一种喷油螺杆空压机余热连续制冷系统

技术领域

本发明属于换热器技术领域，具体地说，本发明涉及一种喷油螺杆空压机余热连续制冷系统。

背景技术

压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，在工业生产经营活动中经常需要压缩的空气作为动力源，例如气缸的气源等。据统计，用于生产压缩空气所消耗的电能占全国发电量的7％。压缩热是空气压缩过程中的必然产物，由空压机冷却系统通过风冷或水冷的方式带走压缩热，才能维持空压机正常运行。这部分热量占比空压机轴功率的80％，所以空压机压缩空气产生的压缩热回收的节能潜力巨大。

进入二十一世纪，空压机压缩空气产生的压缩热的余热回收被真正的关注，通过十多年的发展，空压机余热回收已经被大家所共识，是具有绝对价值的，空压机余热成为新工厂建设时压缩空气系统中的必然选项。

目前，压缩机需要排放的热量回收方式是：给水加热，一般热水温度在50-85℃之间，用于加热热水的温度过高，会影响空压机运行安全和运行能源效率。通过空压机余热加热的热水一般用于工厂职工的生活洗澡和工厂的生产工艺、采暖等。但是，这些仅限于对热有需求的工业企业，对一些没有热需求的工业企业，例如：钢铁厂、水泥厂、隧道工程作业等，需要大量热排放，只能眼睁睁地看着空压机运行中的这部分热能被浪费。

发明内容

本发明提供一种喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，采用吸附式制冷技术，在空压机余热回收的基础上，以吸收空压机油带出的热量帮助制冷剂工质解吸，通过吸附再生塔一和吸附再生塔二的吸附和再生切换，实现连续输出冷量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，包括吸附再生塔一、吸附再生塔二、蒸发器、冷凝器、冷却系统、解吸系统、入水管三和出水管三，所述蒸发器分别与吸附再生塔一和吸附再生塔二底部通过管路连接，所述冷凝器分别与吸附再生塔一和吸附再生塔二顶部通过管路连接，所述冷却系统由第一冷却系统和第二冷却系统组成，第一冷却系统与吸附再生塔一连接，第二冷却系统与吸附再生塔二连接，解吸系统由第一解吸系统和第二解吸系统组成，第一解吸系统与吸附再生塔二连接，第二解吸系统与吸附再生塔一连接，所述入水管三一端与第一冷却系统相通连接，另一端与冷凝器相通连接，所述出水管三一端与第一冷却系统相通连接，另一端与冷凝器相通连接。

优选的，所述吸附再生塔一内部下端设有吸附冷却管一，吸附冷却管一的下端设有吸附冷却入口一，吸附冷却管一的上端设有吸附冷却出口一；

所述吸附再生塔一内部上端设有解吸加热管一，解吸加热管一的下端设有解吸加热入口一，解吸加热管一的上端设有解吸加热出口一；

所述吸附再生塔一底部设有下接口一，吸附再生塔一顶部设有上接口一。

优选的，所述第一冷却系统包括入水管一和出水管一，入水管一通过三通阀三与吸附冷却入口一连接，出水管一通过三通阀四与吸附冷却出口一连接。

优选的，所述吸附再生塔二内部下端设有吸附冷却管二，吸附冷却管二的下端设有吸附冷却入口二，吸附冷却管二的上端设有吸附冷却出口二；

所述吸附再生塔二内部上端设有解吸加热管二，解吸加热管二的下端设有解吸加热入口二，解吸加热管二的上端设有解吸加热出口二；

所述吸附再生塔二底部设有下接口二，吸附再生塔二顶部设有上接口二。

优选的，所述第二冷却系统包括入水管二和出水管二，入水管二一端与三通阀三连接，另外一端与吸附冷却入口二连接，出水管二一端与三通阀四连接，另外一端与吸附冷却出口二连接。

优选的，所述第一解吸系统包括入油管一和出油管一，入油管一通过三通阀一与解吸加热入口二连接，出油管一通过三通阀二与解吸加热出口二连接；

所述第二解吸系统包括入油管二和出油管二，入油管二一端与三通阀一连接，另外一端与解吸加热入口一连接，出油管二一端与三通阀二连接，另外一端与解吸加热出口一连接。

优选的，所述蒸发器侧面下端设有冷冻水入口，蒸发器侧面上端设有冷冻水出口，且冷冻水入口与冷冻水入水管相通连接，冷冻水出口与冷冻水出水管相通连接；

所述蒸发器顶端一侧设有吸附口一，蒸发器顶端另外一侧设有吸附口二；

所述吸附口一通过电磁阀一与下接口一相通连接，所述吸附口二通过电磁阀三与下接口二相通连接。

优选的，所述冷凝器侧面下端设有冷却水入口，冷凝器侧面上端设有冷却水出口；

所述入水管三一端与冷却水入口相通连接，另外一端与入水管一相通连接，且接口处位于三通阀三前端，所述出水管三一端与冷却水出口相通连接，另外一端与出水管一相通连接，且接口处位于三通阀四前端；

所述冷凝器底端一侧设有蒸发口一，冷凝器底端另外一侧设有蒸发口二，冷凝器底端中间设有中间口二，蒸发器顶端中间设有中间口一；

所述蒸发口一通过电磁阀二与上接口一相通连接，所述蒸发口二通过电磁阀四与上接口二相通连接，所述中间口一和中间口二之间通过膨胀管路连接，且膨胀管路上设有膨胀阀。

优选的，所述三通阀一、三通阀二、三通阀三和三通阀四型号相同，且都设有a口、b口和c口。

采用以上技术方案的有益效果是：

1、该喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，连接的热源来自于空压机的冷却用的机油，实现回收空压机压缩空气产生的压缩热。

2、该喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，所述吸附再生塔一内部下端设有吸附冷却管一，所述吸附再生塔一内部上端设有解吸加热管一；所述吸附再生塔二内部下端设有吸附冷却管二，所述吸附再生塔二内部上端设有解吸加热管二，吸附冷却管一和吸附冷却管二用于吸附剂冷却，解吸加热管一和解吸加热管二用于吸附剂解吸再生。

3、采用吸附再生塔一和吸附再生塔二的双塔结构，实现连续回收空压机的热量和连续制冷。

4、所述三通阀一、三通阀二、三通阀三和三通阀四型号相同，且都设有a口、b口和c口，解吸热源进出口分别采用三通阀一和三通阀二进行切换，强化吸附的冷却水采用三通阀三和三通阀四进行切换，操作方便，转换效率高。

5、该喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，采用吸附式制冷技术，在空压机余热回收的基础上，以吸收空压机油带出的热量帮助制冷剂工质解吸，通过吸附再生塔一和吸附再生塔二的吸附和再生切换，将热量吸收转换后输出低至5℃的冷量，实现连续输出冷量；用于工业生产需要冷冻水的地方、给空调制冷、现场降温等，取缔或减少工厂的制冷机组的运行，从而帮助工厂降低生产运营成本。

6、该喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，吸附制冷工质采用纯水，没有任何有害物质，真正的绿色环保、节能减排，该系统在负压下工作，无任何安全隐患。

附图说明

图1是本发明实施例1的工作原理图；

图2是本发明实施例2的工作原理图；

其中：

A、吸附再生塔一；B、吸附再生塔二；Ev、蒸发器；Co、冷凝器；

1、冷却系统；1-1、第一冷却系统；1-2、第二冷却系统；10、入水管一；11、出水管一；12、入水管二；13、出水管二；

2、解吸系统；2-1、第一解吸系统；2-2、第二解吸系统；20、入油管一；21、出油管一；22、入油管二；23、出油管二；

3、入水管三；4、出水管三；

A1、吸附冷却管一；A1-1、吸附冷却入口一；A1-2、吸附冷却出口一；

A2、解吸加热管一；A2-1、解吸加热入口一；A2-2、解吸加热出口一；

A3、下接口一A4、上接口一；

B1、吸附冷却管二；B1-1、吸附冷却入口二；B1-2、吸附冷却出口二；

B2、解吸加热管二；B2-1、解吸加热入口二；B2-2、解吸加热出口二；

B3、下接口二；B4、上接口二；

E1、冷冻水入口；E2、冷冻水出口；E3、吸附口一；E4、吸附口二；E5、中间口一；

C1、冷却水入口；C2、冷却水出口；C3、蒸发口一；C4、蒸发口二；C5、中间口二；

M1、三通阀一；M2、三通阀二；M3、三通阀三；M4、三通阀四；

Y1、电磁阀一；Y2、电磁阀二；Y3、电磁阀三；Y4、电磁阀四；

Tv、膨胀阀。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图2所示，本发明是一种喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，采用吸附式制冷技术，在空压机余热回收的基础上，以吸收空压机油带出的热量帮助制冷剂工质解吸，通过吸附再生塔一和吸附再生塔二的吸附和再生切换，实现连续输出冷量。

具体的说，如图1至图2所示，包括吸附再生塔一A、吸附再生塔二B、蒸发器Ev、冷凝器Co、冷却系统1、解吸系统2、入水管三3和出水管三4，所述蒸发器Ev分别与吸附再生塔一A和吸附再生塔二B底部通过管路连接，所述冷凝器Co分别与吸附再生塔一A和吸附再生塔二B顶部通过管路连接，所述冷却系统1由第一冷却系统1-1和第二冷却系统1-2组成，第一冷却系统1-1与吸附再生塔一A连接，第二冷却系统1-2与吸附再生塔二B连接，解吸系统2由第一解吸系统2-1和第二解吸系统2-2组成，第一解吸系统2-1与吸附再生塔二B连接，第二解吸系统2-2与吸附再生塔一A连接，所述入水管三3一端与第一冷却系统1-1相通连接，另一端与冷凝器Co相通连接，所述出水管三4一端与第一冷却系统1-相通连接，另一端与冷凝器Co相通连接。

如图1、图2所示，所述吸附再生塔一A内部下端设有吸附冷却管一A1，吸附冷却管一A1的下端设有吸附冷却入口一A1-1，吸附冷却管一A1的上端设有吸附冷却出口一A1-2；

所述吸附再生塔一A内部上端设有解吸加热管一A2，解吸加热管一A2的下端设有解吸加热入口一A2-1，解吸加热管一A2的上端设有解吸加热出口一A2-2；

所述吸附再生塔一A底部设有下接口一A3，吸附再生塔一A顶部设有上接口一A4。

如图1、图2所示，所述第一冷却系统1-1包括入水管一10和出水管一11，入水管一10通过三通阀三M3与吸附冷却入口一A1-1连接，出水管一11通过三通阀四M4与吸附冷却出口一A1-2连接。

如图1、图2所示，所述吸附再生塔二B内部下端设有吸附冷却管二B1，吸附冷却管二B1的下端设有吸附冷却入口二B1-1，吸附冷却管二B1的上端设有吸附冷却出口二B1-2；

所述吸附再生塔二B内部上端设有解吸加热管二B2，解吸加热管二B2的下端设有解吸加热入口二B2-1，解吸加热管二B2的上端设有解吸加热出口二B2-2；

所述吸附再生塔二B底部设有下接口二B3，吸附再生塔二B顶部设有上接口二B4。

如图1、图2所示，所述第二冷却系统1-2包括入水管二12和出水管二13，入水管二12一端与三通阀三M3连接，另外一端与吸附冷却入口二B1-1连接，出水管二13一端与三通阀四M4连接，另外一端与吸附冷却出口二B1-2连接。

如图1、图2所示，所述第一解吸系统2-1包括入油管一20和出油管一21，入油管一20通过三通阀一M1与解吸加热入口二B2-1连接，出油管一21通过三通阀二M2与解吸加热出口二B2-2连接；

所述第二解吸系统2-2包括入油管二22和出油管二23，入油管二22一端与三通阀一M1连接，另外一端与解吸加热入口一A2-1连接，出油管二23一端与三通阀二M2连接，另外一端与解吸加热出口一A2-2连接。

如图1、图2所示，所述蒸发器Ev侧面下端设有冷冻水入口E1，蒸发器Ev侧面上端设有冷冻水出口E2，且冷冻水入口E1与冷冻水入水管相通连接，冷冻水出口E2与冷冻水出水管相通连接；

所述蒸发器Ev顶端一侧设有吸附口一E3，蒸发器Ev顶端另外一侧设有吸附口二E4；

所述吸附口一E3通过电磁阀一Y1与下接口一A3相通连接，所述吸附口二E4通过电磁阀三Y3与下接口二B3相通连接。

如图1、图2所示，所述冷凝器Co侧面下端设有冷却水入口C1，冷凝器Co侧面上端设有冷却水出口C2；

所述入水管三3一端与冷却水入口C1相通连接，另外一端与入水管一10相通连接，且接口处位于三通阀三M3前端，所述出水管三4一端与冷却水出口C2相通连接，另外一端与出水管一11相通连接，且接口处位于三通阀四M4前端；

所述冷凝器Co底端一侧设有蒸发口一C3，冷凝器Co底端另外一侧设有蒸发口二C4，冷凝器Co底端中间设有中间口二C5，蒸发器Ev顶端中间设有中间口一E5；

所述蒸发口一C3通过电磁阀二Y2与上接口一A4相通连接，所述蒸发口二C4通过电磁阀四Y4与上接口二B4相通连接，所述中间口一E5和中间口二C5之间通过膨胀管路连接，且膨胀管路上设有膨胀阀Tv。

如图1、图2所示，所述三通阀一M1、三通阀二M2、三通阀三M3和三通阀四M4型号相同，且都设有a口、b口和c口。

以下用具体实施例对具体工作方式进行阐述：

实施例1：

如图1所示，所述吸附再生塔一A和吸附再生塔二B中设有干燥的吸附剂，所述蒸发器Ev中设有液态冷媒工质，电磁阀一Y1和电磁阀四Y4打开、电磁阀二Y2和电磁阀三Y3关闭、膨胀阀Tv常开、三通阀一M1、三通阀二M2、三通阀三M3和三通阀四M4上的a口和b口接通，吸附再生塔一A中的干燥的吸附剂通过下接口一A3、开启的电磁阀一Y1和吸附口一E3对蒸发器Ev中的液态冷媒工质进行吸附，蒸发器Ev中的液态冷媒工质被蒸发，液态冷媒工质在蒸发的过程中吸收蒸发器Ev环境中的热量，实现制冷；高温冷冻水从冷冻水入水管经过冷冻水入口E1进入蒸发器Ev中，高温冷冻水的热量被吸收后形成低温冷冻水经过冷冻水出口E2由冷冻水出水管流出。

于此同时，冷却水通过入水管一10和三通阀三M3经过吸附冷却入口一A1-1进入吸附冷却管一A1中，对吸附再生塔一A内的吸附剂进行冷却，提高其吸附能力，然后冷却水通过吸附冷却出口一A1-2和三通阀四M4经过出水管一11回流。

于此同时，空压机油通过入油管一20和三通阀一M1经过解吸加热入口二B2-1进入解吸加热管二B2，对吸附再生塔二B内的吸附剂进行加热，实现其解吸，然后空压机油通过解吸加热出口二B2-2和三通阀二M2经过出油管一21回流；其中吸附再生塔二B内被解吸的蒸汽冷媒工质通过上接口二B4、电磁阀四Y4和蒸发口二C4进入冷凝器Co中，同时冷却水从入水管三3经过冷却水入口C1进入冷凝器Co中，对蒸汽冷媒工质进行冷却液化形成液态冷媒工质，然后液态冷媒工质通过中间口二C5、膨胀阀Tv和中间口一E5进入蒸发器Ev中，同时冷却水通过冷却水出口C2经过出水管三4回流。

实现了冷却水循环对吸附再生塔一A中吸附剂的吸附制冷，实现了空压机油对吸附再生塔二B中吸附剂的加热解吸再生。

实施例2：

如图2所示，当吸附再生塔一A中的吸附剂的吸附能力达到饱和临界点时，电磁阀一Y1和电磁阀四Y4关闭、电磁阀二Y2和电磁阀三Y3打开、膨胀阀Tv常开、三通阀一M1、三通阀二M2、三通阀三M3和三通阀四M4上的a口和c口接通，吸附再生塔二B中的干燥的吸附剂通过下接口二B3、开启的电磁阀三Y3和吸附口二E4对蒸发器Ev中的液态冷媒工质进行吸附，蒸发器Ev中的液态冷媒工质被蒸发，液态冷媒工质在蒸发的过程中吸收蒸发器Ev环境中的热量，实现制冷；高温冷冻水从冷冻水入水管经过冷冻水入口E1进入蒸发器Ev中，高温冷冻水的热量被吸收后形成低温冷冻水经过冷冻水出口E2由冷冻水出水管流出。

于此同时，冷却水通过入水管二12和三通阀三M3经过吸附冷却入口二B1-1进入吸附冷却管二B1中，对吸附再生塔二B内的吸附剂进行冷却，提高其吸附能力，然后冷却水通过吸附冷却出口二B1-2和三通阀四M4经过出水管一11回流。

于此同时，空压机油通过入油管一20、三通阀一M1和入油管二22经过解吸加热入口一A2-1进入解吸加热管一A2，对吸附再生塔一A内的吸附剂进行加热，实现其解吸，然后空压机油通过解吸加热出口一A2-2、出油管二23和三通阀二M2经过出油管一21回流；其中吸附再生塔一A内被解吸的蒸汽冷媒工质通过上接口一A4、电磁阀二Y2和蒸发口一C3进入冷凝器Co中，同时冷却水从入水管三3经过冷却水入口C1进入冷凝器Co中，对蒸汽冷媒工质进行冷却液化形成液态冷媒工质，然后液态冷媒工质通过中间口二C5、膨胀阀Tv和中间口一E5进入蒸发器Ev中，同时冷却水通过冷却水出口C2经过出水管三4回流。

实现了冷却水循环对吸附再生塔二B中吸附剂的吸附制冷，实现了空压机油对吸附再生塔一A中吸附剂的加热解吸再生。

综合实施例1和实施例2可知，该喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，连接的热源来自于空压机的冷却用的机油，实现回收空压机压缩空气产生的压缩热。

该喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，所述吸附再生塔一A内部下端设有吸附冷却管一A1，所述吸附再生塔一A内部上端设有解吸加热管一A2；所述吸附再生塔二B内部下端设有吸附冷却管二B1，所述吸附再生塔二B内部上端设有解吸加热管二B2，吸附冷却管一A1和吸附冷却管二B1用于吸附剂冷却，解吸加热管一A2和解吸加热管二B2用于吸附剂解吸再生。

采用吸附再生塔一A和吸附再生塔二B的双塔结构，实现连续回收空压机的热量和连续制冷。

所述三通阀一M1、三通阀二M2、三通阀三M3和三通阀四M4型号相同，且都设有a口、b口和c口，解吸热源进出口分别采用三通阀一M1和三通阀二M2进行切换，强化吸附的冷却水采用三通阀三M3和三通阀四M4进行切换，操作方便，转换效率高。

该喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，采用吸附式制冷技术，在空压机余热回收的基础上，以吸收空压机油带出的热量帮助制冷剂工质解吸，通过吸附再生塔一A和吸附再生塔二B的吸附和再生切换，将热量吸收转换后输出低至5℃的冷量，实现连续输出冷量；用于工业生产需要冷冻水的地方、给空调制冷、现场降温等，取缔或减少工厂的制冷机组的运行，从而帮助工厂降低生产运营成本。

该喷油螺杆空压机余热连续制冷系统，吸附制冷工质采用纯水，没有任何有害物质，真正的绿色环保、节能减排，该系统在负压下工作，无任何安全隐患。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。