专利名称：利用矿山井下地道风的节能型空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热泵节能型空调系统，尤其涉及一种利用矿山井下地道风的节能型空调系统。
背景技术：
随着经济的发展和人民生活水平的提高，热泵作为一种节能型空调设备得到了愈来愈广泛的应用。空气源热泵的工作原理是，在冬季制热时，从室外空气中提取热量，输送到室内，提高室内空气的温度，在夏季制冷时，从室内空气中吸取热量，然后，排放到大气中，为人们 的工作、生活创造一个适宜的室内环境；如图la、图Ib所示，水源热泵是主要以地下水为热(冷)源，进行供暖、制冷及提供生活热水，在冬季供暖时地温空调机组以地下水为吸热源，工作介质在蒸发器中吸取地下水的热量蒸发，经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，然后进入冷凝器内释放热量以加热循环水，制取35 50°C的热水送入空调房间达到制热目的；在夏季制冷时地温空调机组以地下水为排热源，工作介质在蒸发器中吸取空调房间的热量蒸发，制取7°C冷水(最低40C )送入空调房间达到制冷目的，工作介质再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，然后进入冷凝器，把热量释放到地下水中；如图2a、图2b所示，土壤源热泵是以地下土壤为热(冷)源，靠埋入地下的U型管一进一回形成环路与大地进行换热，其它部分的工作原理与水源热泵类似。上述现有技术至少存在以下缺点水源热泵和土壤源热泵需要再次开挖土壤或寻找地下水资源，成本高、受环境制约较大；空气源热泵直接与室外大气交换热量，节能效果差、环保性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低、节能效果好、环保性好的利用矿山井下地道风的节能型空调系统。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的利用矿山井下地道风的节能型空调系统，包括空调机组，所述空调机组包括外换热器、内换热器、压缩机、膨胀阀，所述外换热器通过循环风管与矿山井下巷道相通。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的利用矿山井下地道风的节能型空调系统，由于空调机组的外换热器通过循环风管与矿山井下巷道相通，可以利用矿山巷道内一年四季常温的特点，利用已有巷道为热(冷)源，进行供暖、制冷及提供生活热水等，不用再次开挖土壤或寻找地下水资源，成本低、节能效果好、环保性好。
图Ia为现有技术中的水源热泵节能型空调系统冬季制热的原理示意图；图Ib为现有技术中的水源热泵节能型空调系统夏季制冷的原理示意图；图2a为现有技术中的土壤源热泵节能型空调系统冬季制热的原理示意图；图2b为现有技术中的土壤源热泵节能型空调系统夏季制冷的原理示意图；图3a为本发明实施例提供的利用矿山井下地道风的节能型空调系统冬季制热的原理示意图；图3b为本发明实施例提供的利用矿山井下地道风的节能型空调系统夏季制冷的原理示意图。图中1、取水井，2、回水井，3、外换热器，4、膨胀阀，5、压缩机，6、内换热器，7、室 外U形管，8、矿山井下巷道，9、初效空气过滤器，10、活性炭吸附器，11、循环泵，12、喷水洗涤装置。
具体实施例方式下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明的利用矿山井下地道风的节能型空调系统，其较佳的具体实施方式
是包括空调机组，所述空调机组包括外换热器、内换热器、压缩机、膨胀阀，所述外换热器通过循环风管与矿山井下巷道相通。所述循环风管包括由所述外换热器向所述矿山井下巷道进风的进风管、由所述矿山井下巷道向所述外换热器回风的回风管，所述进风管上设有循环泵。所述回风管入口处的矿山井下巷道部位设有喷水洗涤装置。所述回风管上依次设有初效空气过滤器和活性炭吸附器。本发明利用矿山巷道内一年四季常温的特点，将现有的通过地下埋管利用土壤进行地热资源的利用和利用地下水的水资源的利用的技术延伸到了利用地下巷道内的空气温度方面，从而利用了已有巷道，不用再次开挖土壤或寻找地下水资源。利用矿山巷道地下风的低温热能夏季制冷、冬季取暖，无疑是一种既节能又对周围环境影响小的技术。地下巷道多属于浅埋地下构筑物，浅地层原始温度的变换，主要取决于地层表面温度的变化。由于地层的蓄热作用，温度波在向地层深处传递时，不仅存在温度波的衰减，而且相对地面温度而言，还有时间的延迟，当地层构造一定时，温度波的延迟时间只与地层深度有关。如，对于一般土壤地层，深度每增加lm，时间延迟约为560小时，大约23天，那么埋深8米的地道来说，其周围的地层的温度应该是184天以前的地面温度所决定的，也就是说当在炎热的夏季的时候，地道周围的温度是由184天前的地面温度决定的，而在冬季是同样的道理。因此，地层温度波的衰减、时间的延迟，都为地道风降(升)温工程的应用提供了良好的冷、热源条件。由于地层的原始温度在地层深度4米以下时，即接近于全年地面平均温度，而在最热(冷)月时，地面的空气温度为全年的最高(低)值，所以在此期间，地面热(冷)空气与地层具有较大的温度差，这个温度差的存在使流经地道的热(冷)空气与地道壁面发生热交换。并且随着流程的增加，空气的温度逐渐降低(升高)，理想状态下，在达到地道终点时，空气状态应该能够达到地层原始温度。矿山开采形成了规模大，长度长的巷道，利用矿山地道风的资源对生产生活区域进行夏季供风、冬季供暖。本发明中，地下巷道风气流组织形式采用下送上回式，目的是为了去除地道风中的霉味、灰尘及其他有害气体。同时，在送风系统中采取喷水洗涤等措施，地道风的相对湿度比较高，而且常常因为通风不良而蕴含异味。利用喷水洗涤的方法处理空气会造成送风气流的含湿量增加，加大了送风湿差，影响了室内热舒适性。因此采用活性炭技术，活性炭本身具有大量的微小空隙，具有很强的吸附能力，能吸附大量水蒸气和一些有害或者有异味的气体。当地道风经初效空气过滤器过滤之后，穿过活性炭吸附器时，地道风中的水分和异味被活性炭吸附。若合理地控制吸附器的吸附量，可以达到控制送风温差、改善室内相对湿度、提闻空调精度的目的。具体实施例的工作原理是如图3a、图3b所示，在冬季供暖时地温空调机组以巷道内空气为吸热源，工作介质在蒸发器中吸取地道风中的热量蒸发，经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，然后进入冷凝器内释放热量以加热循环水，制取35 50°C的热水送入空调房间达到制热目的。在夏季制冷时地温空调机组以地道风为排热源，工作介质在蒸发器中吸取空调房间的热量蒸发，制取TC冷水(最低4°C)送入空调房间达到制冷目的，工作介质再经压缩机压缩成高温高压的过热蒸汽，然后进入冷凝器，把热量释放到矿山开挖巷道中。矿山多在人口密集度不大的地区，在矿山资源开挖的同时，将开挖形成的巷道利用起来，对周边生产生活区冬季供暖、夏季制冷。系统运行费用低、寿命长、投资额度小、节省供暖制冷造价，能很大限度的节省电能，系统运行中无燃烧、无排烟、没有废弃物，因而环 境效益明显。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种利用矿山井下地道风的节能型空调系统，包括空调机组，所述空调机组包括外换热器、内换热器、压缩机、膨胀阀，其特征在于，所述外换热器通过循环风管与矿山井下巷道相通。
2.根据权利要求I所述的利用矿山井下地道风的节能型空调系统，其特征在于，所述循环风管包括由所述外换热器向所述矿山井下巷道进风的进风管、由所述矿山井下巷道向所述外换热器回风的回风管，所述进风管上设有循环泵。
3.根据权利要求2所述的利用矿山井下地道风的节能型空调系统，其特征在于，所述回风管入口处的矿山井下巷道部位设有喷水洗涤装置。
4.根据权利要求3所述的利用矿山井下地道风的节能型空调系统，其特征在于，所述回风管上依次设有初效空气过滤器和活性炭吸附器。
全文摘要
本发明公开了一种利用矿山井下地道风的节能型空调系统，包括空调机组，空调机组包括外换热器、内换热器、压缩机、膨胀阀，空调机组的外换热器通过循环风管与矿山井下巷道相通，可以利用矿山巷道内一年四季常温的特点，利用已有巷道为热(冷)源，进行供暖、制冷及提供生活热水等，不用再次开挖土壤或寻找地下水资源，成本低、节能效果好、环保性好。
文档编号F24F5/00GK102901166SQ20121036533
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者马海涛, 王云海, 谢旭阳, 刘勇锋, 秦宏楠 申请人:中国安全生产科学研究院