本實用新型屬于熱泵技術領域,具體涉及用于煤礦礦井乏風余熱高效利用乏風源熱泵熱水系統。
背景技術:
現有的礦井乏風余熱利用技術,主要有兩種不同的技術路線:噴淋式取熱和直接蒸發式取熱。其中,噴淋式取熱方法存在取熱量小,大量的煤粉塵易積易堵,同時在乏風溫度低于10度以后,需要不斷加抗凍劑等缺陷;直接蒸發式由于乏風中混有較多的灰塵,乏風換熱器容易被堵塞等問題,造成乏風換熱器的風阻力較大,同時直接蒸發式取熱還存在單臺蒸發器的換熱面積較小,在乏風溫度較低時蒸發器結霜融霜問題影響乏風源熱泵制熱效率、多臺蒸發器之間存在制冷劑溶液分配與回油問題,可靠性低,制約了乏風源熱泵的應用與推廣。
技術實現要素:
本實用新型的目的是:克服現有技術存在的不足,提供運行風阻小,系統能耗低,換熱效率高,不受場地限制,可大幅度增加換熱面積并可有效節約能源、降低環境污染的一種高效乏風源熱泵系統。
本實用新型通過以下技術方案予以實現。
一種高效乏風源熱泵系統,它包括乏風取熱裝置、沖洗融霜裝置和低溫熱泵機組,其中:
所述乏風取熱裝置包括乏風通道,乏風通道進風口連接乏風干道,乏風通道排風口與外界環境連通,乏風取熱裝置通過管道連接沖洗融霜裝置,沖洗融霜裝置通過加熱回水管路與加熱供水管路分別與低溫熱泵機組供水口與回水口連通;
所述乏風取熱裝置還包括乏風換熱器,乏風換熱器設置于乏風通道內并與乏風通道軸線方向垂直,乏風換熱器上方設置有噴淋水箱,乏風換熱器下方設置有集水盤,乏風換熱器的進風側與出風側通過取壓管與壓差控制器相連;所述乏風換熱器上設置有進液管道與出液管道,進液管道內的液體流入乏風換熱器后進行熱交換并由出液管道流出,進液管道與出液管道分別與低溫熱泵機組連接;
所述沖洗融霜裝置包括箱體和隔板,通過隔板將箱體分為沉淀水箱、中間水箱與沖洗水箱,所述中間水箱位于沉淀水箱與沖洗水箱之間,所述沉淀水箱排水口與所述集水盤連通,沉淀水箱分別與補水管道與排污管道連通;所述沖洗水箱內與隔板相互平行地設置有過濾板,所述加熱回水管路與加熱供水管路設置于沖洗水箱內,所述加熱回水管路與加熱供水管路之間設置有加熱盤管,沖洗水箱通過沖洗管路與所述噴淋水箱連通,所述沖洗管路上設有沖洗循環泵;
所述低溫熱泵機組包括蒸發器、壓縮機、二次油分離器、引射器和冷凝器,所述蒸發器通過進液管道與出液管道與所述乏風換熱器連通,蒸發器與壓縮機連通,壓縮機通過排氣管路與二次油分離器相連,二次油分離器通過制冷劑管路與冷凝器相連,二次油分離器通過回油管路將潤滑油回流到壓縮機內,所述回油管路上沿潤滑油流動方向依次設有油過濾器和油路電磁閥;冷凝器通過制冷劑冷凝液管路與蒸發器相連,所述制冷劑冷凝液管路上沿潤滑油流動方向依次設有截止閥、干燥過濾器和電子膨脹閥;冷凝器還通過引射管與引射器相連,引射器通過截止閥與蒸發器相連,引射蒸發器內的制冷劑與潤滑油的混合物通過蒸發器回油管路與壓縮機相連;冷凝器所制取的熱水通過供熱管與回水管向用戶輸送熱量,并在供熱管上設有熱水循環泵。
進一步的,所述乏風換熱器上設置有進液管道與出液管道,進液管道內的液體流入乏風換熱器后進行熱交換并由出液管道流出,進液管道與出液管道分別與低溫熱泵機組供水口與回水口連通。
進一步的,所述噴淋水箱為閉式噴淋水箱;所述乏風換熱器為高效翅片式乏風換熱器,高效翅片式乏風換熱器翅片材質為不銹鋼或紫銅或防腐親水鋁箔;所述乏風通道與乏風干道之間的管道上設置有風量調節閥;所述進液管道與出液管道上設有循環泵與載冷劑貯存箱。
進一步的,進液管道與出液管道內根據不同的乏風溫度采用不同的載冷劑,所述載冷劑可以是水或乙二醇水溶液或無機鹽的水溶液。
進一步的,所述加熱供水管路上設有電動比例調節閥。
進一步的,所述隔板上設有溢流口和/或溢流槽。
進一步的,所述沖洗水箱內部還設有溫控器。
進一步的,所述補水管路上設有補水電動閥,所述排污管路上設有排污電動閥。
進一步的,所述蒸發器為降膜式蒸發器,或為滿液式蒸發器,或為干式蒸發器。
進一步的,所述乏風換熱器可以是一臺,也可以是任意臺數的組合。
本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果。
本實用新型提供的一種乏風熱源泵蒸發器沖洗融霜裝置,可以避免現有乏風取熱裝置在運行中的缺陷,換熱效率高,可任意臺數組合,可以避免直接蒸發式乏風取熱裝置的受到制冷劑分配與回油限制的缺陷,配合低溫熱泵系統,可以實現減碳減排,可有效減少對環境的污染,可以用于煤礦的回風余熱的深度利用。
附圖說明
圖1是本實用新型整體結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施實例對本實用新型做詳細說明,本實施例在以本實用新型技術方案為前提下進行實施,給出了詳細的實施方式和具體的操作過程,但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
如圖1所示,一種高效乏風源熱泵系統,它包括乏風取熱裝置2、沖洗融霜裝置3和低溫熱泵機組4,其特征在于:
所述乏風取熱裝置2包括乏風通道21,乏風通道21進風口連接乏風干道1,乏風通道21排風口與外界環境連通,乏風取熱裝置2通過管道連接沖洗融霜裝置3,沖洗融霜裝置3通過加熱回水管路314與加熱供水管路313分別與低溫熱泵機組4供水口與回水口連通;
所述乏風取熱裝置2還包括乏風換熱器24,乏風換熱器24設置于乏風通道21內并與乏風通道21軸線方向垂直,乏風換熱器24上方設置有噴淋水箱22,乏風換熱器24下方設置有集水盤25,乏風換熱器24的進風側與出風側通過取壓管與壓差控制器23相連;所述乏風換熱器24上設置有進液管道26與出液管道27,進液管道26內的液體流入乏風換熱器24后進行熱交換并由出液管道27流出,進液管道26與出液管道27分別與低溫熱泵機組4連接;
所述沖洗融霜裝置3包括箱體和隔板34,通過隔板34將箱體分為沉淀水箱33、中間水箱32與沖洗水箱31,所述中間水箱32位于沉淀水箱33與沖洗水箱31之間,所述沉淀水箱33排水口與所述集水盤25連通,沉淀水箱33分別與補水管道35與排污管道36連通;所述沖洗水箱31內與隔板34相互平行地設置有過濾板311,所述加熱回水管路314與加熱供水管路313設置于沖洗水箱34內,所述加熱回水管路314與加熱供水管路313之間設置有加熱盤管312,沖洗水箱31通過沖洗管路315與所述噴淋水箱22連通,所述沖洗管路315上設有沖洗循環泵;當來自乏風干道1的乏風可以通過風量調節閥,引入乏風換熱器24,因為高效翅片式乏風換熱器采用的是載冷劑,與直接蒸發式乏風取熱不同,可以完全開放所有的高效翅片式乏風換熱器進行換熱,在部分換熱器不需要工作時,只需關閉風量調節閥11即可。同時如果乏風中的粉塵造成乏風換熱器24堵塞時,會造成高效翅片式乏風換熱器進風側與排風側的壓差大于設定值,壓差控制器23給出啟動信號,沖洗循環泵開始運轉,對高效翅片式乏風換熱器進行清洗。如果乏風溫度較低時,翅片上有結霜后,可以通過對沖洗水箱31內的水進行加熱,實現對高效翅片式乏風換熱器的融霜功能。
所述低溫熱泵機組4包括蒸發器41、壓縮機42、二次油分離器43、引射器44和冷凝器45,所述蒸發器41通過進液管道26與出液管道27與所述乏風換熱器24連通,蒸發器41與壓縮機42連通,壓縮機42通過排氣管路461與二次油分離器43相連,二次油分離器43通過制冷劑管路462與冷凝器45相連,二次油分離器43通過回油管路463將潤滑油回流到壓縮機42內,所述回油管路463上沿潤滑油流動方向依次設有油過濾器和油路電磁閥;冷凝器45通過制冷劑冷凝液管路464與蒸發器41相連,所述制冷劑冷凝液管路464上沿潤滑油流動方向依次設有截止閥、干燥過濾器和電子膨脹閥;冷凝器45還通過引射管465與引射器44相連,引射器44通過截止閥與蒸發器41相連,引射蒸發器41內的制冷劑與潤滑油的混合物通過蒸發器回油管466路與壓縮機42相連;冷凝器45所制取的熱水通過供熱管467與回水管468向用戶輸送熱量,并在供熱管467上設有熱水循環泵。本實用新型中因為采用了多臺高效翅片式乏風換熱器并采用載冷劑與低溫熱泵機組4相連,完全通過提高單臺熱泵機組的制熱量來降低熱泵機組的數量,通常一般項目可選3~4臺雙側大溫差降膜式螺桿熱泵機組,從本實用新型的核心設備上提高效率,從而提高整個系統的效率。
進一步的,所述乏風換熱器24上設置有進液管道26與出液管道27,進液管道26內的液體流入乏風換熱器24后進行熱交換并由出液管道27流出,進液管道26與出液管道27分別與低溫熱泵機組4供水口與回水口連通。
進一步的,所述噴淋水箱22為閉式噴淋水箱;所述乏風換熱器24為高效翅片式乏風換熱器,高效翅片式乏風換熱器翅片材質為不銹鋼或紫銅或防腐親水鋁箔;所述乏風通道21與乏風干道1之間的管道上設置有風量調節閥11;所述進液管道26與出液管道27上設有循環泵與載冷劑貯存箱。
進一步的,進液管道26與出液管道27內根據不同的乏風溫度采用不同的載冷劑,所述載冷劑可以是水或乙二醇水溶液或無機鹽的水溶液,所述無機鹽的水溶液為氯化鈣或氯化鎂的水溶液。
進一步的,所述加熱供水管路313上設有電動比例調節閥。
進一步的,所述隔板34上設有溢流口和/或溢流槽。
進一步的,所述所述沖洗水箱31內部還設有溫控器316。
進一步的,所述補水管路35上設有補水電動閥351,所述排污管路36上設有排污電動閥361。
進一步的,所述蒸發器41為降膜式蒸發器,或為滿液式蒸發器,或為干式蒸發器。
進一步的,所述乏風換熱器24可以是一臺,也可以是任意臺數的組合。
以上所述,僅為本實用新型的具體實施方式,但本實用新型的保護范圍并不局限于此,任何熟悉技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換,都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此,本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。