CN106762647A - 一种余热利用节能型空气压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种余热利用节能型空气压缩机，属于机械技术领域。它解决了现有空气压缩机能量浪费严重或者余热利用率不高的问题。本余热利用节能型空气压缩机，包括压缩机组、蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵，压缩机组上方开设有进气口，压缩机组下部侧方开设有出气口，压缩机组上设置有电机，压缩机组上设置有膨胀机，压缩机组的传动轴一端联接于电机另一端通过联轴器与膨胀机相联，该压缩机组与膨胀机之间还设置有蒸发器，膨胀机、冷凝器、工质泵和蒸发器依次相联构成余热利用循环回路，压缩机组为螺杆机，压缩机组为二级压缩，膨胀机以氟氯昂为工质做功。本发明具有结构更加简单且节能效果更好的优点。

Description

一种余热利用节能型空气压缩机
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种空气压缩机，特别涉及一种余热利用节能型空气压缩机。
背景技术
空气压缩机简称空压机，是气源装置中的主体，它是将原动机的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置。空压机工作时，经压缩后的气体温度较高，为了降低制造成本就目前市面上的大部分空压机，其经压缩后产生的高温高压气体一般都是通过冷却***将热量直接散发，从而造成能量的浪费，与国家提倡的节能环保政策不符。
为了提高能源的利用率达到节能降耗的目的，以及余热利用技术的应用，如专利网上所公布的专利号为201610308859 .8的一种回收空压机余热发电的***及该***的运行方法，主要通过对空压机产生的热量进行发电，再通过发出的电量驱动空压机电机来达到节能的目的，但是将热量转化为电能再将电能转化为空压机运行所需的机械能，在转化过程中能量必定有所损耗，因此转化效率不高。
现有技术中，例如专利号为201410559756.X所公布的空压机组余热的ORC 膨胀回收方法及装置，该技术中先将空压机压缩过程中产生的热量用于产生90℃以上的热水，并贮存于保温水箱中。其次，热水从保温水箱通过管路流入蒸发器，在蒸发器中将有机工质加热成饱和或过热蒸汽，蒸汽进入膨胀机做功，膨胀机带动发电机发电，因此也存在转化过程中能量损耗严重，转化效率不高的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种以膨胀机直驱的连接方式使余热转化效率更高的节能型空气压缩机。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种余热利用节能型空气压缩机，包括压缩机组、蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵，所述的压缩机组上方开设有进气口，所述的压缩机组下部侧方开设有出气口，所述的压缩机组上设置有电机，其特征在于，所述的压缩机组上设置有膨胀机，所述压缩机组的传动轴一端联接于电机另一端伸出压缩机组外通过联轴器与膨胀机相联。
该压缩机组与膨胀机之间还设置有蒸发器，膨胀机、冷凝器、工质泵和蒸发器依次相联构成余热利用循环回路。
在上述的一种余热利用节能型空气压缩机中，所述的压缩机组为螺杆机。
在上述的一种余热利用节能型空气压缩机中，所述的压缩机组为二级压缩。
在上述的一种余热利用节能型空气压缩机中，所述的膨胀机以氟氯昂为工质做功。
在上述的一种余热利用节能型空气压缩机中，包含以下步骤：
（1）电机通电带动压缩机组工作，空气通过进气口被吸入空压机内，被吸入的空气在空压机内被二级压缩后形成高温高压气体；
（2）所产生的高温高压气体通过蒸发器将其所含的热量传递给有机工质，吸收的了热量的有机工质再进入膨胀机以驱动膨胀机旋转做工，膨胀机与压缩机组之间通过联轴器相联，进而带动压缩机组做功；
（3）在膨胀机中做完功的气体其所蕴含的热量有的未被完全吸收，则进入冷凝器冷却为液体；
（4）之后再通过与冷凝器相联的工质泵打入蒸发器，从而完成余热利用的循环。
本余热利用节能型空气压缩机的技术效果为：通过联轴器将膨胀机与压缩机组之间直驱式联接，相对于传统的以膨胀机带动发电机发电，再通过空压机上的电机将电能转化为机械能，其能量转化步骤更加简洁，减少了能量在转化过程中的损耗，因此效率更高。
与现有技术相比，本余热利用节能型空气压缩机具有结构更加简单且节能效果更好的优点。
附图说明
图1是本余热利用节能型空气压缩机的结构示意图。
图2是本余热利用节能型空气压缩机的原理图。
图中，1、压缩机组；2、膨胀机；3、电机。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1、图2所示，本余热利用节能型空气压缩机，包括压缩机组1、蒸发器、膨胀机2、冷凝器和工质泵，压缩机组1上方开设有进气口，压缩机组1下部侧方开设有出气口，压缩机组1上设置有电机3，压缩机组1上设置有膨胀机2，压缩机组1的传动轴一端联接于电机3另一端通过联轴器与膨胀机2相联。
进一步细说，该压缩机组1与膨胀机2之间还设置有蒸发器，膨胀机2、冷凝器、工质泵和蒸发器依次相联构成余热利用循环回路，压缩机组1为螺杆机，该压缩机组1为二级压缩，膨胀机2以氟氯昂为工质做功。
该余热利用节能型空气压缩机的原理为：空压机需要工作时，先将电机启动来带动压缩机组工作，再通过余热利用循环***将经压缩机组压缩后所产生的高温高压气体内的热量吸收驱动膨胀机做功，以膨胀机通过联轴器辅助电机带动压缩机组做功，因此可以再节能的基础上适当减小电机的功率，降低空压机的制造成本。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了压缩机组1、膨胀机2、电机3等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (5)

1.一种余热利用节能型空气压缩机，包括压缩机组（1）、蒸发器、膨胀机（2）、冷凝器和工质泵，所述的压缩机组（1）上方开设有进气口，所述的压缩机组（1）下部侧方开设有出气口，所述的压缩机组（1）上设置有电机（3），其特征在于，所述的压缩机组（1）上设置有膨胀机（2），所述压缩机组（1）的传动轴一端联接于电机（3）另一端通过联轴器与膨胀机（2）相联；
该压缩机组与膨胀机之间还设置有蒸发器，膨胀机、冷凝器、工质泵和蒸发器依次相联构成余热利用循环回路。
2.根据权利要求1所述的一种余热利用节能型空气压缩机，其特征在于，所述的压缩机组为螺杆机。
3.根据权利要求1或2所述的一种余热利用节能型空气压缩机，其特征在于，所述的压缩机组为二级压缩。
4.根据权利要求1所述的一种余热利用节能型空气压缩机，其特征在于，所述的膨胀机以氟氯昂为工质做功。
5.根据权利要求1～5中任意一条所述的一种余热利用节能型空气压缩机，其特征在于，包含以下步骤：
（1）电机通电带动压缩机组工作，空气通过进气口被吸入空压机内，被吸入的空气在空压机内被二级压缩后形成温度较高的高温高压气体；
（2）所产生的高温高压气体通过蒸发器将其所含的热量传递给有机工质，吸收的了热量的有机工质再进入膨胀机以驱动膨胀机旋转做工，膨胀机与压缩机组之间通过联轴器相联，进而带动压缩机组做功；
（3）在膨胀机中做完功的气体其所蕴含的热量有的未被完全吸收，则进入冷凝器冷却为液体；
（4）之后再通过与冷凝器相联的工质泵打入蒸发器，从而完成余热利用的循环。
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