水，經過熱交換，得到加熱的水，熱水經過第四溫控閥36後，供入第二保溫箱21蓄存，經過冷卻後的潤滑油經過第三溫控閥35、冷卻器18及油過濾器22，最終流回到主機11，且在此過程中，可通過改變第三溫控閥35的閥門開啟度調節流量，使潤滑油的冷卻更加充分。

所述水處理系統包括水源熱泵機組23，所述水源熱泵機組23的第一進水口24與第二保溫箱21相連，其第一出水口25向用戶提供用水，水源熱泵機組23的第二進水口26和第二出水口27之間通過管道連通，在管道上依次設置有水處理器28、熱水循環泵29及循環水箱30，且所述循環水箱30外接熱水供水泵31及恆溫水箱32，所述熱水循環泵29和熱水供水泵31均設置為兩個，且其均為並聯設置，所述水源熱泵機組23將第二保溫箱21中蓄存的熱水送入到水處理器28中進行淨化處理，在熱水循環泵29的作用下，供入循環水箱30，一部分水經過循環水箱30返回至水源熱泵機組23中，另一部分水在熱水循環泵29作用下，供入恆溫水箱32中，以供人們飲用。

進一步地，還可以在所述水源熱泵機組23和第二保溫箱21之間還設置有第三保溫箱33，所述第一出水口25可以設置在所述第三保溫箱33上，所述第三保溫箱33可以直接向用戶提供加熱的生活用水，且所述水處理系統可以對第三保溫箱33中蓄存的水進行循環處理，進一步淨化水的成分，保證飲用水的安全。

上述一種空壓機的餘熱綜合利用系統的使用方法，具體步驟如下：

步驟一：通過空壓機的冷空氣入口向空壓機1中通入冷空氣，；

步驟二：啟動空壓機的主機11運轉，進行空氣壓縮，同時，向空壓機1中噴入潤滑油，使得壓縮空氣和潤滑油進行混合；

步驟三：通過空壓機的油氣分離器15對步驟二中得到的混合氣體進行分離；

步驟四：分離後的空氣通過空壓機的高溫氣出口給入風水熱交換器2的氣管4中，同時，在第一水泵5的作用下向盒體3內供入水，水與氣管4中高溫氣體進行熱交換，冷卻後的氣體排入大氣中，加熱後的水蓄存在第一保溫箱6中供人們使用；

步驟五：分離後的高溫潤滑油通過空壓機的出油管給入油水熱交換器19中，在第二水泵20的作用下向油水熱交換器19中供入水，高溫潤滑油和水進行熱交換，冷卻後的潤滑油返回至空壓機1中，加熱後的水進入第二保溫箱21中；

步驟六：通過水源熱泵機組23將第二保溫箱21中的熱水送入到循環水箱30中，循環水箱30將一部分水通過第二進水口26返回至所述水源熱泵機組23，然後通過第一出水口25向用戶提供用水，另一部分水則通過所述恆溫水箱32給用戶提供直飲水。

所述第一、第二、第三保溫箱的溫度可根據用戶使用需求進行設定。

最後應該說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本權利要求範圍當中。