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CN209324610U - 一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统 - Google Patents

一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统 Download PDF

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CN209324610U
CN209324610U CN201821366107.8U CN201821366107U CN209324610U CN 209324610 U CN209324610 U CN 209324610U CN 201821366107 U CN201821366107 U CN 201821366107U CN 209324610 U CN209324610 U CN 209324610U
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CN
China
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water
air compressor
oil
thermal energy
water route
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CN201821366107.8U
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English (en)
Inventor
李冬梅
许凯
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State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd Xiangshui County Power Supply Branch
State Grid Corp of China SGCC
Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd Xiangshui County Power Supply Branch
State Grid Corp of China SGCC
Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,所述热能回收应用系统包括由生活用水箱、水路冷热交换器与水泵三者形成的一个水路循环和空气压缩机和水路冷热交换器两者形成的油路循环,由控制箱提供电气自动化技术的控制下,在水路冷热交换器进行换热,使油路循环温度降低,空气压缩机处于持续降温的状态可延长使用时间,水路循环温度升高,在水泵的驱动下不断地给生活供给箱中的冷水进行加热,转换的热能也能运用到工厂生活中去,结构简单,自动化程度高。

Description

一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统
技术领域
本实用新型属于电气技术领域,特别涉及一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统。
背景技术
目前随着气动工具的安全性和稳定性,使空气压缩机在工厂的应用越来越广泛,空气压缩机使用时电机高速旋转产生很大的热能,为了使空气压缩机能够延长寿命,必须对电机进行冷却降温,现有的技术只能通过空气压缩机油经过电机,然后通过金属油管从空气压缩机出端口接到冷热交换器进端口,通过风冷达到降温要求,然后从冷热交换器的出端口经过金属油管到空气压缩机的进端口形成循环达到降温的作用,这种通过风冷达到散热方式使的热能很难被人高效利用,而且工厂属于人群聚集的地方,对热水稳定供应也是很难的问题。
实用新型内容
为解决上述问题本实用新型提供一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,该系统能够利用生活用水通过水路冷热交换器,对空气压缩机电机达到降温的效果,并且对工厂能够提供适宜温度的生活水。
本实用新型具体为一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,所述热能回收应用系统包括机械设备和电气设备,其中:
所述热能回收应用系统的机械设备,包括底座、空气压缩机、生活水供给箱及水泵;所述水泵具有进端口和出端口,所述空气压缩机是由空气压缩机油对运行中的空气压缩机电机进行降温,所述空气压缩机具有进油口和出油口;所述生活水供给箱中装有生活用水,所述生活水供给箱具有进水口和出水口;所述底座上包括水路冷热交换器,所述水路冷热交换器中具有进油口、出油口、进水口及出水口,所述进油口和出油口相通,所述进水口和出水口相通;所述水路冷热交换器中进水口与生活水供给箱出水口之间用金属管连接并安装温度传感器,所述水路冷热交换器出水口与水泵进端口之间用金属管连接并安装温度传感器和电动比例阀,所述水泵出端口与生活水供给箱进水口之间用金属管连接,所述生活水供给箱、水路冷热交换器和水泵之间形成水路循环;所述水路冷热交换器进油口与空气压缩机出油口之间用金属管连接并安装温度传感器,所述水路冷热交换器出油口与空气压缩机进油口之间用金属管连接并安装温度传感器和电动比例阀,所述空气压缩机和水路冷热交换器之间形成油路循环;
所述热能回收应用系统的电气设备,包括控制箱,所述控制箱包括电柜板和柜体组成;所述柜体上装有威能触摸屏,通过数据通讯线与电柜板上PLC进行通讯连接;所述电柜板上包括PLC200、空气开关、熔断器、开关电源及变压器;所述PLC200包括CPU224XP、温度模块、模拟量输出模块及PLC电池,通过内部通讯线使CPU224XP、温度模块及模拟量输出模块相连,PLC电池安装在CPU224XP上;所述空气开关接入工厂提供的AC380V电源,与变压器输入端电性相接;所述变压器输出端接出AC220V电源通过熔断器与开关电源输入端电性相接,所述变压器输出端接出AC24V电源通过熔断器与电动比例阀通过连接线电性相接;所述开关电源的输出端接出DC24V电源通过熔断器与PLC200、温度模块、模拟量输出模块及威能触摸屏的电源进线端电性相接;所述温度模块通过连接线与温度传感器电性相接;所述模拟量输出模块通过连接线与电动比例阀电性相接。
进一步的,所述水泵包括叶轮和电机;所述电机为三相异步电动机,所述电机一直处于运行状态,不被热能回收应用系统的电气设备控制;所述叶轮在电机旋转时产生推力,将生活水从水泵进端口输送到水泵出端口。
进一步的,所述空气压缩机运行时,空气压缩机电机能够驱动空气压缩机油在金属管道内流动。
进一步的,所述生活水在水路循环中以顺时针方向流动,所述空气压缩机油在油路循环中以顺时针方向流动,所述水路冷热交换器中水路循环和油路循环流动方向形成对流,提高空气压缩机油与生活水在水路冷热交换器中热能的转换效率。
进一步的,所述水路冷热交换器中进油口、出油口、进水口及出水口四处安装的温度传感器分别为进油温度传感器、出油温度传感器、进水温度传感器及出水温度传感器,所述水路冷热交换器中出油口和出水口两处安装的电动比例阀分别为油路电动比例阀和水路电动比例阀;所述温度传感器为PT1000热敏电阻传感器,检测当前管道内的流体的温度;所述电动比例阀为流量电动比例阀,通过调节电动比例阀开启度,改变金属管管径大小。
进一步的,所述CPU224XP在软件中提供内部寄存器和PID运算指令,所述内部寄存器能对温度模块采集的电信号赋值,赋值的数值就是温度传感器采集温度的数值,所述内部寄存器能够通过PLC200软件的运算下,将比例阀开启度的数值赋值在内部寄存器内,通过模拟量输出模块调节电动比例阀开启度;所述PID运算指令通过设置参数和电气设备控制下,改变采集温度数值,减少和所设温度数值的偏差。
进一步的,所述PLC电池为S7-200PLC系列专用的电池,所述PLC电池能将威能触摸屏中所设参数在电气设备断电重启的情况下,保持不变。
进一步的,所述温度模块为S7-200系列中EM321热电阻模块,所述EM321热电阻模块连接线采集温度传感器中热敏电阻的阻值转化后的电信号;所述模拟量输出模块为S7-200系列中EM232模拟量两路输出的模块,所述模拟量输出模块可以输出0到10V的直流电压,通过控制直流电压的数值大小来控制比例阀的开启度。
进一步的,所述威能触摸屏提供用户登录和操作权限的设置,所述威能触摸屏能够通过数据通讯线与PLC连接,能够让热能回收应用系统在画面显示状态和参数设置;所述画面显示状态包括进水温度数值、出水温度数值、进油温度数值、出油温度数值、水路电动比例阀开启度数值和油路电动比例阀开启度数值;所述参数设置包括水路设定和油路设定;所述水路设定包括出水温度值、水路比例阀最小开启度、水路P值和水路I值;所述油路设定包括出油温度值、油路比例阀最小开启度、油路P值和油路I值。
附图说明
图1为本实用新型一种空气压缩机热能回收应用系统机械结构分布图;
图2为本实用新型一种空气压缩机热能回收应用系统电气结构分布图。
图中:1、水路冷热交换器;2、进油温度传感器;3、出油温度传感器;4、进水温度传感器;5、出水温度传感器;6、油路电动比例阀;7、水路电动比例阀;8、水泵;9、空气压缩机;10、生活水供给箱;11、金属管;12、底座;13、控制箱;14、空气开关;15、熔断器;16、开关电源;17、变压器;18、CPU224XP;19、温度模块;20、模拟量输出模块; 21、电柜板;22、柜体;23、威能触摸屏;24、数据通讯线;25、PLC电池。
具体实施方式
下面根据说明书附图对本实用新型空气压缩机热能回收应用系统的具体实施方式进行说明。
如图1所示,热能回收应用系统的机械设备,包括底座(12)、空气压缩机(9)、生活水供给箱(10)及水泵(8);所述水泵(8)具有进端口和出端口,所述空气压缩机(9)是由空气压缩机油对运行中的空气压缩机电机进行降温,所述空气压缩机(9)具有进油口和出油口;所述生活水供给箱(10)中装有生活用水,所述生活水供给箱具有进水口和出水口;所述底座(12)上包括水路冷热交换器(1),所述水路冷热交换器(1)中具有进油口、出油口、进水口及出水口,所述进油口和出油口相通,所述进水口和出水口相通;所述水路冷热交换器 (1)中进水口与生活水供给箱(10)出水口之间用金属管(11)连接并安装温度传感器,所述水路冷热交换器(1)出水口与水泵(8)进端口之间用金属管(11)连接并安装温度传感器和电动比例阀,所述水泵(8)出端口与生活水供给箱(10)进水口之间用金属管(11)连接,所述生活水供给箱(10)、水路冷热交换器(1)和水泵(8)之间形成水路循环;所述水路冷热交换器(1)进油口与空气压缩机(9)出油口之间用金属管(11)连接并安装温度传感器,所述水路冷热交换器(1)出油口与空气压缩机(9)进油口之间用金属管(11)连接并安装温度传感器和电动比例阀,所述空气压缩机(9)和水路冷热交换器(1)之间形成油路循环。
如图2所示,所述热能回收应用系统的电气设备,包括控制箱(13),所述控制箱(13) 包括电柜板(21)和柜体(22)组成;所述柜体(22)上装有威能触摸屏(23),通过数据通讯线(24)与电柜板(21)上PLC进行通讯连接;所述电柜板(21)上包括PLC200、空气开关(14)、熔断器(15)、开关电源(16)及变压器(17);所述PLC200包括CPU224XP(18)、温度模块(19)、模拟量输出模块(20)及PLC电池(25),通过内部通讯线使CPU224XP(18)、温度模块(19)及模拟量输出模块(20)相连,PLC电池(25)安装在CPU224XP(18)上;所述空气开关(14)接入工厂提供的AC380V电源,与变压器(17)输入端电性相接;所述变压器(17)输出端接出AC220V电源通过熔断器(15)与开关电源(16)输入端电性相接,所述变压器(17)输出端接出AC24V电源通过熔断器(15)与电动比例阀通过连接线电性相接;所述开关电源(16)的输出端接出DC24V电源通过熔断器(15)与PLC200、温度模块 (19)、模拟量输出模块(20)及威能触摸屏(23)的电源进线端电性相接;所述温度模块(19) 通过连接线与温度传感器电性相接;所述模拟量输出模块(20)通过连接线与电动比例阀电性相接。
进一步的,所述水泵(8)包括叶轮和电机;所述电机为三相异步电动机,所述电机一直处于运行状态,不被热能回收应用系统的电气设备控制;所述叶轮在电机旋转时产生推力,将生活水从水泵(8)进端口输送到水泵(8)出端口。
进一步的,所述空气压缩机(9)运行时,空气压缩机电机能够驱动空气压缩机油在金属管(11)道内流动。
进一步的,所述生活水在水路循环中以顺时针方向流动,所述空气压缩机油在油路循环中以顺时针方向流动,所述水路冷热交换器(1)中水路循环和油路循环流动方向形成对流,提高空气压缩机油与生活水在水路冷热交换器(1)中热能的转换效率。
进一步的,所述水路冷热交换器(1)中进油口、出油口、进水口及出水口四处安装的温度传感器分别为进油温度传感器(2)、出油温度传感器(3)、进水温度传感器(4)及出水温度传感器(5),所述水路冷热交换器(1)中出油口和出水口两处安装的电动比例阀分别为油路电动比例阀(6)和水路电动比例阀(7);所述温度传感器为PT1000热敏电阻传感器,检测当前管道内的流体的温度;所述电动比例阀为流量电动比例阀,通过调节电动比例阀开启度,改变金属管(11)管径大小。
进一步的,所述CPU224XP(18)在软件中提供内部寄存器和PID运算指令,所述内部寄存器能对温度模块(19)采集的电信号赋值,赋值的数值就是温度传感器采集温度的数值,所述内部寄存器能够通过PLC200软件的运算下,将比例阀开启度的数值赋值在内部寄存器内,通过模拟量输出模块(20)调节电动比例阀开启度;所述PID运算指令通过设置参数和电气设备控制下,改变采集温度数值,减少和所设温度数值的偏差。
进一步的,所述PLC电池(25)为S7-200PLC系列专用的电池,所述PLC电池(25) 能将威能触摸屏(23)中所设参数在电气设备断电重启的情况下,保持不变。
进一步的,所述温度模块(19)为S7-200系列中EM321热电阻模块,所述EM321热电阻模块连接线采集温度传感器中热敏电阻的阻值转化后的电信号;所述模拟量输出模块(20) 为S7-200系列中EM232模拟量两路输出的模块,所述模拟量输出模块(20)可以输出0到 10V的直流电压,通过控制直流电压的数值大小来控制比例阀的开启度。
进一步的,所述威能触摸屏(23)提供用户登录和操作权限的设置,所述威能触摸屏(23) 能够通过数据通讯线(24)与PLC连接,能够让热能回收应用系统在画面显示状态和参数设置;所述画面显示状态包括进水温度数值、出水温度数值、进油温度数值、出油温度数值、水路电动比例阀开启度数值和油路电动比例阀开启度数值;所述参数设置包括水路设定和油路设定;所述水路设定包括出水温度值、水路比例阀最小开启度、水路P值和水路I值;所述油路设定包括出油温度值、油路比例阀最小开启度、油路P值和油路I值。
最后应该说明的是,结合上述实施例仅说明本实用新型的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到,本领域技术人员可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换,但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (9)

1.一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于,所述热能回收应用系统包括机械设备和电气设备,其中:
所述热能回收应用系统的机械设备,包括底座、空气压缩机、生活水供给箱及水泵;所述水泵具有进端口和出端口,所述空气压缩机是由空气压缩机油对运行中的空气压缩机电机进行降温,所述空气压缩机具有进油口和出油口;所述生活水供给箱中装有生活用水,所述生活水供给箱具有进水口和出水口;所述底座上包括水路冷热交换器,所述水路冷热交换器中具有进油口、出油口、进水口及出水口,所述进油口和出油口相通,所述进水口和出水口相通;所述水路冷热交换器中进水口与生活水供给箱出水口之间用金属管连接并安装温度传感器,所述水路冷热交换器出水口与水泵进端口之间用金属管连接并安装温度传感器和电动比例阀,所述水泵出端口与生活水供给箱进水口之间用金属管连接,所述生活水供给箱、水路冷热交换器和水泵之间形成水路循环;所述水路冷热交换器进油口与空气压缩机出油口之间用金属管连接并安装温度传感器,所述水路冷热交换器出油口与空气压缩机进油口之间用金属管连接并安装温度传感器和电动比例阀,所述空气压缩机和水路冷热交换器之间形成油路循环;
所述热能回收应用系统的电气设备,包括控制箱,所述控制箱包括电柜板和柜体组成;所述柜体上装有威能触摸屏,通过数据通讯线与电柜板上PLC进行通讯连接;所述电柜板上包括PLC200、空气开关、熔断器、开关电源及变压器;所述PLC200包括CPU224XP、温度模块、模拟量输出模块及PLC电池,通过内部通讯线使CPU224XP、温度模块及模拟量输出模块相连,PLC电池安装在CPU224XP上;所述空气开关接入工厂提供的AC380V电源,与变压器输入端电性相接;所述变压器输出端接出AC220V电源通过熔断器与开关电源输入端电性相接,所述变压器输出端接出AC24V电源通过熔断器与电动比例阀通过连接线电性相接;所述开关电源的输出端接出DC24V电源通过熔断器与PLC200、温度模块、模拟量输出模块及威能触摸屏的电源进线端电性相接;所述温度模块通过连接线与温度传感器电性相接;所述模拟量输出模块通过连接线与电动比例阀电性相接。
2.根据权利要求1所述的一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于,所述水泵包括叶轮和电机;所述电机为三相异步电动机,所述电机一直处于运行状态,不被热能回收应用系统的电气设备控制;所述叶轮在电机旋转时产生推力,将生活水从水泵进端口输送到水泵出端口。
3.根据权利要求1所述的一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于,所述空气压缩机运行时,空气压缩机电机能够驱动空气压缩机油在金属管道内流动。
4.根据权利要求1所述的一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于;所述生活水在水路循环中以顺时针方向流动,所述空气压缩机油在油路循环中以顺时针方向流动,所述水路冷热交换器中水路循环和油路循环流动方向形成对流,提高空气压缩机油与生活水在水路冷热交换器中热能的转换效率。
5.根据权利要求1所述的一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于,所述水路冷热交换器中进油口、出油口、进水口及出水口四处安装的温度传感器分别为进油温度传感器、出油温度传感器、进水温度传感器及出水温度传感器,所述水路冷热交换器中出油口和出水口两处安装的电动比例阀分别为油路电动比例阀和水路电动比例阀;所述温度传感器为PT1000热敏电阻传感器,检测当前管道内的流体的温度;所述电动比例阀为流量电动比例阀,通过调节电动比例阀开启度,改变金属管管径大小。
6.根据权利要求1所述的一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于,所述CPU224XP在软件中提供内部寄存器和PID运算指令,所述内部寄存器能对温度模块采集的电信号赋值,赋值的数值就是温度传感器采集温度的数值,所述内部寄存器能够通过PLC200软件的运算下,将比例阀开启度的数值赋值在内部寄存器内,通过模拟量输出模块调节电动比例阀开启度;所述PID运算指令通过设置参数和电气设备控制下,改变采集温度数值,减少和所设温度数值的偏差。
7.根据权利要求1所述的一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于,所述PLC电池为S7-200PLC系列专用的电池,所述PLC电池能将威能触摸屏中所设参数在电气设备断电重启的情况下,保持不变。
8.根据权利要求1所述的一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于,所述温度模块为S7-200系列中EM321热电阻模块,所述EM321热电阻模块连接线采集温度传感器中热敏电阻的阻值转化后的电信号;所述模拟量输出模块为S7-200系列中EM232模拟量两路输出的模块,所述模拟量输出模块输出0到10V的直流电压,通过控制直流电压的数值大小来控制比例阀的开启度。
9.根据权利要求1所述的一种运用于空气压缩机的热能回收应用系统,其特征在于,所述威能触摸屏提供用户登录和操作权限的设置,所述威能触摸屏能够通过数据通讯线与PLC连接,能够让热能回收应用系统在画面显示状态和参数设置;所述画面显示状态包括进水温度数值、出水温度数值、进油温度数值、出油温度数值、水路电动比例阀开启度数值和油路电动比例阀开启度数值;所述参数设置包括水路设定和油路设定;所述水路设定包括出水温度值、水路比例阀最小开启度、水路P值和水路I值;所述油路设定包括出油温度值、油路比例阀最小开启度、油路P值和油路I值。
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