空压机高效油水换热系统.pdf

本发明公开了一种空压机高效油-水换热系统，包括可拆卸油-水板式换热器（1），可拆卸油-水板式换热器（1）设有换热器热侧进口（2）、换热器热侧出口（3）、换热器冷侧出口（4）和换热器冷侧进口（5），换热器热侧进口（2）通过高温油管（11）连接空压机（6）的油气分离器（7），换热器热侧出口（3）通过低温油管（12）连接空压机（6）的风冷散热器（8），换热器冷侧出口（4）通过回水管（16）连接循环加热水箱（19），换热器冷侧进口（5）通过供水管（17）连接循环加热水箱（19）；高温油管（11）通过排油高压气管（14）连接储气罐（9）；低温油管（12）上设有排油阀（25）。本发明传热系数高，结垢速率降低。

权利要求书
1.  空压机高效油-水换热系统，其特征是，包括可拆卸油-水板式换热器（1），可拆卸油-水板式换热器（1）设有换热器热侧进口（2）、换热器热侧出口（3）、换热器冷侧出口（4）和换热器冷侧进口（5），换热器热侧进口（2）通过高温油管（11）连接空压机（6）的油气分离器（7），换热器热侧出口（3）通过低温油管（12）连接空压机（6）的风冷散热器（8），换热器冷侧出口（4）通过回水管（16）连接循环加热水箱（19），换热器冷侧进口（5）通过供水管（17）连接循环加热水箱（19）；高温油管（11）通过排油高压气管（14）连接储气罐（9）；低温油管（12）上设有排油阀（25）。

2.  如权利要求1所述的空压机高效油-水换热系统，其特征是，所述高温油管（11）和/或低温油管（12）上设有球阀。

3.  如权利要求1所述的空压机高效油-水换热系统，其特征是，所述排油高压气管（14）上设有球阀。

4.  如权利要求2或3所述的空压机高效油-水换热系统，其特征是，球阀为不锈钢球阀（10）。

5.  如权利要求1所述的空压机高效油-水换热系统，其特征是，供水管（17）上设有循环水泵（18）。

6.  如权利要求6所述的空压机高效油-水换热系统，其特征是，低温油管（12）上设有油温传感器（13），油温传感器（13）通过变频器（15）连接循环水泵（18）。

7.  如权利要求1所述的空压机高效油-水换热系统，其特征是，循环加热水箱（19）上设有液位传感器（20）和补水电磁阀（22），液位传感器（20）通过液位控制器（21）连接补水电磁阀（22）。

8.  如权利要求1所述的空压机高效油-水换热系统，其特征是，循环加热水箱（19）上设有水箱溢流管（23）。

9.  如权利要求1所述的空压机高效油-水换热系统，其特征是，循环加热水箱（19）设有热水供应电磁阀（24）。

说明书空压机高效油-水换热系统
技术领域
本发明涉及一种空压机高效油-水换热系统。
背景技术
空压机工作过程中，75%的输入电能转换成了90℃右的热能蕴含在润滑油中，有效冷却润滑油才能保证空压机正常工作。该热能是制备洗浴热水等低温热能的良好热源。传统的空压机散热系统采用风冷或水冷方式散热，不仅润滑油冷却效率低下，常常造成空压机高温报警停机，而且大量的热能直接排放到空气当中，造成了能量浪费、热害的双重问题。
目前，提取该热能的常规设备是管壳式或钎焊板式油-水换热器。管壳式换热器缺点比较突出：换热效率低，占地空间大，用材多，制作成本高，拆装清洗困难。钎焊板式换热器虽然具有换热效率高的优点，但易结水垢，水垢堵截流道后，无法拆解清洗，换热器只好报废。尤其是提取热能制备洗浴热水时，洗浴水不能进行化学水处理，结垢严重。换热板表面是波纹板，水垢堵塞换热流通截面，化学清洗效果不佳。
发明内容
本发明为解决空压机热提取利用系统面临的管道结垢、换热效率低、清洗维护困难的问题，提供了一种空压机高效油-水换热系统技术。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
空压机高效油-水换热系统，包括可拆卸油-水板式换热器，可拆卸油-水板式换热器设有换热器热侧进口、换热器热侧出口、换热器冷侧出口和换热器冷侧进口，换热器热侧进口通过高温油管连接空压机的油气分离器，换热器热侧出口通过低温油管连接空压机的风冷散热器，换热器冷侧出口通过回水管连接循环加热水箱，换热器冷侧进口通过供水管连接循环加热水箱；高温油管通过排油高压气管连接储气罐；低温油管上设有排油阀。
所述高温油管和/或低温油管上设有球阀。
所述排油高压气管上设有球阀。
球阀为不锈钢球阀。
供水管上设有循环水泵。
低温油管上设有油温传感器，油温传感器通过变频器连接循环水泵。
循环加热水箱上设有液位传感器和补水电磁阀，液位传感器通过液位控制器连接补水电磁阀。
循环加热水箱上设有水箱溢流管。
循环加热水箱设有热水供应电磁阀。
本系统与原有空压机油气分离器、风冷散热器及储气罐对接。可拆卸油-水板式换热器的油路和水路按等截面流道设计，板片为浅表高密度波纹板，在最佳经济流速下，获得更高的紊流度，从而达到更高的Re和Nu。换热器流道密封圈采用丁腈橡胶材料制造，密封性强，耐拆解，耐腐蚀。
高温油管一端连接空压机油气分离器出油口，另一端经不锈钢球阀连接可拆卸油-水板式换热器热侧进口；排油高压气管一端连接储气罐，安装不锈钢球阀，另一端焊接至高温油管球阀后端；低温油管一端连接空压机风冷散热器进油口，另一端连接可拆卸油-水板式换热器热侧出口。
在低温油管上安装油温传感器，油温传感器经双芯屏蔽电缆连接至变频器，根据润滑油温度变化控制循环水泵转速，调节循环水流量。
循环水泵安装在供水管上，供水管一端连接循环加热水箱底端出水口，另一端连接可拆卸油-水板式换热器冷侧进口；回水管一端连接循环加热水箱顶端回水口，另一端连接可拆卸油-水板式换热器冷侧出口。
在循环加热水箱顶端安装水箱溢流管。
水箱底端安装热水供应电磁阀；水箱内安装液位传感器，与液位控制器信号端相连；水箱底端安装补水电磁阀，与液位控制器输出端连接。
本发明的有益效果是，与常规板式换热器相比，传热系数提高70%以上。由于传热系数高，同等换热容量下，所需换热面积小，节省制造成本40%以上。制备洗浴热水时，高硬度的自来水虽未进行任何处理，但由于水的紊流度高，水垢不易沉积在受热面上，而在流道中翻滚扰动，防垢且强化对流换热。结垢清洗周期由3个月提高至10个月以上，结垢速率大为降低。使用机械方式除去水垢，换热能力无任何衰减，不损伤密封垫，设备维护拆装简便，省时省力省钱。本发明现已在矿山、冶金、化工系统空压机上广泛使用，取得了良好的经济效益和社会效益。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明的组成结构示意图。
其中，1-可拆卸油-水板式换热器，2-换热器热侧进口，3-换热器热侧出口，4-换热器冷侧出口，5-换热器冷侧进口，6-空压机，7-油气分离器，8-风冷散热器，9-储气罐，10-不锈钢球阀，11-高温油管，12-低温油管，13-油温传感器，14-排油高压气管，15-变频器，16-回水管，17-供水管，18-循环水泵，19-循环加热水箱，20-液位传感器，21-液位控制器，22-补水电磁阀，23-水箱溢流管,24-热水供应电磁阀，25-排油阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本系统与原有空压机6的油气分离器7、风冷散热器8及储气罐9对接。可拆卸油-水板式换热器1的油路和水路按等截面流道设计，板片为浅表高密度波纹板，在最佳经济流速下，获得更高的紊流度，从而达到更高的Re和Nu。换热器流道密封圈采用丁腈橡胶材料制造，密封性强，耐拆解，耐腐蚀。
高温油管11一端连接空压机6的油气分离器7出油口，另一端经不锈钢球阀10连接换热器热侧进口2；排油高压气管14一端连接储气罐9，安装不锈钢球阀10，另一端焊接至高温油管11上的不锈钢球阀10后端；低温油管12一端连接空压机6的风冷散热器8进油口，另一端连接换热器热侧出口3。
在低温油管12上安装油温传感器13，油温传感器13经双芯屏蔽电缆连接至变频器15，根据润滑油温度变化控制循环水泵18转速，调节循环水流量。
循环水泵18安装在供水管17上，供水管17一端连接循环加热水箱19底端出水口，另一端连接换热器冷侧进口5；回水管16一端连接循环加热水箱19顶端回水口，另一端连接换热器冷侧出口4。
在循环加热水箱19顶端安装水箱溢流管23。
循环加热水箱19底端安装热水供应电磁阀24；循环加热水箱19内安装液位传感器20，与液位控制器21信号端相连；循环加热水箱19底端安装补水电磁阀22，与液位控制器21输出端连接。
系统运行中，根据空压机6运行的最佳回油温度（70℃）设定变频器输出量，当润滑油回油温度波动时，循环水泵18根据油温传感器13触发的信号，自动调节换热水量，使润滑油回油温度在±1℃范围内波动，确保空压机6的安全稳定工作。液位传感器20与液位控制器21相连，当循环加热水箱19水位降至设定值时，开启补水电磁阀22向循环加热水箱19中补水，液位传感器20检测到高水位后关闭补水电磁阀22。根据用热需求，开启热水供应电磁阀24，向用户提供生活热水。
定期清洗可拆卸油-水板式换热器1：关闭高温油管11、低温油管12的不锈钢球阀10，开启排油高压气管14上的不锈钢球阀10、排油阀25，利用高压空气脉冲，将换热器油路中的润滑油彻底排出并收集待用；关闭排油高压气管14后，将换热器拆解开，使用软质橡胶棍轻敲换热器板片，通过机械方法清除水垢，从而避免了化学清洗对金属换热板、橡胶密封垫的腐蚀损伤。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。