一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统技术方案

本发明专利技术涉及压缩空气干燥技术领域，尤其涉及一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统。它包括4个子系统，分别是空气子系统、喷射制冷子系统、冷却水子系统及润滑油子系统。采用这种系统可以利用空压机产生的低温工业余热驱动喷射制冷循环，再利用喷射制冷循环产生的冷量对压缩空气进行冷冻干燥，从而制取干燥的压缩空气。

【技术实现步骤摘要】
一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统
本专利技术涉及压缩空气干燥
，尤其涉及一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统。
技术介绍
压缩空气是目前很多工业部门广泛采用的动力源之一。为了满足工业需求，压缩空气中的水分需要去除，而冷冻干燥法是常见的方法之一，即通过降低温度使气体中水蒸汽冷凝析出。压缩空气在工业中的广泛使用，使之成为现代工业中的主要耗能之一。生产压缩空气的空气压缩机(简称空压机)是耗电量较大的设备，同时产生大量的热量。所以，研究能够制备干燥的压缩空气且能耗相对较低的方案是很有意义的。目前对空压机的余热回收主要是利用其高温排气、高温润滑油中的部分热量来制取热水或作为驱动吸收式制冷的热源。市场中广泛采用的冷冻干燥方案是常规的利用蒸汽压缩式制冷获取冷量从而干燥压缩空气的方案，该方案能耗较大，且未对空压机余热进行有效回收。利用空压机余热驱动吸收式制冷从而获取冷量虽然使得空压机余热得以回收，但仍存在一些问题，如以水-溴化锂为工质对时，溴化锂水溶液在大气下对金属有很强的腐蚀性，因而对设备管道的要求较高，且初投资也较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统，利用空压机产生的低温工业余热驱动喷射制冷循环，利用喷射制冷循环产生的冷量将压缩空气冷冻干燥，从而制取干燥的压缩空气。本专利技术所采用的技术方案是：一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统，它包括空压机、再冷器、蒸发器、冷凝器、喷射器、发生器以及冷却塔，其中：空压机的空气出口与再冷器的热流空气进口相连，再冷器的热流空气出口与蒸发器的空气进口相连，蒸发器的空气出口与再冷器的冷流空气进口相连，形成空气子系统；发生器的制冷剂出口与喷射器的工作流体进口相连，喷射器的引射流体进口与蒸发器的制冷剂出口相连，喷射器的出口与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口分为两路，一路一路通过第一循环泵与发生器的制冷剂进口相连，另一路通过节流阀与蒸发器的制冷剂进口相连，形成喷射制冷子系统；冷却塔的出口通过第二循环泵与冷凝器的冷却水进口相连，冷凝器的冷却水出口与冷却塔的进口相连，形成冷却水子系统；空压机的润滑油出口与发生器的润滑油进口相连，发生器的润滑油出口与空压机的润滑油进口相连，形成润滑油子系统。作为优选，空气子系统还包括空冷器，空压机的空气出口与空冷器的空气进口相连，空冷器的空气出口与再冷器的空气进口相连。作为优选，润滑油子系统还包括油冷器，油冷器的润滑油出口与空压机的润滑油进口相连，油冷器的润滑油进口与发生器的润滑油出口相连。作为优选，它还包括用于给油冷器与空冷器散热的风扇。作为优选，所述空冷器、再冷器以及蒸发器上还设有用于将冷却出来的水排出的排水阀。采用以上结构与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：回收空压机运行时高温润滑油中的部分热量，用以驱动喷射制冷循环，再利用空冷器、再冷器、蒸发器提供的冷量对压缩空气进行冷冻干燥，该技术既避免了空压机低温余热的浪费，也节省了传统冷冻干燥技术所需的蒸汽压缩制冷中压缩机的输入功。附图说明图1为本专利技术一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统的原理图。如图所示：1、空压机；2、再冷器；3、蒸发器；4、冷凝器；5、喷射器；6、发生器；7、冷却塔；8、空冷器；9、油冷器；10、风扇；11、排水阀；12、第一循环泵；13、节流阀；14、第二循环泵。具体实施方式以下通过具体实施方式对本专利技术做进一步描述，但是本专利技术不仅限于以下具体实施方式。如图1所示，本专利技术一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统。它包括4个子系统，分别是空气子系统、喷射制冷子系统、冷却水子系统及润滑油子系统。空气子系统包括空压机1、空冷器8、再冷器2以及蒸发器3。空冷器8的空气进口与空压机1空气出口相连，空冷器8的空气出口与再冷器2的热流空气进口相连，并且空冷器8上还设有排水阀11。再冷器2的热流空气进口与空冷器8空气出口相连，其热流空气出口与蒸发器3的空气进口相连，其冷流空气进口与蒸发器3空气出口相连。其中，在本具体实施例中，空压机1采用油螺杆式空压机1，其参数为：排气压力0.75MPa，容积流量3.32m3/min，功率18.5kW。空冷器8采用风冷式换热器，再冷器2采用管壳式换热器。空气子系统的工作原理是：空气由空压机1压缩后，依次通过空冷器8、再冷器2、蒸发器3、再冷器2，在空冷器8、再冷器2、蒸发器3中降温并析出冷凝水，冷凝水通过排水阀11排出。在空冷器8中，空压机1出口的高温压缩空气与环境中的空气发生间壁式换热，从而使高温压缩空气温度下降，当温度降至露点以下时，冷凝水析出。风扇10可强化空冷器8的换热过程。在再冷器2中，空冷器8出口的压缩空气与蒸发器3出口的压缩空气发生间壁式换热，使得空冷器8出口的压缩空气温度进一步降低，含湿量减小，水蒸气冷凝并通过排水阀11排出，而蒸发器3出口的压缩空气在再冷器2中仅为干加热过程，其温度升高、含湿量不变。在蒸发器3中，压缩空气与节流阀13出口的制冷剂发生间壁式换热，压缩空气温度降低并析出水分，压缩空气的含湿量在蒸发器3出口达到最低。在本具体实施例中，室外空气经空压机1压缩，温度达到85℃左右，经空冷器8冷却至40℃左右，析出一部分水，再经过再冷器2冷却至25.7℃左右，再析出一部分水，从排水阀11流出，然后再经过蒸发器3降温至7℃，即压力露点7℃，最后经再冷器2加热至30℃供至用户侧。喷射子系统，包括发生器6、第一循环泵12、喷射器5、冷凝器4、节流阀13以及蒸发器3。发生器6的制冷剂入口与第一循环泵12的出口相连，发生器6的制冷剂出口与喷射器5工作流体进口相连。喷射器5的引射流体进口与蒸发器3的制冷剂出口相连，喷射器5的出口与冷凝器4的制冷剂进口相连。冷凝器4的制冷剂出口分别与第一循环泵12进口、节流阀13进口相连。节流阀13的出口与蒸发器3的制冷剂进口相连。其中，在本具体实施例中，发生器6采用管壳式换热器，冷凝器4采用板式换热器，蒸发器3采用管壳式换热器。喷射子系统的工作原理：发生器6出口的高温高压制冷剂作为工作流体进入喷射器5，通过喷射器5喷嘴加速并在混合室形成负压，从而引射蒸发器3出口的低温低压制冷剂，二者混合后由喷射器5喷出进入冷凝器4。在冷凝器4中，制冷剂与冷却水间壁式换热。冷凝器4出口的制冷剂分为两部分，一部分通过循环泵加压，送入发生器6；另一部分经节流阀13后进入蒸发器3。发生器6所需的加热量均由空压机1的高温润滑油提供，减少了喷射制冷子系统的耗能。在本具体实施例中：喷射制冷子系统中，发生温度75℃，冷凝温度35℃，蒸发温度5℃。其中，发生器6过热度5℃，蒸发器3过热度3℃。在此工况下，喷射器5喷射系数约为0.2。制冷剂在发生器6中吸收来自高温润滑油的热量，达到80℃的过热态后作为工作流体进入喷射器5，引射来自蒸发器3出口8℃的制冷剂，二者在喷射器5中发生动量、能量交换。喷射器5出口60.1℃的制冷剂经冷凝器4冷凝至35℃，分为两股本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统，其特征在于：它包括空压机(1)、再冷器(2)、蒸发器(3)、冷凝器(4)、喷射器(5)、发生器(6)以及冷却塔(7)，其中：/n空压机(1)的空气出口与再冷器(2)的热流空气进口相连，再冷器(2)的热流空气出口与蒸发器(3)的空气进口相连，蒸发器(3)的空气出口与再冷器(2)的冷流空气进口相连，形成空气子系统；/n发生器(6)的制冷剂出口与喷射器(5)的工作流体进口相连，喷射器(5)的引射流体进口与蒸发器(3)的制冷剂出口相连，喷射器(5)的出口与冷凝器(4)的制冷剂进口相连，冷凝器(4)的制冷剂出口分为两路，一路一路通过第一循环泵(12)与发生器(6)的制冷剂进口相连，另一路通过节流阀(13)与蒸发器(3)的制冷剂进口相连，形成喷射制冷子系统；/n冷却塔(7)的出口通过第二循环泵(14)与冷凝器(4)的冷却水进口相连，冷凝器(4)的冷却水出口与冷却塔(7)的进口相连，形成冷却水子系统；/n空压机(1)的润滑油出口与发生器(6)的润滑油进口相连，发生器(6)的润滑油出口与空压机(1)的润滑油进口相连，形成润滑油子系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷射制冷驱动的压缩空气干燥系统，其特征在于：它包括空压机(1)、再冷器(2)、蒸发器(3)、冷凝器(4)、喷射器(5)、发生器(6)以及冷却塔(7)，其中：
空压机(1)的空气出口与再冷器(2)的热流空气进口相连，再冷器(2)的热流空气出口与蒸发器(3)的空气进口相连，蒸发器(3)的空气出口与再冷器(2)的冷流空气进口相连，形成空气子系统；
发生器(6)的制冷剂出口与喷射器(5)的工作流体进口相连，喷射器(5)的引射流体进口与蒸发器(3)的制冷剂出口相连，喷射器(5)的出口与冷凝器(4)的制冷剂进口相连，冷凝器(4)的制冷剂出口分为两路，一路一路通过第一循环泵(12)与发生器(6)的制冷剂进口相连，另一路通过节流阀(13)与蒸发器(3)的制冷剂进口相连，形成喷射制冷子系统；
冷却塔(7)的出口通过第二循环泵(14)与冷凝器(4)的冷却水进口相连，冷凝器(4)的冷却水出口与冷却塔(7)的进口相连，形成冷却水子系统；
空压机(1)的润滑油出口与发生器(6)的润滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光明，孙翔，高能，宣永梅，吴勇平，
申请(专利权)人：浙大宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33