专利名称：煤矿井下水源热泵机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及 一 种可以设置在采掘工作面的用于煤矿井下的防爆型水 源热泵纟几纟且。
背景技术：
随着煤矿矿井开采深度的增加，高温热害问题越来越严重。随着矿井开 采深度和强度的逐渐增大，机械化程度的不断提高，井下作业场所的温度大 幅度提高，工作环境逐渐恶化，导致工人工作效率大大降低，并且大大增加 了发生事故的几率。建立井下适宜的掘进作业环境，保护矿工的身体健康， 是保证矿井安全、稳定、高效生产的重要保障。因此需要降低井下工作面温 度和湿度。
为了降低井下工作面的工作温度，通常使用增大通风量、地面制冰站等 方法。工作面风量加大后，采面绝对热分量分配到单位风量上的热量减少， 风温下降，并且风量加大随之风速提高，有利于人员散热，但随着井下围岩
温度进一步升高，增风降温受到采面最高风速4m/s的限制，靠增风降温难以 满足要求。地面制冰站具有降温效果明显等优点，但其设备复杂，需要制冷 机组、片冰机、冷却塔、融冰池等多套设备配合使用，因此具有基建投资大， 操作复杂、运行成本高等缺点。采用地面制冰站降温时，其COP(能效比)值 一般在l: 2以下，因此其能源利用率较低。
水源热泵机组又称水源中央空调，是以水为热源或冷源，可以进行制冷/ 制热循环的热泵型整体式空调装置。通常，水源热泵机组的COP可达到1: 5 或更高，因此水源热泵机组具有节约能源、节省投资、运行成本低等优点。 因此，近来水源热泵机组已经开始得到广泛的应用。第CN201043829Y号实 用新型专利公开了一种矿井水源热泵空调装置，该装置包含水泵、水处理设 备、水源热泵机组、循环泵、热交换器等，可以用于冬季矿井井口采暖及夏 季井下降温。然而该空调装置主要用于冬季矿井井口采暖，并且由于没有防 爆设计，因此只能在矿井井上设置主机，在夏季降温时需要将冷风从井口送
3至工作面，因此其管网的输配距离长，在输送冷风的过程中，冷风被井下围 岩加热，导致制冷效果下降。
因此，需要提供一种能够应用于井下的水源热泵机组。
实用新型内容
因此，本实用新型提供一种用于煤矿井下的水源热泵机组，该机组包括 由冷凝器、压缩机、蒸发器、膨胀阀顺序连接形成的制冷回路、电控部分和 表冷器，所述表冷器通过冷冻水循环泵与蒸发器连接，所述冷凝器通过管路 与矿井排水系统连接，并且所述机组的构成制冷回路的部件以及电控部分、 表冷器和冷冻水循环泵均为防爆设计，以保证机组在使用过程中不会引起环 境中的可燃性气体发生燃烧或爆炸。其中，所述电控部分具有防爆外壳，所 述防爆外壳分为设备腔和接线腔，设备腔用来容纳控制电路和控制元件，控 制电路与外部设备通过接线腔彼此连接。
蒸发器中产生的冷冻水经冷冻水循环泵输送至表冷器，通过表冷器产生 的冷空气被输送至井下采掘工作面附近，以进行降温。
与冷凝器进行热交换后的井下水由矿井排水系统排放至地面。
该水源热泵机组还可包括行走装置，以使其能够随工作面的推移而方便 地移动。
因此，本实用新型的优点在于由于使用了防爆设计，因此可以将机组 设置在采掘工作面附近，从而可以降低管网的输配距离，可以改善制冷效果、 节省电耗并降低基建投资。
通过
以下结合附图进行的对实施例的描述，本实用新型的上述和/或其他 目的和优点将会变得更加清楚，其中
图1是根据本实用新型的煤矿井下水源热泵机组的示意图。
图2是根据本实用新型的煤矿井下水源热泵机组的电控部分的示意图。
具体实施方式下面通过参照实施例对本实用新型进行详细的描述。 参照图1，根据本实用新型的煤矿井下水源热泵机组可包括冷凝器l、
4蒸发器2、压缩机3、膨胀阀4、电控部分(在图1中未示出)、冷冻水循环泵5、 表冷器6等部分。其中，冷凝器l、压缩机3、蒸发器2、膨胀阀4顺序连接 形成制冷回路。表冷器6通过冷冻水循环泵5与蒸发器2连接，冷凝器l通 过管路与矿井排水系统连接。
根据本实施的煤矿井下水源热泵机组的制冷工况的工作过程是首先通 过压缩机3从蒸发器2中吸收制冷剂蒸汽，以保证蒸发器2内维持约0.4MPa 左右的蒸发压力以及2。C至4。C的蒸发温度，在此温度压力下，蒸发器内的制 冷剂不断蒸发并吸收冷冻水的热量，以保持冷冻水7。C的出水温度。冷冻水 经冷冻水循环泵5送至采掘工作面的表冷器6,与风筒配风换热以产生冷风， 以对工作面进行降温。通过压缩机做功将低压低温的制冷剂蒸汽压缩成为 2.0MPa、 7(TC至8(TC的过热蒸汽，经过矿井排水冷却由气态凝结为液态，并 在此过程中释放了冷凝废热，吸收了冷凝废热的矿井排水随矿井排水系统排 至地面。
考虑到井下易燃、易爆的环境，因此，电气部件应采用防爆设计。在本 实施例中，电控部分、压缩机3、冷冻水循环泵5及其他附属部件均采用防 爆设计，以符合《煤矿安全规程》的有关规定，保证机组在使用过程中的安 全性。
在本实施例的水源热泵机组中，压缩机采用了已有的防爆型压缩机，其 主回路中采用了已有的防爆真空磁力启动器。
参见图2，根据本实施例的机组的电控部分具有隔爆壳11,其中，隔爆 壳11包括设备腔12和接线腔13。设备腔12用来容纳控制电路及控制元件， 接线腔13用来提供外部设备与控制电路之间的连接。
由于采用了防爆设计，因此根据本实施例的机组可设置在工作面附近， 产生的冷冻水只需经过很短的输配距离即可达到设置在采掘工作面处的表冷 器，与外界空气换热从而降低采掘工作面的温度。由于输配距离短，可以有 效地降低在输配过程中的能量损耗，因此可进一步提高制冷效果，同时可降 j氐运4亍成本。
该水源热泵机组有效的利用矿井排水作为载体，携带制冷机组产生的冷 凝废热，并通过原矿井排水系统排至地面，因此在不额外增加设备的情况下， 有效地解决了冷凝废热的排放问题，对照传统的地面制冰站制冰降温的方式， 取消了片冰机、冷却塔、融冰池等，简化了系统设计，减少了设备造价，降
5低了运行费用。
根据本实施例的水源热泵机组还可包括行走装置(未示出)，根据井下具 体条件，该行走装置可以为轨道车轮、胶轮、拖靴等各种可合适的行走装置， 使得该机组可以随工作面的推移而移动。
这里公开了本实用新型的示例性实施例，虽然使用了特定的术语，但是 仅以一般的和描述性的意思来使用并解释这些特定术语，而不是限制的目的。 因此，本领域普通技术人员应该理解，在不脱离如权利要求所阐述的本实用 新型的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出改变。
权利要求1、一种用于煤矿井下的水源热泵机组，其特征在于该机组包括由冷凝器、压缩机、蒸发器、膨胀阀顺序连接形成的制冷回路、电控部分和表冷器，所述表冷器通过冷冻水循环泵与蒸发器连接，所述冷凝器通过管路与矿井排水系统连接，并且所述机组的构成制冷回路的部件以及电控部分、表冷器和冷冻水循环泵均为防爆设计。
2、 如权利要求1所述的水源热泵机组，其中，所述电控部分具有防爆外 壳，所述防爆外壳分为设备腔和接线腔，设备腔用来容纳控制电路和控制元 件，控制电路与外部设备通过接线腔彼此连接。
3、 如权利要求1所述的水源热泵机组，其特征在于该机组还包括行走装 置，以使其能够随工作面的推移而方便地移动。
专利摘要本实用新型提供一种用于煤矿井下的水源热泵机组。该机组包括由冷凝器、压缩机、蒸发器、膨胀阀顺序连接形成的制冷回路、电控部分和表冷器，所述表冷器通过冷冻水循环泵与蒸发器连接，所述冷凝器通过管路与矿井排水系统连接，并且所述机组的构成制冷回路的部件以及电控部分、表冷器和冷冻水循环泵均为防爆设计。由于使用了防爆设计，因此可以将该机组设置在采掘工作面附近，从而可以降低管网的输配距离，可以改善制冷效果、节省电耗并降低基建投资。
文档编号F25B30/06GK201373625SQ200820123329
公开日2009年12月30日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者黄德洪 申请人:中青国能(北京)科技发展有限公司