一种矿井降温和供热系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿井热害治理技术领域，特别涉及一种矿井降温和供热系统。
【背景技术】
[0002]随着我国煤炭需求的增加，浅部资源的逐渐减少，矿井开采深度的不断提高，矿井热害问题凸显。井下高温高湿的气候环境产生过高的热应力，破坏人体的热平衡，使人感到不舒适，甚至导致工作人员中暑，导致事故率增加，且生产率降低，严重影响煤炭安全生产。
[0003]为改善矿井内的劳动环境，提高劳动效率和安全效益，在使用通风降温不能有效解决热害问题时必须采用机械制冷降温的方法实现矿井降温，从而有效降低矿井热害问题造成的影响。
[0004]尤其是在夏季，夏季工作地点的温度要明显高于其他季节，夏季热害比其他季节更为严重，此时地面气候对井下气候有着显著的影响，通常情况下，夏季7、8月份地面空气热焓比冬季1、2月份高60kJ/kg。目前矿井降温方法通常采用水冷系统降温，在地面或井下设置制冷机组，制出低温冷冻水，将低温冷冻水通过管路输送到使用地点，最终通过安设的井下使用地点的空气冷却器对进入工作面的空气进行降温除湿，达到改善作业地点空气环境的目的。水冷系统可以起到一定的降温效果，但矿井占地面积大且用冷地点分散，集中布置制冷站将导致冷水输送管路过长，到达用冷地点后冷水输送管内的冷冻水温升较大，导致降温效果不能满足要求。
[0005]因此，如何降低矿井热害影响和实现矿井防冻，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型提供了一种矿井降温和供热系统，以降低矿井热害影响和实现矿井防冻。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0008]一种矿井降温和供热系统，包括:
[0009]水源热泵机组，所述水源热泵机组的冷凝器的进水口与矿井水储水池通过第一管路连接，所述第一管路上设置有第一阀门和第一水泵，所述水源热泵机组的冷凝器的出水口与所述矿井水储水池通过第二管路连通，所述第二管路上设置有第二阀门；
[0010]设置在所述矿井的井口构筑物内的空气换热器；
[0011]一端与所述空气换热器的进水口连通，另一端与所述水源热泵机组的蒸发器的出水口连通的第三管路，所述第三管路上设置有第三阀门；
[0012]一端与所述空气换热器的出水口连通，另一端与所述蒸发器的进水口连通的第四管路，所述第四管路上设置有第四阀门；
[0013]一端与所述第一阀门和所述水源热泵机组之间的所述第一管路连通的第五管路，所述第五管路的另一端与所述第三阀门和所述空气换热器之间第三管路连通，所述第五管路上设置有第五阀门；
[0014]一端与所述第一阀门和所述矿井水储水池之间的所述第一管路连接的第六管路，所述第六管路的另一端与所述第三阀门和所述水源热泵机组之间的第三管路连通，所述第六管路上设置有第六阀门；
[0015]一端与所述第二阀门和所述水源热泵机组之间的第二管路连通的第七管路，所述第七管路的另一端与所述第四阀门和所述空气换热器之间的第四管路连通，所述第七管路上设置有第七阀门；
[0016]一端与所述第二阀门和所述矿井水储水池之间的所述第二管路连通的第八管路，所述第八管路的另一端与所述第四阀门和所述水源热泵机组之间的第四管路连通，所述第八管路上设置有第八阀门；
[0017]第三水泵，所述第三水泵设置在所述空气换热器与所述水源热泵机组之间的第四管路上。
[0018]优选的，在上述矿井降温和供热系统中，所述板式换热器与所述矿井水储水池之间的第一管路上设置有第二水泵。
[0019]优选的，在上述矿井降温和供热系统中，所述第二水泵为冷却水泵。
[0020]优选的，在上述矿井降温和供热系统中，所述空气换热器的个数为多个，且所述空气换热器均匀布置在所述矿井的井口。
[0021]优选的，在上述矿井降温和供热系统中，所述空气换热器为表面式空气换热器。
[0022]优选的，在上述矿井降温和供热系统中，所述第三水泵为冷冻水泵。
[0023]从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的矿井降温和供热系统，该系统既能实现矿井降温，从而降低热害影响，也能够实现矿井的供热，从而实现矿井井口防冻。本方案提供的装置，利用矿井水作为水源热泵机组的冷源或者热源，实现了余热的回收利用。矿井的降温过程为:开启第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，关闭第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门，开启第一水泵、第三水泵和水源热泵机组，通过第一水泵将矿井水储水池中的矿井水通过第一管路泵入水源热泵机组，水源热泵机组的蒸发器对矿井水进行降温处理获得冷冻水，冷冻水经过第三管路流入空气换热器，空气换热器对进入矿井的空气进行降温和除湿处理，空气换热器内的冷冻水吸收热量后，温度上升，通过第四管路由第三水泵泵回水源热泵机组的蒸发器，蒸发器对冷冻水再次进行冷却，重复上述过程，通过井口的空气换热器对送入井下的空气进行降温和除湿处理，从而送入井下的气体温度和湿度均相对较低，可以达到有效的对矿井除湿降温目的；矿井的供热过程为:开启第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门，关闭第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，开启第一水泵、第三水泵和水源热泵机组，水源热泵机组的蒸发器通过板式换热器吸收矿井水的热量对冷凝器内的循环水进行加热，加热完成的循环水通过第六管路进入第三管路，进而进入空气换热器，空气换热器对井口空气进行加热，空气换热器内的循环水温度下降，通过第三水泵由第四水管泵回水源热泵机组进行加热，循环此过程，供热过程中利用矿井水中的余热，提高了能量的利用率。本方案提供的装置，水源热泵机组通过矿井水作为冷源或者热源，对送入井口的空气进行降温或者供热处理，使得送入矿井内的空气达到安全生产的要求，对矿井进行整体的降温或者升温处理，相对于现有技术中在矿井内的工作地点进行局部降温或者升温的处理方式，可以在整体上改善矿井内的环境，有效降低矿井热害影响和实现矿井防冻。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本实用新型实施例提供的矿井降温和供热系统的结构示意图。
[0026]1、水源热泵机组，2、第一管路，3、第二管路，4、第一水泵，5、第三管路，6、空气换热器，7、第四管路，8、第一阀门，9、第二阀门，10、第三阀门，11、第四阀门，12、第五管路，13、第五阀门，14、第六管路，15、第六阀门，16、第七管路，17、第七阀门，18、第八管路，19、第八阀门，20、板式换热器，21、第二水泵，22、第三水泵，23、矿井水储水池。
【具体实施方式】
[0027]本实用新型公开了一种矿井降温和供热系统，以降低矿井热害影响和实现矿井防冻。
[0028]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的矿井降温和供热系统的结构示意图。
[0030]一种矿井降温和供热系统，包括:水源热泵机组1，水源热泵机组I的冷凝器的进水口与矿井水储水池23通过第一管路2连接，第一管路2上沿水的输送方向依次设置有第一水泵4、板式换热器20和第一阀门8，利用矿井水作为水源热泵机组I的冷源或者热源，水源热泵机组I的冷凝器的出水口与矿井水储水池23通过第二管路3连通，第二管路3与板式换热器20连通，第二管路3上设置有第二阀门9 ;设置在矿井的井口构筑物内的空气换热器6 ;—端与空气换热器6的进水口连通，另一端与水源热泵机组I的蒸发器的出水口连通的第三管路5，第三管路5上设置有第三阀门10 ;—端与空气换热器6的出水口连通，另一端与蒸发器的进水口连通的第四管路7，第四管路7上设置有第四阀门11 ;一端与第一阀门8和水源热泵机组I之间的第一管路2连通的第五管路14，第五管路14的另一端与第三阀门10和空气换热器6之间第三管路5连通，第五管路14上设置有第五阀门13 ;—端与第一阀门8和板式换热器20之间的第一管路2连接的第六管路12，第六管路12的另一端与第三阀门10和水源热泵机组I之间的第三管路5连通，第六管路12上设置有第六阀门13 端与第二阀门9和水源热泵机组I之间的第二管路3连通的第七管路16，第七管路16的另一端与第四阀门11和空气换热器6之间的第四管路7连通，第七管路16上设置有第七阀门17 端与第二阀门9和板式换热器20之间的第二管路3连通的第八管路18，第八管路18的另一端与第四阀门11和水源热泵机组I之间的第四管路7连通，第八管路18上设置有第八阀门19 ;第三水泵22，第三水泵设置在空气换热器6与水源热泵机组I之间的第四管路7上。
[0031]本方案提供的系统既可以实现对矿井的降温也可以实现对矿井的供热，本方案提供的装置利用水源热泵机组且将矿井水作为水源热泵机组的冷源或者热源，获得的冷冻水或者升温的循环水通过第三管路进入设置在矿井口的空气换热器，空气换热器对进入矿井的空气进行降温或者升温处理，使得送入井口的空气满足矿井安全生产的需要，整体上改善矿井内的温度，达到整体改善矿井内的环境的目的，相对于现有技术中在作用地点进行局部降温或者升温的措施，在夏季可以有效降低热害影响，在冬季可以有效避免矿井内发生冻结。
[0032]水源热泵机组I包括:蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀。
[0033]本方案提供的系统的降温过程为:开启第一阀门8、第二阀门9、第三阀门10和第四阀门11，关闭第五阀门13、第六阀门15、第七阀门1