使气体冷却干燥的方法和装置制造方法及图纸

一种使气体冷却干燥的方法，其中，冷却干燥器的特征在于各曲线，所述曲线示出了随最低气体温度(LATset)而变的相对于负载(C)的蒸发器温度(Tevaporator)或蒸发器压力(pevaporator)的设定值，其中，该方法包括以下步骤：‑确定随将气体冷却到LATset所需的负载(C)而变的曲线和Tset或pset；‑控制冷却剂从压缩机(6)到膨胀设备(8)下游和压缩机(6)上游的注入点(P)的供应，以便使蒸发器温度(Tevaporator)或蒸发器压力(Pevaporator)等于Tset或pset。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于使气体冷却干燥的方法和装置。更具体地，本专利技术旨在用于使气体冷却干燥，其中，气体中的水蒸汽通过将气体引导通过换热器的次级部分来冷凝，换热器的初级部分形成闭合冷却回路的蒸发器，冷却剂可借助压缩机在该闭合冷却回路中循环，压缩机安装在蒸发器之后的冷却回路中，且压缩机后面有冷凝器和膨胀设备，冷却剂可通过所述冷凝器和碰撞装置循环。
技术介绍
众所周知，冷却干燥基于以下原理：通过降低气体温度，气体中的水分冷凝，然后凝结水在液体分离器中分离，然后气体再次被加热，使得此气体不再饱和。公知的是在大多数情况下，由例如压缩机供应的压缩空气处于水蒸汽饱和状态，换言之，其具有100％的相对湿度。这意味着万一温度下降到“露点”以下就发生凝结。由于冷凝水的腐蚀发生在将压缩空气从压缩机抽出的工具和管道中，设备可能出现过早磨损。因此有必要使此压缩空气干燥，这可通过冷却干燥以上述方式进行。除压缩空气以外的空气或其它气体也可用此法干燥。当使压缩空气干燥时，换热器中的空气不能过度冷却，否则凝结水可能冻结。通常，干燥的压缩空气具有这样的温度，其等于零上二到三度或比环境温度低20℃。为此，蒸发器中的冷却剂温度保持在15℃与-5℃之间。为了防止凝结水冻结，如公知的那样，根据所测得的最低气体温度LAT来控制压缩机速度。LAT是被引导通过上述换热器的次级部分的待干燥气体的最低发生温度。如果例如由于气体流量减小而使LAT降低且凝结水有冻结的危险，则压缩机速度被降低，以使LAT再次增加。如果例如由于气体流量增加而使LAT增加，则压缩机速度被提高，使得蒸发器温度下降并且LAT也将下降。基于LAT的控制的缺点在于：蒸发器温度可能变得太低，使得冻结可能发生在蒸发器中。基于蒸发器压力(换言之，蒸发器中的压力)来控制也是公知的。在这种情况下，压缩机速度被控制为使得蒸发器压力保持在一定的限度之间。上述控制的缺点是，万一冷却回路负载低下，或者例如在供气流量低下时，凝结水可能冻结。通过控制压缩机的速度来控制的另一个缺点是，总是必须使用其速度可调的压缩机。此外，这种压缩机的速度必须始终保持在某些限度内，使得在某些情况下不能防止冷凝水的冻结。为了确保例如在冷却干燥器的可变负载的情况下换热器中的空气不会冷却过度，另一种已知的方法由以下所述组成：通过为该装置提供至少一个跨过该压缩机的旁通管来保持冷却剂温度受控。上述旁通管中的机械控制阀使一定量的冷却剂必要时能以热气体的形式从冷却回路中分出，然后被驱动通过跨过压缩机的上述旁通管。这样，该装置的冷却能力可能被降低并且可能防止凝结水在换热器中冻结或冷却剂的温度下降得太大。机械控制阀由此由控制单元控制，该控制单元以公知的方式连接到一个或多个传感器，凭借这些传感器来确定LAT。当上述传感器记录到可能发生凝结水的冻结的最低气体温度(LAT)时，控制单元将信号发送到机械控制阀，以便开启机械控制阀。这样，一定量的冷却剂经由上述旁通管被引导跨过压缩机，使冷却回路的冷却能力降低。如果最低气体温度(LAT)高于零上二到三度，则机械控制阀关闭，使冷却回路的全部容量用来充分冷却待干燥的气体。但是，这种公知的安装法也存在缺点，即机械控制阀只可设置为全开或全闭的状态。因此，冷却剂的供应以及因此冷却能力的降低无法被调节适应当时的具体情况或该时刻的负载。此法的缺点在于，有可能的是，冷却剂温度增加过多，使冷却能力降低过多，并使机械控制阀重复地开启和关闭。此外，由于使用机械控制阀，冷却剂的温度出现大幅波动，致使露点或最低气体温度出现波动。在用于冷却干燥的公知方法中，上述膨胀设备基于蒸发器压力和蒸发器温度的测量值来控制。如公知的那样，膨胀设备的功能由以下所述组成：膨胀刚刚够用的冷却剂，使得冷却剂总是以期望的过热度进入冷却压缩机。由于这种过热，存在的液体冷却剂可在被引导到冷却压缩机之前被蒸发，以便为冷却压缩机提供最佳保护，以抵抗液体冷却剂。冷却剂的过热可基于蒸发器压力和蒸发器温度的测量值来确定，并且能够确定膨胀阀是否必须或多或少地开启，以便能控制冷却剂的过热。为了对过热进行精确的计算，两个测量必须在完全相同的位置进行。这样，冷却回路中的压力损失和/或冷却回路的弯道对压力测量值没有影响。蒸发器温度以公知的方式在冷却回路的外部测量。因此，这种公知的安装方式存在以下缺点：测量非常缓慢，跟不上蒸发器温度的可能变化。这具有以下缺点：对过热的计算也缓慢且不准确，因为无法立即检测到过热的变化。因此，膨胀阀的控制不良且不够快，难以控制冷却剂的过热。
技术实现思路
本专利技术的目的是为上述缺点和其他缺点中的至少一个提供解决方案。本专利技术的目的在于一种使气体冷却干燥的方法，其中，气体中的水蒸汽通过将该气体引导通过换热器的次级部分来冷凝，换热器的初级部分形成闭合冷却回路的蒸发器，冷却剂可借助压缩机在该闭合冷却回路中循环，压缩机设置在蒸发器下游的冷却回路中，且压缩机后面有冷凝器和膨胀设备，冷却剂可循环通过所述冷凝器和膨胀设备，其中，冷却干燥器的特征在于一系列曲线，所述曲线示出了随期望的最低气体温度(LATset)而变的针对冷却回路的某一负载的蒸发器温度或蒸发器压力的设定值，其中，该方法包括以下步骤：-确定蒸发器温度和/或蒸发器压力；-确定冷却回路的负载；-确定随某一负载而变的相应曲线，并针对该曲线确定能将待干燥的气体冷却到期望的最低气体温度(LATset)所需的蒸发器温度的设定值或蒸发器压力的设定值；-对冷却剂从所述压缩机的出口到在所述膨胀设备下游和所述压缩机上游的冷却回路中的注入点的供应进行控制，以使所述蒸发器温度或蒸发器压力等于或实际上等于所述蒸发器温度的设定值或蒸发器压力的设定值。在本专利技术的方法中，确定蒸发器温度或蒸发器压力的设定值，该设定值是将所供气体冷却到期望的最低气体温度(LATset)所需的。当负载因所供气体中的参数(如流量、湿度、压力或温度)的变化而变化时，将气体冷却到期望的最低气体温度(LATset)所需的蒸发器温度或蒸发器压力的设定值也改变。通过将电子热气旁通阀开启或关闭得更多，蒸发器温度或蒸发器压力可分别增大或减小，以确保达到蒸发器温度或蒸发器压力的设定值。以上所述还意味着，没有任何能量被不必要地消耗，因为蒸发器温度或蒸发器压力保持时间不长于绝对必要值。显然，对于期望的最低气体温度(LATset)来说，当冷却回路更少地加载或待干燥气体的流量减小时，蒸发器温度或蒸发器压力的设定值增加。这样，根据本专利技术的方法利用最少的能量将一定的气流冷却到期望的最低气体温度(LATset)。另一个优点是，使用电子热气旁通阀将冷却剂供到注入点可在最小值与最大值之间无级调节，最小值对应于无冷却剂供应，最大值对应于所有或几乎所有从压缩机出口引导到注入点的冷却剂。这具有以下优点：蒸发器温度或蒸发器压力可在大范围内调节，使得不管冷却回路的负载如何，待干燥的气体总是被冷却到期望的最低气体温度(LATset)，以致凝结水的冻结无法发生。由于蒸发器温度与蒸发器压力之间存在明确的关联，所以二者之一的测量足以与所测的最低气体温度(LAT)结合起来确定负载。显然，本专利技术的方法的步骤可由控制单元或“控制器”执行。优选地，该方法包括确定待干燥气体的最低气体温度(LAT)的步骤，并且为了确定负本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使气体冷却干燥的方法，其中，所述气体中的水蒸汽通过将所述气体引导通过换热器(2)的次级部分(10)来冷凝，所述换热器的初级部分形成闭合冷却回路(4)的蒸发器(3)，冷却剂能够借助于压缩机(6)在所述闭合冷却回路中循环，所述压缩机安装在所述蒸发器(3)下游的冷却回路(4)中，且所述压缩机后面有冷凝器(7)和膨胀设备(8)，冷却剂能够循环通过所述冷凝器和膨胀设备，其中，冷却干燥器的特征在于一系列曲线，所述曲线示出了随所期望的最低气体温度(LATset)而变的针对所述冷却回路(4)的某一负载(C)的蒸发器温度(Tevaporator)或蒸发器压力(Pevaporator)的设定值，其特征在于，所述方法包括以下步骤：‑确定所述蒸发器温度(Tevaporator)和/或所述蒸发器压力(Pevaporator)；‑确定所述冷却回路(4)的负载(C)；‑确定随所述某一负载(C)而变的相应曲线，并且针对所述曲线确定能将待干燥的所述气体冷却到期望的最低气体温度(LATset)所需的蒸发器温度的设定值(Tset)或蒸发器压力的设定值(pset)；‑对冷却剂从所述压缩机(6)的出口到在所述膨胀设备(8)下游和所述压缩机(6)上游的冷却回路(4)中的注入点(P，Q)的供应进行控制，以使所述蒸发器温度(Tevaporator)或蒸发器压力(Pevaporator)等于或实际上等于所述蒸发器温度的设定值(Tset)或蒸发器压力的设定值(pset)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.09 BE 2014/0343;2014.05.09 BE 2014/0348;201.一种用于使气体冷却干燥的方法，其中，所述气体中的水蒸汽通过将所述气体引导通过换热器(2)的次级部分(10)来冷凝，所述换热器的初级部分形成闭合冷却回路(4)的蒸发器(3)，冷却剂能够借助于压缩机(6)在所述闭合冷却回路中循环，所述压缩机安装在所述蒸发器(3)下游的冷却回路(4)中，且所述压缩机后面有冷凝器(7)和膨胀设备(8)，冷却剂能够循环通过所述冷凝器和膨胀设备，其中，冷却干燥器的特征在于一系列曲线，所述曲线示出了随所期望的最低气体温度(LATset)而变的针对所述冷却回路(4)的某一负载(C)的蒸发器温度(Tevaporator)或蒸发器压力(Pevaporator)的设定值，其特征在于，所述方法包括以下步骤：-确定所述蒸发器温度(Tevaporator)和/或所述蒸发器压力(Pevaporator)；-确定所述冷却回路(4)的负载(C)；-确定随所述某一负载(C)而变的相应曲线，并且针对所述曲线确定能将待干燥的所述气体冷却到期望的最低气体温度(LATset)所需的蒸发器温度的设定值(Tset)或蒸发器压力的设定值(pset)；-对冷却剂从所述压缩机(6)的出口到在所述膨胀设备(8)下游和所述压缩机(6)上游的冷却回路(4)中的注入点(P，Q)的供应进行控制，以使所述蒸发器温度(Tevaporator)或蒸发器压力(Pevaporator)等于或实际上等于所述蒸发器温度的设定值(Tset)或蒸发器压力的设定值(pset)。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为了冷却剂的供应而利用将所述压缩机(6)的出口连接到所述注入点(P，Q)的旁通管(16)，其中，所述旁通管(16)设置有电子热气旁通阀(18)，所述电子热气旁通阀基于所述蒸发器温度(Tevaporator)与所述蒸发器温度的设定值(Tset)之间的差或蒸发器压力(Pevaporator)与所述蒸发器压力的设定值(pset)之间的差来进行控制。3.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：确定待干燥的所述气体的最低气体温度(LAT)，并且为了确定所述负载(C)而利用特性曲线，每条所述特性曲线示出了在某一负载的情况下所述最低气体温度(LAT)与所述蒸发器温度(Tevaporator)或蒸发器压力(Pevaporator)之间的关系。4.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，当待干燥的所述气体的最低气体温度(LAT)大于预设值(A)时，示出了随所述蒸发器温度(Tevaporator)或所述蒸发器压力(Pevaporator)的设定值而变的针对所述冷却回路(4)的某一负载所期望的最低气体温度(LATset)的所述曲线由下式确定：Tset＝Max(B,(LATset-A)/S+B+C)；式中B和S是由所述液体冷却剂确定的参数。5.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，当待干燥的所述气体的最低气体温度(LAT)小于预设值(A)时，示出了随所述蒸发器温度(Tevaporator)或所述蒸发器压力(Pevaporator)的设定值而变的针对所述冷却回路(4)的某一负载所期望的最低气体温度(LATset)的所述曲线由下式确定：Tset＝(LAT-A)/S+B+maximum(0,C)；式中B和S是由所述液体冷却剂确定的参数。6.由前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述蒸发器温度的设定值(Tset)或蒸发器压力的设定值(pset)不被选择为低于预设值。7.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述负载(C)根据预设时间间隔周期性地确定。8.如前述权利要求2至7中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述注入点(P，Q)位于所述蒸发器(3)的出口(17a)的上游。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述注入点(P，Q)位于所述蒸发器(3)的入口(17b)的上游。10.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，所述膨胀设备(8)由可调节的电子膨胀阀形成。11.如前述权利要求中的任意一项所述的方法，其特征在于，待干燥的所述气体来自压缩机。12.一种用于使气体冷却干燥的装置，其中，所述气体中的水蒸汽通过冷却所述气体而冷凝，其中，所述装置(1)设置有换热器(2)，所述换热器具有次级部分(10)，待干燥的所述气体被引导通过所述次级部分以便冷却所述气体，所述换热器还具有初级部分，所述初级部分形成闭合冷却回路(4)的蒸发器(3)，冷却剂能够借助于所述蒸发器(3)下游的压缩机(6)在所述闭合冷却回路中循环，其中，在所述压缩机(6)与所述蒸发器(3)之间顺流而下，所述冷却回路(4)依次包括冷凝器(7)和膨胀设备(8)，所述冷却剂能够循环通过所述冷凝器和膨胀设备，其特征在于，所述装置(1)设置有旁通管(16)，所述旁通管将所述压缩机(6)的出口连接到在所述膨...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·R·德赫尔特，F·C·A·巴尔图斯，M·库伊曼，F·J·E·鲁兰茨，
申请(专利权)人：阿特拉斯·科普柯空气动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE