199939. lajstromszámú szabadalom • Sűrített levegőt termelő kompresszorok kombinatív, kettős hűtési rendszere, a sűrített levegőben lévő hőenergia üzembiztos visszanyerése érdekében
1 HU 199939 B 2 — a szétválasztott vízhűtők következtében a belső hűtővíz csőhálózata bonyolult, és ezért jelentősen növeli a kompresszor árát; — az optimális átlaghőmérséklet különbségek valósak, de csak egyetlen ponthoz (vagy nagyon szűk sávhoz) tartozó víztömegáram és hőmérséklet esetén. A hőhasznosító "külső világ" viszont általában változó hőigényű; — a belépő hűtővíz hőmérsékletének valamilyen oknál fogva való emelkedése esetén a gép szabályozó rendszere csak kismértékű toleranciára képes, így hibajelzésre leáll; — a kilépő víz hőmérséklete sohasem érheti el a 100 °C-t, mert a feletti hőmérsékletnél a gép ismét kritikus levegőhőmérsékletet produkál; — a soros hűtővízrendszer következtében a hűtési lánc bármelyik tagjának meghibásodása, vagy a hűtővíz kimaradása a nagyértékű gép meghibásodását is előidézheti. Az energia-visszanyerés második alapvető műszaki problémájának, vagyis az energiakínálat és energiaigény szinkronosának optimalizálását jelenleg azzal érik el, hogy az eddig ismertetett rendszerhez hozzáépítenek még egy külső hűtőrendszert, mely kettő hőcserélőből, hűtőtoronyból, hűlővíztároló medencéből áll, és melynek szivattyúkkal, motorosszelepekkel, tágulási tartállyal ellátott csőrendszere van. A kompresszor külső hűtővízköre zárt. A kompresszor előbb ismertetett rendszeréből a 90-100 °C hőfokszintű kilépő víz először az első hőcserélőbe kerül, innen a másodikba, majd egy háromútú motoros szabályozószelepen keresztül 30 - 40 °C hőfokszinten visszalép a kompresszorba. A zárt kör cirkulációját egy szivattyú végzi. A tulajdonképpeni hővisszanyerés az első hőcserélő segítségével történik. Az első hőcserélő ügy van méretezve, hogy kedvező esetben a második hőcserélő nélkül is a 30 — 40 °C szintre való visszahűtés, a felhasználóhoz belépő melegvíz és a felhasználótól visszatérő melegvíz megfelelő A t értéke mellett, elérhető. Ilyenkor optimális a hővisszanyerés, és a második hőcserélőnek — amely a hűtőtoronynak és a medencének nincsen szerepe. Amennyiben a hőelvonás teljeskörűen az első hőcserélőben nem valósul meg — esetleg egyáltalán nincs hőcsere - egy automatikusan induló szivattyú segítségével a második hőcserélőben történik a hőelvonás. A második hőcserélő üzeme során a medencében a vízhőfok növekszik és egy beállított értéknél induló szivattyú útján működésbe lép a hűtőtorony. Ebben az esetben már csak részleges vagy nulla a hővisszanyerés. A kompresszor hűtővizében lévő hőtartalom az atmoszférába távozik. A megoldás legfőbb hátránya, hogy a létesítési és üzemeltetési költségek igen magasak, mivel a második hőcserélő, a medence, a hűtőtorony és egy-két szivattyú, valamint a sokkal kiterjedtebb csőrendszer csak azért kerülnek beépítésre, hogy a kompresszor hővisszanyerő rendszer nélkül, illetve részleges hővisszanyerés mellett is üzemeltethető legyen. Közelálló ismert megoldást mutat be a DEOS 2.442.054 számú "Tapasztalatok és berendezések belsőégésű motorok és ezek által meghajtott munkagépek hűtéséhez" című közzétételi leírás, mely szintén foglalkozik kompresszorok hűtőkör rendszereinek megoldásával; zárt vízhűtő rendszert hűti levegővel. Ezzel szemben jelen ta- 5 iálmány ezt tovább fejlesztve a zárt hűtővíz rendszert hűti vízzel és a forró levegőt hűli vízzel és levegővel, valamint a hűtők mindig sorosan vannak kapcsolva, és mindig a vízhűtő van beépítve a levegőhűtő elé. 10 A találmány célja az előbbiekben ismertetett műszaki problémák megoldása; tehát olyan energiavisszanyerés elérése a sűrítettlevegőt termelő kompresszoroknál, hogy a technológiai követelmények kielégítése mellett, a megnövelt hű- 15 lővízhőmérséklet ne okozzon minőségi romlást a termelt sűrítettlevegőben; a rendszer zárttá tétele, az entrópia termelés minimális legyen, illetve az üzemelő kompresszor energia kínálata hulladékhő szempontjából szinkronban legyen a hul- 20 ladékhő felhasználó energiaigényével, hogy ne kelljen egy külön tartalék vízhűtőrendszert kiépíteni; a kilépő 100 °C feletti hűtővízhőmérséklet se okozzon kritikus levegőhőmérsékletet; valamint mindezek figyelembevételével az energia- 25 árakhoz képest a megoldás gazdaságos legyen, kompresszorok belső hűtőkörének kialakítása legyen egyszerű és biztonságos, a hővisszanyerés a külső hűtőkörben pedig biztosítása a jól szabályozhatóságot és könnyű telepíthetőséget. 30 A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a két fontosabb műszaki problémát — az energiavisszanyerést minőségromlás nélküli sűrítettlevegő termelésnél, valamint a hulladékhőt produkáló energiakínálat és a hulladékhőt felhasz- 35 náló energiafogyasztó szinkronba hozását — úgy tudja egyszerre megoldani, hogy a hővisszanyerésre alkalmas kompresszorok minden fokozatát ellátja egy kettős hűtőkörrel, nevezetesen levegőhűtővel és vízhűtővel is, ezeket mindig sorosan 40 kapcsolja és mindig a vízhűtőt építi be a levegőhűtő elé. Tehát a találmány egy rendszer két alapvető műszaki problémájának megoldásához ad optimális lehetőséget, és a többi - a célok között felsorolt — feladatok megoldását is bizto- 45 sítja. A találmány a kitűzött feladatot — a sűrítettlevegőt termelő egy- vagy kétfokozatú korszerű kompresszorok hulladékhőjének hasznosítását, a levegő sűrítésére fordított munkából eredő hő- 50 energia visszanyerését — általánosságban egy olyan hűtési rendszerrel biztosítja, melynél az egy- vagy kétfokozatú kompresszorok hűtése kettős rendszerrel, külön vízhűtő és külön levegőhűtő rendszerrel, illetve külön vízhűtő és kü- 55 lön levegőhűtő beépítésével kerül megoldásra. Mind a vízhűtő mind a levegőhűtő egyaránt a kompresszor első sűrítési fokozata után, valamint a kétfokozatú kompresszoroknál a második sűrítési fokozata után is beépítésre kerül. A 60 kompresszor első sűrítési fokozata után a közbensőhűtők, nevezetesen a vízhűtésű közbensőhűtő és a levegőhűtésű közbensőhűtő, valamint a kétfokozatú kompresszornál a második sűrítési fokozat után az utóhfltők, nevezetesen a vízhűté- 65 sű utóhűtő és a levegőhűtésű utóhűtő kerülnek 3
