一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统的制作方法

1.本实用新型属于煤矿供热技术领域，涉及一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统。


背景技术：

2.随着“双碳”目标的推进，未来将深刻影响能源产业的转型发展，产业绿色转型已成为重要投资领域，清洁低碳发展迎来新机遇。加快推进发展非化石能源，逐步降低煤炭比重，建设清洁低碳、安全高效的多能互补体系，是我国能源发展的必然选择。低碳清洁能源供热必然成为矿区供热的大趋势，矿区供热也将由当前燃煤锅炉供热为主被逐步替代。从矿井热负荷需求和用热分布特点来看，多能互补供热可以保障供热的稳定性、连续性，消除单一清洁能源供热的诸多不足。多能互补供热清洁供热模式将是下一步矿区低碳清洁供热升级改造的主要解决方案。多能互补供热模式既可以提高单一清洁能源的利用率，又可以互相弥补不同能源间的劣势，通过不同清洁能源的合理配置和优化组合，使多能互补协同效应发挥到最佳。多能互补清洁供热模式必将成为我国供热行业的重点发展方向，也是将来矿区替代燃煤锅炉供热的必然选择。
3.跨季节蓄热可以解决矿井伴生余热资源不足条件下矿井热源不足的难题，利用土壤作为蓄热体将非供暖季矿井生产过程产生的工业余热储存起来，等到供暖季再将土壤中储热的热量通过热源热泵释放出来，能够有效弥补供热热源缺口。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统，实现了矿井多能互补清洁供热系统的跨季节蓄热，解决了燃煤锅炉房淘汰后矿井余热不足条件下矿井供热问题。
5.本实用新型所采用的技术方案是，一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统，包括太阳能集热器、矿井空压机、瓦斯发电机、蓄热罐、地埋管、地源热泵、矿井水源热泵、矿井回风热泵、生活洗浴设施、矿井井筒及建筑采暖设施。
6.本实用新型的特点还在于，
7.太阳能集热器进口通过管路连接有太阳能供水泵，出口通过管路连接有太阳能缓冲水罐热水进口，矿井空压机冷却水出口、瓦斯发电机冷却水出口、太阳能缓冲水罐热水出口通过管路连通汇合后，与蓄热罐热水进口端相连，蓄热罐冷水出口端连接有三路支管，其中一路支管与矿井空压机冷却水进口相连，一路支管与瓦斯发电机冷却水进口相连，还有一路支管与太阳能缓冲水罐冷水进口相连。
8.蓄热罐热水出口端连接有三路支管，其中一路支管经非供暖季蓄热出水阀连接有地埋管进水管，一路支管连接有生活洗浴设施，还有一路支管经供暖季切换阀连接有与矿井井筒及建筑采暖设施的进口管道，地埋管出口经非供暖季蓄热回水阀与矿井井筒及建筑采暖设施的出口管道支路合并后，相连于蓄热罐冷水进口端。
9.地埋管出口连接有两路支管，其中一路支管经非供暖季蓄热回水阀连接于蓄热罐冷水进口端，另一路支管经地源热泵热源侧回水阀与地源热泵热源侧进口相连，地源热泵热源侧出口经地源热泵热源侧出水阀与非供暖季蓄热出水阀出口管道合并后，与地埋管进口相连。
10.地源热泵水侧出口、矿井水源热泵水侧出口、矿井回风热泵水侧出口和供暖季切换阀出口通过管道连通合并后，与矿井井筒及建筑采暖设施进口端相连，矿井井筒及建筑采暖设施出口端连接有四路支管，第一路支管与蓄热罐冷水进口相连，第二路支管与地源热泵水侧进口相连，第三路支管与矿井水源热泵水侧进口相连，第四路支管与矿井回风热泵进口相连。
11.本实用新型的有益效果是：
12.本实用新型一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统，利用矿井开采生产过程中产生的伴生热能，利用热泵和蓄热将其回收用于矿井全年热负荷；基于跨季节蓄热技术，利用土壤作为蓄热体，非供暖季将高品位的矿井空压机余热、瓦斯发电余热和太阳能热量储存利用地埋管储存在土壤中，供暖季再将储存的热量释放出来，解决燃煤锅炉房淘汰后矿井余热不足条件下矿井供热问题。
附图说明
13.图1是本实用新型一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统的结构示意图。
14.图中，1.太阳能集热器，2.矿井空压机，3.瓦斯发电机，4.太阳能循环水泵，5.太阳能缓冲水罐，6.蓄热罐，7.地埋管，8.非供暖季蓄热出水阀，9.非供暖季蓄热回水阀，10.地源热泵热源侧出水阀，11.地源热泵热源侧回水阀，12.地源热泵，13.矿井水源热泵，14.矿井回风热泵，15.供暖季切换阀，16.生活洗浴设施，17.矿井井筒及建筑采暖设施。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
16.本实用新型一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统，其特征在于，包括太阳能集热器1、矿井空压机2、瓦斯发电机3、蓄热罐6、地埋管7、地源热泵12、矿井水源热泵13、矿井回风热泵14、生活洗浴设施16、矿井井筒及建筑采暖设施17。
17.太阳能集热器1进口通过管路连接有太阳能供水泵4，出口通过管路连接有太阳能缓冲水罐5热水进口，矿井空压机2冷却水出口、瓦斯发电机3冷却水出口、太阳能缓冲水罐5热水出口通过管路连通汇合后，与蓄热罐6热水进口端相连，蓄热罐6冷水出口端连接有三路支管，其中一路支管与矿井空压机2冷却水进口相连，一路支管与瓦斯发电机3冷却水进口相连，还有一路支管与太阳能缓冲水罐5冷水进口相连。
18.蓄热罐6热水出口端连接有三路支管，其中一路支管经非供暖季蓄热出水阀8连接有地埋管7进水管，一路支管连接有生活洗浴设施16，还有一路支管经供暖季切换阀15连接有与矿井井筒及建筑采暖设施17的进口管道，地埋管7出口经非供暖季蓄热回水阀9与矿井井筒及建筑采暖设施17的出口管道支路合并后，相连于蓄热罐6冷水进口端。
19.地埋管7出口连接有两路支管，其中一路支管经非供暖季蓄热回水阀9连接于蓄热
罐6冷水进口端，另一路支管经地源热泵热源侧回水阀11与地源热泵12热源侧进口相连，地源热泵12热源侧出口经地源热泵热源侧出水阀10与非供暖季蓄热出水阀8出口管道合并后，与地埋管7进口相连。
20.地源热泵12水侧出口、矿井水源热泵13水侧出口、矿井回风热泵14水侧出口和供暖季切换阀15出口通过管道连通合并后，与矿井井筒及建筑采暖设施17进口端相连，矿井井筒及建筑采暖设施17出口端连接有四路支管，第一路支管与蓄热罐6冷水进口相连，第二路支管与地源热泵12水侧进口相连，第三路支管与矿井水源热泵13水侧进口相连，第四路支管与矿井回风热泵14进口相连。
21.本实用新型一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统的工作原理具体如下：
22.非供暖季，非供暖季蓄热出水阀8和非供暖季蓄热回水阀9开启，供暖季切换阀15、地源热泵热源侧出水阀10和地源热泵热源侧回水阀11关闭。太阳能集热器1中加热的水、矿井空压机2用于冷却已经升温的冷却水、瓦斯发电机3用于冷却已经升温的冷却水均流入蓄热罐6，这些流入蓄热罐6中的热水一部分为生活洗浴设施16提供热水源，另一部分流入地埋管7中将该部分热量存储。
23.供暖季，非供暖季蓄热出水阀8和非供暖季蓄热回水阀9关闭，供暖季切换阀15、地源热泵热源侧出水阀10和地源热泵热源侧回水阀11开启。太阳能集热器1中加热的水、矿井空压机2用于冷却已经升温的冷却水、瓦斯发电机3用于冷却已经升温的冷却水均流入蓄热罐6，这些流入蓄热罐6中的热水分别为生活洗浴设施16、矿井井筒及建筑采暖设施17供热，矿井井筒及建筑采暖设施17中的水供热后温度下降(冷水)，分别流入地源热泵12、矿井水源热泵13、矿井回风热泵14的水侧，地埋管7中非供暖季存储的热量经地源热泵热源侧回水阀11流入地源热泵12热源侧，地源热泵12中热源侧与水侧分别流入的两路水不连通，热水与冷水仅进行热量传递，地源热泵12、矿井水源热泵13、矿井回风热泵14将冷水加热后流入矿井井筒及建筑采暖设施17，实现矿井井筒及建筑采暖设施17循环持续供热。
24.通过上述方式可知，本实用新型一种基于跨季节蓄热的矿井多能互补清洁供热系统，将跨季节蓄热的理念引入矿井多能互补清洁供热系统，尤其适用于那些非供暖季有冷源需求的矿井。