压缩空气系统节能装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种压缩空气系统节能装置及其使用方法，属于压缩空气系统技术领域。它解决了现有技术设计压缩空气消耗大等问题。本压缩空气系统节能装置包括与压缩机组连接的换热机组，换热机组分别与流有高温冷却流体的高温冷却流体通道组件和流有低温冷却流体的低温冷却流体通道组件连接，低温冷却流体通道组件、高温冷却流体通道组件分别与多级制冷结构双向连接等。本压缩空气系统节能装置及其使用方法的优点在于：换热机组内由于穿设有分别与多级制冷结构连接的流有高温冷却流体的高温冷却流体通道组件和流有低温冷却流体的低温冷却流体通道组件，大大提高了压缩空气热量的吸收率，从而使压缩机组进气得到冷却、除湿，降低了压缩能耗。

Compressed air system energy saving device and using method thereof

The invention provides an energy-saving device of a compressed air system and a method of use thereof, belonging to the technical field of compressed air systems. The utility model solves the problems of the prior art, the design and the large consumption of compressed air. The compressed air system energy saving device comprises a heat exchanger unit connected with the compressor and the heat exchanger unit respectively with high temperature cooling fluid channel flow of cooling fluid flow and high temperature components are low temperature cooling fluid channel component of cryogenic cooling fluid connection, low temperature cooling fluid channel components, high temperature cooling fluid channel unit is respectively connected with the two-way connection structure of multistage refrigeration etc.. The advantages of the compressed air system energy-saving device and method of use is due to the low temperature heat exchanger unit within the cooling fluid channel component of high temperature cooling fluid channel components were penetrated with high temperature cooling fluid and connected multistage refrigeration flow structure and flow of cryogenic cooling fluid, greatly improves the heat absorption rate of compressed air, so that the compressed the intake unit cooling, dehumidification, compression reduced energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
压缩空气系统节能装置及其使用方法
本专利技术属于压缩空气系统
，尤其是涉及一种压缩空气系统节能装置及其使用方法。
技术介绍
压缩空气广泛应用于生产过程。为获得压缩空气，需要动力驱动压缩机运转，消耗一定量的能源。而根据热力学原理，压缩机进口空气温度越高，单位质量的空气消耗的压缩功就越多，能耗就越高。此外，同样根据热力学原理和工程实践，空气被压缩后，温度显著升高，压缩比较高时，温度会升高到影响压缩机安全运行的程度。为降低压缩机能耗，同时也为保护压缩机，工程上在获得压缩空气时，常采用多级压缩、中间冷却的方法，使压缩过程接近等温压缩，压缩机每一级进气温度都被冷却到接近常温，从而降低压缩功耗，节约能源。此外，由于空气中含有水蒸汽，压缩过程中空气中的水蒸汽也连同空气一同被压缩，然后在冷却过程中大部分水蒸汽冷凝成液体排出，但是在空气压缩过程中，水蒸汽也一同被压缩，白白消耗了压缩功。因此，在压缩空气系统中，对压缩机进气进行冷却、降温，同时却除其中所含的部分水蒸汽，可以从两个方面降低压缩机功耗，节约能源。由于冷却塔等自然冷源不能提供温度足够低的冷却水，因此压缩空气系统中常规的冷却措施效果有限，为进一步提高冷却效果，降低压缩空气系统能耗，有必要采用温度更低的冷源对空气进行冷却。但为获得低于自然冷源的低温也需要消耗能源，这就成为矛盾。为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种螺杆式空气压缩机热能回收利用节能系统[申请号：201320087924.0]，包括：螺杆式空气压缩机和热交换器；进口和螺杆式空气压缩机连通，第一出口和热交换器连通的第一温控阀，第一温控阀的第二出口和螺杆式空气压缩机连通；与热交换器连通的风冷却器，风冷却器的出口与螺杆式空气压缩机连通；供水装置，通过电磁阀与热交换器的进水口相连通，当螺杆式空气压缩机工作时，电磁阀开启；保温水箱，与热交换器的出水口连通等。上述的方案在一定程度上改进了现有技术的部分问题，但是，该方案还至少存在以下缺陷：只采用风冷却器进行冷却，冷却效果差、压缩功耗大等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，降低压缩空气生产能耗的压缩空气系统节能装置。本专利技术的第二个目的是针对上述问题，提供一种设计合理，使用效果好的压缩空气系统节能装置的使用方法。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：本专利技术的压缩空气系统节能装置，包括与压缩机组连接的换热机组，换热机组分别与流有高温冷却流体的高温冷却流体通道组件和流有低温冷却流体的低温冷却流体通道组件连接，低温冷却流体通道组件、高温冷却流体通道组件分别与多级制冷结构双向连接，压缩机组的进气端设有空气预处理结构，空气预处理结构与多级制冷结构双向连接。高温冷却流体通道组件、低温冷却流体通道组件和空气预处理结构分别与多级制冷结构连接，提高了对压缩空气的温度和湿度控制，降低了压缩空气过程中所消耗的能耗。在上述的压缩空气系统节能装置中，多级制冷结构包括与高温冷却流体通道组件双向连接的发生器，发生器与吸收器双向连接，发生器单向连接于冷凝器，冷凝器单向连接于蒸发器，蒸发器双向连接于空气预处理结构，蒸发器双向连接于低温冷却流体通道组件，蒸发器单向连接于吸收器。由发生器、吸收器、冷凝器和蒸发器组成的多级制冷结构提高了高温冷却流体、低温冷却流体和进入压缩机组之前的空气的冷却处理效果。在上述的压缩空气系统节能装置中，发生器和吸收器之间连有分别与发生器、吸收器双向连接的溶液热交换器，溶液热交换器和吸收器之间设有至少一个溶液泵。溶液热交换器的设置进一步提高了对高温冷却流体热量的吸收。在上述的压缩空气系统节能装置中，冷凝器和蒸发器之间串接有至少一个调节阀和至少一个膨胀阀。通过调节阀的节流作用和膨胀阀的降压作用方便了多级制冷结构中的工质的流量、流速的调节操作。在上述的压缩空气系统节能装置中，空气预处理结构包括依次相连的过滤网、表冷器和挡水板，表冷器与多级制冷结构双向连接，表冷器与多级制冷结构之间设有至少一个第一循环水泵；高温冷却流体通道组件与多级制冷结构之间设有至少一个第二循环水泵；压缩机组包括若干个顺序排列的空气压缩机，换热机组包括设于每空气压缩机的出气端的换热器，空气压缩机与换热器一一对应设置，换热机组的两端和换热器之间分别通过法兰串接，相连接的两个所述的法兰之间夹设有连接面垫片。过滤网、表冷器和挡水板的设置提高了未压缩空气的质量，为压缩机组进一步降低了功耗提供了保障，连接面垫片的设置以防止不同管程的冷却流体混合。在上述的压缩空气系统节能装置中，低温冷却流体通道组件与多级制冷结构的双向连接中的低温冷却流体流往多级制冷结构方向的连接中接有至少一个冷却器和至少一个第一循环水泵。冷却器和第一循环水泵的设置进一步降低了低温冷却流体的温度。在上述的压缩空气系统节能装置中，高温冷却流体通道组件包括连接换热机组进口端的高温冷却流体进口接管、连接换热机组出口端的高温冷却流体出口接管和穿设于换热机组内部的串联式高温冷却流体多管程件，串联式高温冷却流体多管程件的两端分别连接于高温冷却流体进口接管、高温冷却流体出口接管的一端，高温冷却流体进口接管、高温冷却流体出口接管的另一端之间连有多级制冷结构；低温冷却流体通道组件包括连接换热机组进口端的低温冷却流体进口接管、连接换热机组出口端的低温冷却流体出口接管和穿设于换热机组内部的串联式低温冷却流体多管程件，串联式低温冷却流体多管程件的两端分别连接低温冷却流体进口接管、低温冷却流体出口接管的一端，低温冷却流体进口接管、低温冷却流体出口接管的另一端之间连有多级制冷结构。串联式高温冷却流体多管程件和串联式低温冷却流体多管程件的设置提高了空间利用率，同时冷却效果得到进一步提高。在上述的压缩空气系统节能装置中，串联式高温冷却流体多管程件包括若干个由至少一块隔板分隔开的高温冷却流体布管通道，所有的高温冷却流体布管通道前后串接在一起，串联式高温冷却流体多管程件上位于高温冷却流体进入端的高温冷却流体布管通道与高温冷却流体进口接管密封连通、位于高温冷却流体排出端的高温冷却流体布管通道与高温冷却流体出口接管密封连通；串联式低温冷却流体多管程件包括若干个由至少一块隔板隔开的低温冷却流体布管通道，所有的低温冷却流体布管通道前后串接在一起，串联式低温冷却流体多管程件上位于低温冷却流体进入端的低温冷却流体布管通道与低温冷却流体进口接管密封连通、位于低温冷却流体排出端的低温冷却流体布管通道与低温冷却流体出口接管密封连通。高温冷却流体布管通道和低温冷却流体布管通道由隔板分割开，结构简单，制造方便。本压缩空气系统节能装置的使用方法，本方法包括下述步骤：一、空气预处理：进入压缩机组的空气在进入之前先进入空气预处理结构进行降温、除湿处理；二、换热：让压缩机组中的压缩后的空气进入换热机组进行降温、除湿处理，使压缩后的空气与压缩前的空气保持等温，同时低温冷却流体通道组件中流动的低温冷却流体、高温冷却流体通道组件中流动的高温冷却流体通过换热处理后获得较高的温度；三、多级冷却：从低温冷却流体通道组件中流出的低温冷却流体、高温冷却流体通道组件中流出的高温冷却流体分别流入多级制冷结构进行冷却处理,经冷却处理的低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩空气系统节能装置，包括与压缩机组连接的换热机组，其特征在于：所述的换热机组分别与流有高温冷却流体的高温冷却流体通道组件和流有低温冷却流体的低温冷却流体通道组件连接，所述的低温冷却流体通道组件、高温冷却流体通道组件分别与多级制冷结构双向连接，所述的压缩机组的进气端设有空气预处理结构，所述的空气预处理结构与多级制冷结构双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气系统节能装置，包括与压缩机组连接的换热机组，其特征在于：所述的换热机组分别与流有高温冷却流体的高温冷却流体通道组件和流有低温冷却流体的低温冷却流体通道组件连接，所述的低温冷却流体通道组件、高温冷却流体通道组件分别与多级制冷结构双向连接，所述的压缩机组的进气端设有空气预处理结构，所述的空气预处理结构与多级制冷结构双向连接。2.根据权利要求1所述的压缩空气系统节能装置，其特征在于，所述的多级制冷结构包括与高温冷却流体通道组件双向连接的发生器（44），所述的发生器（44）与吸收器（33）双向连接，所述的发生器（44）单向连接于冷凝器（11），所述的冷凝器（11）单向连接于蒸发器（22），所述的蒸发器（22）双向连接于空气预处理结构，所述的蒸发器（22）双向连接于低温冷却流体通道组件，所述的蒸发器（22）单向连接于吸收器（33）。3.根据权利要求2所述的压缩空气系统节能装置，其特征在于，所述的发生器（44）和吸收器（33）之间连有分别与发生器（44）、吸收器（33）双向连接的溶液热交换器（88），所述的溶液热交换器（88）和吸收器（33）之间设有至少一个溶液泵（35）。4.根据权利要求2所述的压缩空气系统节能装置，其特征在于，所述的冷凝器（11）和蒸发器（22）之间串接有至少一个调节阀（6）和至少一个膨胀阀（7）。5.根据权利要求1至4任一所述的压缩空气系统节能装置，其特征在于，所述的空气预处理结构包括依次相连的过滤网（8）、表冷器（9）和挡水板（10），所述的表冷器（9）与多级制冷结构双向连接，所述的表冷器（9）与多级制冷结构之间设有至少一个第一循环水泵（25）；所述的高温冷却流体通道组件与多级制冷结构之间设有至少一个第二循环水泵（55）；所述的压缩机组包括若干个顺序排列的空气压缩机（c），所述的换热机组包括设于每所述的空气压缩机（c）的出气端的换热器（h），所述的空气压缩机（c）与换热器（h）一一对应设置，所述的换热机组的两端和所述的换热器（h）之间分别通过法兰（cf）串接，相连接的两个所述的法兰（cf）之间夹设有连接面垫片。6.根据权利要求1所述的压缩空气系统节能装置，其特征在于，所述的低温冷却流体通道组件与多级制冷结构的双向连接中的低温冷却流体流往多级制冷结构方向的连接中接有至少一个冷却器（66）和至少一个第一循环水泵（25）。7.根据权利要求1所述的压缩空气系统节能装置，其特征在于，所述的高温冷却流体通道组件包括连接换热机组进口端的高温冷却流体进口接管（g1）、连接换热机组出口端的高温冷却流体出口接管（g2）和穿设于换热机组内部的串联式高温冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光玉，姚颖，余建良，黄国锋，方韬，周冰峰，潘梁峰，
申请(专利权)人：杭州联投能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33