矿井乏风余热混合式取热热泵系统的制作方法
【专利摘要】矿井乏风余热混合式取热热泵系统，包括乏风换热室，乏风换热室内安装有乏风通道，乏风通道的下方安装有顶部敞口的集水池，集水池的正上方安装有喷淋管网，喷淋管网的进水口经由串联有循环喷淋泵的喷淋取水管与集水池连通，乏风通道的进风口经由风道与矿井回风干道出口连通，乏风通道内位于集水池的后侧安装有直接蒸发式乏风换热器，乏风通道的出风口与外界相通，乏风换热器的换热管路出口经由输送管路与右四通阀的其一接管口连通，乏风换热器的换热管路的进口经由连接管路与右壳管满液式冷凝蒸发器的换热管路的出口连通。其目的在于提供一种运行风阻小，能耗低，热效率高，可节约大量能源，降低环境污染的矿井乏风余热混合式取热热泵系统。
【专利说明】矿井乏风余热混合式取热热泵系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种矿井乏风余热混合式取热热泵系统。
【背景技术】
[0002]对矿井乏风余热利用，原有技术有两种不同的技术路线，其一是喷淋式取热，喷淋式取热存在水堵、取热量小的缺陷，乏风在12°C以下就无法取热；其二是直蒸式取热，直蒸式取热虽取热量大，但由于乏风中混有较多的灰尘，运行过程中存在乏风换热器容易被堵塞的问题，造成乏风换热器的风阻力较大。此外，为了消除矿井回风主机的30?40dB(A)噪音，现有的乏风取热装置中都设置消音器，由此也会进一步增大风阻，导致能耗增加。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种运行风阻小，能耗低，热效率高，可节约大量能源，降低环境污染的矿井乏风余热混合式取热热泵系统。
[0004]本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，包括乏风换热室，乏风换热室内设有乏风通道，乏风通道中部的下方设有顶部敞口的集水池，集水池的正上方安装有喷淋管网，喷淋管网上安装有多个可向下喷水的喷头，喷淋管网的进水口经由串联有循环喷淋泵的喷淋取水管与集水池连通，所述乏风通道的进风口经由风道与矿井回风干道的出口连通，乏风通道内位于集水池的后侧安装有直接蒸发式乏风换热器，乏风通道的出风口与外界相通，所述乏风换热器的换热管路的出口经由输送管路与右四通阀的其一接管口连通，乏风换热器的换热管路的进口经由连接管路与右壳管满液式冷凝蒸发器的换热管路的出口连通，右壳管满液式冷凝蒸发器的换热管路的进口经由管路与右四通阀的另一接管口连通，右四通阀的又一接管口经由管路与右压缩机的出口连通，右四通阀的再一接管口经由管路与右压缩机的进口连通；所述集水池的底部与污泥水源热泵取水管的进口连通，污泥水源热泵取水管的中部串联有污泥水泵，污泥水源热泵取水管的出口与污泥箱式蒸发冷凝器的上部连通，污泥箱式蒸发冷凝器经由污泥水源热泵回水管与所述集水池连通，污泥箱式蒸发冷凝器位于所述集水池的下方，污泥箱式蒸发冷凝器的底部与排污管的进口连通，排污管的中部串联有排污阀，排污管的出口与沉泥池连通，沉泥池位于所述污泥箱式蒸发冷凝器的下方；所述污泥箱式蒸发冷凝器的换热管路的出口经由串联有左双向热力换向阀的管路与左壳管满液式冷凝蒸发器的换热管路的进口连通，左壳管满液式冷凝蒸发器的换热管路的出口经由左四通阀分别与左压缩机的出口、左压缩机的进口和所述污泥箱式蒸发冷凝器的换热管路的进口利用管路连通；所述左壳管满液式冷凝蒸发器的出水口和所述右壳管满液式冷凝蒸发器的出水口分别经由管路与供热水管连通，左壳管满液式冷凝蒸发器的回水口和所述右壳管满液式冷凝蒸发器的回水口分别经由管路与回水管连通，回水管或所述供热水管上串联有循环水泵。
[0005]本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其喷淋管网的前方安装有导流板，所述连接管路上串联有右双向热力换向阀。[0006]本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其乏风换热室的下方设有热泵主机房，所述污泥箱式蒸发冷凝器、所述左壳管满液式冷凝蒸发器、所述右壳管满液式冷凝蒸发器、所述左压缩机、所述右压缩机、所述循环水泵和所述污泥水泵安装在热泵主机房内。
[0007]本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其风道包括引风弯头段和扩散塔，引风弯头段的出口与所述乏风换热室的进风口连通，引风弯头段的进口与所述扩散塔的出口连通，扩散塔的进口与回风风机的出口连通，回风风机的进口与所述矿井回风干道的出口连通。
[0008]本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其沉泥池设置在所述热泵主机房的下方。
[0009]本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其喷淋管网安装在乏风通道内的上部，喷淋管网沿水平方向设置。
[0010]本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，采用两级取热，其第一级利用喷淋取热清洗乏风，为后级直蒸式取热创造较清洁乏风，第二级利用直接蒸发式乏风换热器深焓取热，可将第一级水分蒸发的潜热与乏风中显热与潜热完全取回，大大提高了矿井乏风余热资源的利用率，并可消除矿井回风主机的30-40dB噪音，无需设置消音器，整个乏风取热系统不增加回风主风机的阻力，可谓一举三得，而两级混合式取热，可保障极高的热泵效率。因此，本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统运行风阻小，能耗低，热效率高，造价低，可节约大量能源，并且运行费用低，对环境友好，可有效减少对环境的污染，推广使用的经济效益和社会效益都极其突出。
[0011]下面结合附图及实施例详述本发明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统的原理图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1，本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，包括乏风换热室5，乏风换热室5内设有让乏风经由的乏风通道32，乏风通道32内中部的下方设有顶部敞口的、用于收集上面喷淋下来的水的集水池9，集水池9的正上方安装有喷淋管网6，喷淋管网6上安装有多个可向下喷水的喷头，喷下的水在穿过乏风通道32时，会与乏风进行热交换，从而将乏风中的热能提取出来，并将提取出来的热能带入集水池9，喷淋管网6的进水口经由串联有循环喷淋泵7的喷淋取水管8与集水池9连通，循环喷淋泵7可不断的将集水池9经由喷淋取水管8输送到喷淋管网6进行循环，提取乏风中的热能，并可清除掉乏风中的灰尘，清洗干净乏风，防止乏风中的灰尘向后运动堵塞直接蒸发式乏风换热器12，造成能耗增力口，避免直接蒸发式乏风换热器12的换热效率急剧下降。
[0014]乏风通道32的进风口经由风道与矿井回风干道I的出口连通，乏风通道32内位于集水池9的后侧安装有直接蒸发式乏风换热器12，乏风通道32的出风口与外界相通，乏风换热器12的换热管路的出口经由输送管路30与右四通阀22的其一接管口连通，乏风换热器12的换热管路的进口经由连接管路31与右壳管满液式冷凝蒸发器23的换热管路的出口连通，右壳管满液式冷凝蒸发器23的换热管路的进口经由管路与右四通阀22的另一接管口连通，右四通阀22的又一接管口经由管路与右压缩机24的出口连通，右四通阀22的再一接管口经由管路与右压缩机24的进口连通；在使用时，启动右压缩机24，直接蒸发式乏风换热器12的换热管路中的流体介质提取的热能就可经由右四通阀22经右压缩机24输送至右壳管满液式冷凝蒸发器23的换热管路中，在此右壳管满液式冷凝蒸发器23的换热管路中的流体介质将热能传递给右壳管满液式冷凝蒸发器23内的水介质，然后右壳管满液式冷凝蒸发器23内的水介质再经由供热水管26将热能输送出去。
[0015]集水池9的底部与污泥水源热泵取水管11的进口连通，污泥水源热泵取水管11的中部串联有污泥水泵16，污泥水源热泵取水管11的出口与污泥箱式蒸发冷凝器19的上部连通，污泥箱式蒸发冷凝器19经由污泥水源热泵回水管10与集水池9连通，污泥箱式蒸发冷凝器19位于集水池9的下方，启动污泥水泵16，集水池9中的具有热能的水就会经污泥水源热泵取水管11被输送到污泥箱式蒸发冷凝器19中，同时污泥箱式蒸发冷凝器19中原有的、已经进行过热交换的水则会经回水管10回流到集水池9。
[0016]污泥箱式蒸发冷凝器19的底部与排污管21的进口连通，排污管21的中部串联有排污阀20，排污管21的出口与沉泥池29连通，沉泥池29位于污泥箱式蒸发冷凝器19的下方；当污泥箱式蒸发冷凝器19的底部沉积有较多的泥沙时，可打开排污阀20，让泥沙水经排污管21流入沉泥池29。
[0017]污泥箱式蒸发冷凝器19的换热管路的出口经由串联有左双向热力换向阀15的管路与左壳管满液式冷凝蒸发器14的换热管路的进口连通，左壳管满液式冷凝蒸发器14的换热管路的出口经由左四通阀17分别与左压缩机18的出口、左压缩机18的进口和污泥箱式蒸发冷凝器19的换热管路的进口利用管路连通；在使用过程中，启动左压缩机18，污泥箱式蒸发冷凝器19的换热管路中的流体介质就会将从污泥箱式蒸发冷凝器19内来自集水池9的水中提取出来的热能，经左压缩机18输送到左壳管满液式冷凝蒸发器14的换热管路中，在此左壳管满液式冷凝蒸发器14的换热管路中的流体介质将热能传递给左壳管满液式冷凝蒸发器14内的水介质，然后左壳管满液式冷凝蒸发器14内的水介质再经由供热水管26将热能输送出去。
[0018]左壳管满液式冷凝蒸发器14的出水口和右壳管满液式冷凝蒸发器23的出水口分别经由管路与供热水管26连通，左壳管满液式冷凝蒸发器14的回水口和右壳管满液式冷凝蒸发器23的回水口分别经由管路与回水管27连通，回水管27或供热水管26上串联有循环水泵25。
[0019]上述喷淋管网6的前方优选安装有导流板33，连接管路31上串联有右双向热力换向阀13。
[0020]上述乏风换热室5的下方优选设有热泵主机房28，污泥箱式蒸发冷凝器19、左壳管满液式冷凝蒸发器14、右壳管满液式冷凝蒸发器23、左压缩机18、右压缩机24、循环水泵25和污泥水泵16安装在热泵主机房28内。上述风道包括引风弯头段4和扩散塔3，引风弯头段4的出口与乏风换热室5的进风口连通，引风弯头段4的进口与扩散塔3的出口连通，扩散塔3的进口与回风风机2的出口连通，回风风机2的进口与矿井回风干道I的出口连通。沉泥池29设置在热泵主机房28的下方。喷淋管网6优选安装在乏风通道32内的上部，喷淋管网6沿水平方向设置。
[0021]本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，在冬季可让左四通阀17、右四通阀22换向至冬季工作状态进行工作，在炎热的夏季，则可让左四通阀17、右四通阀22换向至夏季工作状态进行工作。由于是经由提取矿井回风干道中出来的乏风中连续、稳定的巨量热能资源加热煤矿矿井进风干道的供风，不需要使用额外的能源。因此，本发明的矿井乏风余热混合式取热热泵系统可节约大量能源，并且运行费用低，对环境友好，可有效减少对环境的污染。
【权利要求】
1.矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其特征是:包括乏风换热室(5)，乏风换热室(5)内设有乏风通道(32)，乏风通道(32)内的下方设有顶部敞口的集水池(9)，集水池(9)的正上方安装有喷淋管网(6),喷淋管网(6)上安装有多个可向下喷水的喷头，喷淋管网(6)的进水口经由串联有循环喷淋泵(7)的喷淋取水管(8)与集水池(9)连通，所述乏风通道(32)的进风口经由风道与矿井回风干道(I)的出口连通，乏风通道(32)内位于集水池(9)的后侧安装有直接蒸发式乏风换热器(12)，乏风通道(32)的出风口与外界相通，所述乏风换热器(12)的换热管路的出口经由输送管路(30)与右四通阀(22)的其一接管口连通，乏风换热器(12)的换热管路的进口经由连接管路(31)与右壳管满液式冷凝蒸发器(23)的换热管路的出口连通，右壳管满液式冷凝蒸发器(23)的换热管路的进口经由管路与右四通阀(22)的另一接管口连通，右四通阀(22)的又一接管口经由管路与右压缩机(24)的出口连通，右四通阀(22)的再一接管口经由管路与右压缩机(24)的进口连通；所述集水池(9)的底部与污泥水源热泵取水管(11)的进口连通，污泥水源热泵取水管(11)的中部串联有污泥水泵(16)，污泥水源热泵取水管(11)的出口与污泥箱式蒸发冷凝器(19)的上部连通，污泥箱式蒸发冷凝器(19)经由污泥水源热泵回水管(10)与所述集水池(9)连通，污泥箱式蒸发冷凝器(19)位于集水池(9)的下方，污泥箱式蒸发冷凝器(19)的底部与排污管(21)的进口连通,排污管(21)的中部串联有排污阀(20),排污管(21)的出口与沉泥池(29)连通，沉泥池(29)位于所述污泥箱式蒸发冷凝器(19)的下方；所述污泥箱式蒸发冷凝器(19)的换热管路的出口经由串联有左双向热力换向阀(15)的管路与左壳管满液式冷凝蒸发器(14)的换热管路的进口连通，左壳管满液式冷凝蒸发器(14)的换热管路的出口经由左四通阀(17)分别与左压缩机(18)的出口、左压缩机(18)的进口和所述污泥箱式蒸发冷凝器(19)的换热管路的进口利用管路连通；所述左壳管满液式冷凝蒸发器(14)的出水口和所述右壳管满液式冷凝蒸发器(23)的出水口分别经由管路与供热水管(26)连通，左壳管满液式冷凝蒸发器(14)的回水口和所述右壳管满液式冷凝蒸发器(23)的回水口分别经由管路与回水管(27)连通，回水管(27)或所述供热水管(26)上串联有循环水泵(25)。
2.如权利要求1所述的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其特征是:所述喷淋管网(6)的前方安装有导流板(33)，所述连接管路(31)上串联有右双向热力换向阀(13)。
3.如权利要求2所述的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其特征是:所述乏风换热室(5)的下方设有热泵主机房(28)，所述污泥箱式蒸发冷凝器(19)、所述左壳管满液式冷凝蒸发器(14)、所述右壳管满液式冷凝蒸发器(23)、所述左压缩机(18)、所述右压缩机(24)、所述循环水泵(25)和所述污泥水泵(16)安装在热泵主机房(28)内。
4.如权利要求3所述的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其特征是:所述风道包括引风弯头段(4)和扩散塔(3)，引风弯头段(4)的出口与所述乏风换热室(5)的进风口连通，引风弯头段(4)的进口与所述扩散塔(3)的出口连通，扩散塔(3)的进口与回风风机(2)的出口连通，回风风机(2)的进口与所述矿井回风干道(I)的出口连通。
5.如权利要求4所述的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其特征是:所述沉泥池(29)设置在所述热泵主机房(28)的下方。
6.如权利要求5所述的矿井乏风余热混合式取热热泵系统，其特征是:所述喷淋管网(6)安装在乏风通道(32)内的上部，喷淋管网(6)沿水平方向设置。
【文档编号】F25B30/06GK103697628SQ201310703758
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】宋世果, 谢峤, 李丁丁, 于力仲, 刘成, 朱长印 申请人:北京中矿博能节能科技有限公司