一种高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组制造技术

本发明专利技术公开了一种高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组，包括制氧模块和供暖模块，制氧模块包括空气压缩机、多级高压过滤器、三项换热器、稳压罐、两个吸附塔、氧气储气罐和湿化瓶；空气压缩机后依次连接多级高压过滤器、三项换热器和稳压罐；在稳压罐与并联的吸附塔之间依次设有截止阀和电磁阀；两个吸附塔与储气罐之间依次并联有均压阀、两个节流阀；节流阀和储气罐之间设有单向阀，储气罐和湿化瓶之间设有限压阀和流量计；供暖模块与制氧模块连接。本发明专利技术将制氧系统与热泵系统充分结合，可同时供氧、加湿、供暖，能够减少在高海拔地区因低压缺氧、寒冷干燥等带来的不良反应，并减少了能量耗散实现热量的回收和利用，满足了高海拔地区的实际需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组
本专利技术涉及属于供暖制氧机组，尤其涉及一种高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组。
技术介绍
高海拔地区由于海拔升高，大气压力降低，形成了缺氧、低温、大风、干燥等为显著特点的高原气候。针对高海拔地区的室内环境，需要在保证人员热舒适的同时，提高室内环境的相对湿度，并满足人员对于氧气的需求。传统的供氧机组通过变压吸附、膜分离等方法只能实现对高海拔室内环境的供氧，但是无法实现向室内供暖、加湿，解决室内干燥的问题，因此无法满足人员对于室内环境的舒适需求。此外，制氧机组模块在空压机部分的余热未被充分利用，被压缩后的高温高压空气的热量，在经过冷却除湿过程中，也可以进行热量的回收利用。综上所述，进行制氧机组的余热回收、提高机组的cop、满足高海拔地区人员对于室内环境的需求都是目前需要解决的问题。
技术实现思路
针对现有的制氧机组无法实现向室内供暖、加湿，以及空压机部分余热未被充分利用的问题，本专利技术的目的是，提供一种高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以解决：一种高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组，包括制氧模块和供暖模块，其中：所述制氧模块用于提供氧气，包括空气压缩机、多级高压过滤器、三项换热器、稳压罐、两个吸附塔、氧气储气罐和湿化瓶；其中，所述空气压缩机后依次连接多级高压过滤器、三项换热器和稳压罐，在所述三项换热器与所述稳压罐之间管路上依次设置第二压力表、温度计和止回阀；在稳压罐与并联的两个所述吸附塔之间的管路上依次设有截止阀和电磁阀，出电磁阀后分别连接两个吸附塔和消声器；并联的两个吸附塔与所述氧气储气罐之间依次并联有均压阀、两个节流阀；所述节流阀和储气罐之间设有单向阀，所述储气罐和湿化瓶之间设有限压阀和流量计；所述供暖模块与制氧模块中的空气压缩机、三项换热器、湿化瓶分别连接，用于吸收制氧模块中产生的多余热量并用于供暖。进一步的，所述供暖模块采用如下串并联式结构：包括空气压缩机换热器、第一压力表、制冷剂压缩机、室内换热器、节流阀、第一阀门、第二阀门和第三阀门，其中，当第一阀门和第三阀门关闭，第二阀门开启，供暖模块为串联式结构，制冷剂压缩机的出口端依次连接室内换热器、节流阀、三项换热器和空气压缩机换热器，最后接入制冷剂压缩机的入口端；当第一阀门和第三阀门开启，第二阀门关闭，供暖模块为并联式结构，制冷剂压缩机的出口端连接室内换热器和节流阀，在节流阀后的三通实现三项换热器和空气压缩机换热器并联，制冷剂汇和后接入制冷剂压缩机的入口端；第一压力表设置在空气压缩机换热器与制冷剂压缩机进口之间。进一步的，所述空气压缩机换热器安装在空气压缩机的外壳上；流量计出口通入室内换热器后连接湿化瓶的入口。进一步的，所述空气压缩机中高温高压气体的气体压力为0.15Mpa-0.5Mpa，出气温度高于环境温度20℃-30℃。进一步的，所述三项换热器包括上下设置的两组换热翅片且串联，每组所述换热翅片侧面分别固定有一个箱体，所述箱体内设置有轴流风扇。进一步的，每组所述换热翅片采用2列10排铜管，铜管采用纵向连接。进一步的，所述铜管管径10mm，管间距离10mm，上、下铜管中心间距为20mm，第一列铜管与所述换热翅片边缘间距10mm，第一列与第二列铜管间距10mm，第二列与所述换热翅片边缘间距10mm。进一步的，每组所述换热翅片宽度为200mm、高度为200mm，箱体为200mm×260mm×200mm，两个所述箱体之间的间距为100mm。进一步的，所述轴流风扇的风量是155m3/h。进一步的，所述吸附塔采用变压吸附塔。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术的制氧模块从空气中提取出氧气并加湿，从而提高室内的氧浓度和湿度，既能实现制氧，又能实现供暖，同时满足房间内的氧负荷和热负荷。供暖模块中，室内换热器充当冷凝器放置在室内进行放热以达到供暖效果，其热量分别来自于制冷剂在其中的放热，空气压缩机换热器对空气压缩机所产生热能的吸收、三项换热器对高温高压空气热量的吸收、以及对制氧模块余热的回收。综上，该机组将制氧系统与热泵系统充分结合，可同时供氧、加湿、供暖，能够减少在高海拔地区因低压缺氧、寒冷干燥等给人员带来的不良反应，并减少了能量耗散实现热量的回收和利用，满足了高海拔地区的实际需求。2、本专利技术中，吸附塔16排出的废气(主要是氮气及其他气体)具有一定的动能及热量，将这部分气体依次通过电磁阀14和消声器15后通至三项换热器4中。一方面充分利用经消声器15排出的剩余气体的热量，另外一方面利用这部分气体的动能对三项换热器4喷吹，强化换热其中的换热。从气体的品质角度讲，供氧模块对进入吸附塔16气体的水蒸气含量要求较高，因此必须将空气中的水蒸气提前除掉，所以从吸附塔16出来的气体其水蒸气含量非常低。将这部分剩余气体通入三项换热器4中，可在很大程度上减少三项换热器4的结霜问题，不仅减少了能量耗散并且能够零能耗除霜。3、本专利技术可通过供热模块的单系统串并联结构切换，满足了不同工况下的热量需求，提高了系统的换热效率，并且能够调节系统运行的阻力大小，使系统运行更加稳定。本专利技术中，把三项换热器4和空气压缩机换热器2当作蒸发器，它们分别吸收高温高压的空气热量和压缩机1产生的热量，由于产生的热量不同，在串联形式中以三项换热器4为主，空气压缩机换热器2为辅，因此三项换热器4和空气压缩机换热器2的排列顺序上，制冷剂首先经过三项换热器4，再经过空气压缩机换热器2。采用这种排列方式有非常大的好处，众所周知，制冷剂压缩机中制冷剂是气体状态，在压缩机入口前，将制冷剂与空气压缩机1进行换热，实现制冷剂的再热，这样保证了制冷剂在进入压缩机1前是气体状态，防止液击对制冷剂压缩机6造成损坏。在并联形式中，三项换热器4和空气压缩机换热器2分别在两个支路管路中，双蒸发器不分主辅，同时进行换热，这样的并联结构能够保证系统阻力小、运行更加稳定。同时，可根据三项换热器4和空气压缩机换热器2的热量不同，调节阀门的开度，并调节两个支路管路中的制冷剂流量，这样的并联结构能够保证系统运行更加稳定，也可以控制三项换热器4中空气侧出口的温度。4、本专利技术的氧气的获取过程中，必须要将空气中的水蒸气除去，提高制氧效率。因此，制得的氧气中的水蒸气含量极低，但是空气的相对湿度是影响人体热舒适的重要因素，并且在寒冷的高海拔地区，空气中的相对湿度是无法直接满足人体的热舒适要求的。本专利技术在送氧末端有空气加湿装置(即湿化瓶)，这样，在实际的使用环境中，就可以保证人体对空气的相对湿度的要求。5、本专利技术通过对部件结构的合理设置，满足房间内部空气品质要求改变时机组调节手段能精准符合标准，二次改造工程简易，成本较低。附图说明图1是本专利技术的高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组的工作原理图；图2是制氧模块的结构示意图；图3是供暖模块的串并联式的结构示意图；图4是三项换热器的轴测图；图5是三项换热器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组，其特征在于，包括制氧模块和供暖模块，其中：/n所述制氧模块包括空气压缩机、多级高压过滤器、三项换热器、稳压罐、两个吸附塔、氧气储气罐和湿化瓶；其中，所述空气压缩机后依次连接多级高压过滤器、三项换热器和稳压罐，在所述三项换热器与所述稳压罐之间管路上依次设置第二压力表、温度计和止回阀；在稳压罐与并联的两个所述吸附塔之间的管路上依次设有截止阀和电磁阀，出电磁阀后分别连接两个吸附塔和消声器；并联的两个吸附塔与所述氧气储气罐之间依次并联有均压阀、两个节流阀；所述节流阀和储气罐之间设有单向阀，所述储气罐和湿化瓶之间设有限压阀和流量计；/n所述供暖模块与制氧模块中的空气压缩机、三项换热器、湿化瓶分别连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组，其特征在于，包括制氧模块和供暖模块，其中：
所述制氧模块包括空气压缩机、多级高压过滤器、三项换热器、稳压罐、两个吸附塔、氧气储气罐和湿化瓶；其中，所述空气压缩机后依次连接多级高压过滤器、三项换热器和稳压罐，在所述三项换热器与所述稳压罐之间管路上依次设置第二压力表、温度计和止回阀；在稳压罐与并联的两个所述吸附塔之间的管路上依次设有截止阀和电磁阀，出电磁阀后分别连接两个吸附塔和消声器；并联的两个吸附塔与所述氧气储气罐之间依次并联有均压阀、两个节流阀；所述节流阀和储气罐之间设有单向阀，所述储气罐和湿化瓶之间设有限压阀和流量计；
所述供暖模块与制氧模块中的空气压缩机、三项换热器、湿化瓶分别连接。


2.如权利要求1所述的高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组，其特征在于，所述供暖模块采用如下串并联式结构：包括空气压缩机换热器、第一压力表、制冷剂压缩机、室内换热器、节流阀、第一阀门、第二阀门和第三阀门，其中，当所述第一阀门和第三阀门关闭，第二阀门开启，供暖模块为串联式结构，制冷剂压缩机的出口端依次连接室内换热器、节流阀、三项换热器和空气压缩机换热器，最后接入制冷剂压缩机的入口端；当第一阀门和第三阀门开启，第二阀门关闭，供暖模块为并联式结构，制冷剂压缩机的出口端连接室内换热器和节流阀，在节流阀后的三通实现三项换热器和空气压缩机换热器并联，制冷剂汇和后接入制冷剂压缩机的入口端；第一压力表设置在空气压缩机换热器与制冷剂压缩机进口之间。


3.如权利要求1所述的高寒缺氧环境用热回收供热制氧机组，其特征在于，所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊，周航，高然，司鹏飞，石利军，杨正武，张雍宇，赵可杰，
申请(专利权)人：成都绿建工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51