礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統的制作方法
【專利摘要】礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，包括乏風換熱室，乏風換熱室內安裝有乏風通道，乏風通道的下方安裝有頂部敞口的集水池，集水池的正上方安裝有噴淋管網，噴淋管網的進水口經由串聯有循環噴淋泵的噴淋取水管與集水池連通，乏風通道的進風口經由風道與礦井回風干道出口連通，乏風通道內位于集水池的后側安裝有直接蒸發式乏風換熱器，乏風通道的出風口與外界相通，乏風換熱器的換熱管路出口經由輸送管路與右四通閥的其一接管口連通，乏風換熱器的換熱管路的進口經由連接管路與右殼管滿液式冷凝蒸發器的換熱管路的出口連通。其目的在于提供一種運行風阻小，能耗低，熱效率高，可節約大量能源，降低環境污染的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統。
【專利說明】礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統。
【背景技術】
[0002]對礦井乏風余熱利用，原有技術有兩種不同的技術路線，其一是噴淋式取熱，噴淋式取熱存在水堵、取熱量小的缺陷，乏風在12°C以下就無法取熱；其二是直蒸式取熱，直蒸式取熱雖取熱量大，但由于乏風中混有較多的灰塵，運行過程中存在乏風換熱器容易被堵塞的問題，造成乏風換熱器的風阻力較大。此外，為了消除礦井回風主機的30?40dB(A)噪音，現有的乏風取熱裝置中都設置消音器，由此也會進一步增大風阻，導致能耗增加。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種運行風阻小，能耗低，熱效率高，可節約大量能源，降低環境污染的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統。
[0004]本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，包括乏風換熱室，乏風換熱室內設有乏風通道，乏風通道中部的下方設有頂部敞口的集水池，集水池的正上方安裝有噴淋管網，噴淋管網上安裝有多個可向下噴水的噴頭，噴淋管網的進水口經由串聯有循環噴淋泵的噴淋取水管與集水池連通，所述乏風通道的進風口經由風道與礦井回風干道的出口連通，乏風通道內位于集水池的后側安裝有直接蒸發式乏風換熱器，乏風通道的出風口與外界相通，所述乏風換熱器的換熱管路的出口經由輸送管路與右四通閥的其一接管口連通，乏風換熱器的換熱管路的進口經由連接管路與右殼管滿液式冷凝蒸發器的換熱管路的出口連通，右殼管滿液式冷凝蒸發器的換熱管路的進口經由管路與右四通閥的另一接管口連通，右四通閥的又一接管口經由管路與右壓縮機的出口連通，右四通閥的再一接管口經由管路與右壓縮機的進口連通；所述集水池的底部與污泥水源熱泵取水管的進口連通，污泥水源熱泵取水管的中部串聯有污泥水泵，污泥水源熱泵取水管的出口與污泥箱式蒸發冷凝器的上部連通，污泥箱式蒸發冷凝器經由污泥水源熱泵回水管與所述集水池連通，污泥箱式蒸發冷凝器位于所述集水池的下方，污泥箱式蒸發冷凝器的底部與排污管的進口連通，排污管的中部串聯有排污閥，排污管的出口與沉泥池連通，沉泥池位于所述污泥箱式蒸發冷凝器的下方；所述污泥箱式蒸發冷凝器的換熱管路的出口經由串聯有左雙向熱力換向閥的管路與左殼管滿液式冷凝蒸發器的換熱管路的進口連通，左殼管滿液式冷凝蒸發器的換熱管路的出口經由左四通閥分別與左壓縮機的出口、左壓縮機的進口和所述污泥箱式蒸發冷凝器的換熱管路的進口利用管路連通；所述左殼管滿液式冷凝蒸發器的出水口和所述右殼管滿液式冷凝蒸發器的出水口分別經由管路與供熱水管連通，左殼管滿液式冷凝蒸發器的回水口和所述右殼管滿液式冷凝蒸發器的回水口分別經由管路與回水管連通，回水管或所述供熱水管上串聯有循環水泵。
[0005]本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其噴淋管網的前方安裝有導流板，所述連接管路上串聯有右雙向熱力換向閥。[0006]本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其乏風換熱室的下方設有熱泵主機房，所述污泥箱式蒸發冷凝器、所述左殼管滿液式冷凝蒸發器、所述右殼管滿液式冷凝蒸發器、所述左壓縮機、所述右壓縮機、所述循環水泵和所述污泥水泵安裝在熱泵主機房內。
[0007]本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其風道包括引風彎頭段和擴散塔，引風彎頭段的出口與所述乏風換熱室的進風口連通，引風彎頭段的進口與所述擴散塔的出口連通，擴散塔的進口與回風風機的出口連通，回風風機的進口與所述礦井回風干道的出口連通。
[0008]本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其沉泥池設置在所述熱泵主機房的下方。
[0009]本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其噴淋管網安裝在乏風通道內的上部，噴淋管網沿水平方向設置。
[0010]本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，采用兩級取熱，其第一級利用噴淋取熱清洗乏風，為后級直蒸式取熱創造較清潔乏風，第二級利用直接蒸發式乏風換熱器深焓取熱，可將第一級水分蒸發的潛熱與乏風中顯熱與潛熱完全取回，大大提高了礦井乏風余熱資源的利用率，并可消除礦井回風主機的30-40dB噪音，無需設置消音器，整個乏風取熱系統不增加回風主風機的阻力，可謂一舉三得，而兩級混合式取熱，可保障極高的熱泵效率。因此，本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統運行風阻小，能耗低，熱效率高，造價低，可節約大量能源，并且運行費用低，對環境友好，可有效減少對環境的污染，推廣使用的經濟效益和社會效益都極其突出。
[0011]下面結合附圖及實施例詳述本發明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統的原理圖。
【具體實施方式】
[0013]參見圖1，本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，包括乏風換熱室5，乏風換熱室5內設有讓乏風經由的乏風通道32，乏風通道32內中部的下方設有頂部敞口的、用于收集上面噴淋下來的水的集水池9，集水池9的正上方安裝有噴淋管網6，噴淋管網6上安裝有多個可向下噴水的噴頭，噴下的水在穿過乏風通道32時，會與乏風進行熱交換，從而將乏風中的熱能提取出來，并將提取出來的熱能帶入集水池9，噴淋管網6的進水口經由串聯有循環噴淋泵7的噴淋取水管8與集水池9連通，循環噴淋泵7可不斷的將集水池9經由噴淋取水管8輸送到噴淋管網6進行循環，提取乏風中的熱能，并可清除掉乏風中的灰塵，清洗干凈乏風，防止乏風中的灰塵向后運動堵塞直接蒸發式乏風換熱器12，造成能耗增力口，避免直接蒸發式乏風換熱器12的換熱效率急劇下降。
[0014]乏風通道32的進風口經由風道與礦井回風干道I的出口連通，乏風通道32內位于集水池9的后側安裝有直接蒸發式乏風換熱器12，乏風通道32的出風口與外界相通，乏風換熱器12的換熱管路的出口經由輸送管路30與右四通閥22的其一接管口連通，乏風換熱器12的換熱管路的進口經由連接管路31與右殼管滿液式冷凝蒸發器23的換熱管路的出口連通，右殼管滿液式冷凝蒸發器23的換熱管路的進口經由管路與右四通閥22的另一接管口連通，右四通閥22的又一接管口經由管路與右壓縮機24的出口連通，右四通閥22的再一接管口經由管路與右壓縮機24的進口連通；在使用時，啟動右壓縮機24，直接蒸發式乏風換熱器12的換熱管路中的流體介質提取的熱能就可經由右四通閥22經右壓縮機24輸送至右殼管滿液式冷凝蒸發器23的換熱管路中，在此右殼管滿液式冷凝蒸發器23的換熱管路中的流體介質將熱能傳遞給右殼管滿液式冷凝蒸發器23內的水介質，然后右殼管滿液式冷凝蒸發器23內的水介質再經由供熱水管26將熱能輸送出去。
[0015]集水池9的底部與污泥水源熱泵取水管11的進口連通，污泥水源熱泵取水管11的中部串聯有污泥水泵16，污泥水源熱泵取水管11的出口與污泥箱式蒸發冷凝器19的上部連通，污泥箱式蒸發冷凝器19經由污泥水源熱泵回水管10與集水池9連通，污泥箱式蒸發冷凝器19位于集水池9的下方，啟動污泥水泵16，集水池9中的具有熱能的水就會經污泥水源熱泵取水管11被輸送到污泥箱式蒸發冷凝器19中，同時污泥箱式蒸發冷凝器19中原有的、已經進行過熱交換的水則會經回水管10回流到集水池9。
[0016]污泥箱式蒸發冷凝器19的底部與排污管21的進口連通，排污管21的中部串聯有排污閥20，排污管21的出口與沉泥池29連通，沉泥池29位于污泥箱式蒸發冷凝器19的下方；當污泥箱式蒸發冷凝器19的底部沉積有較多的泥沙時，可打開排污閥20，讓泥沙水經排污管21流入沉泥池29。
[0017]污泥箱式蒸發冷凝器19的換熱管路的出口經由串聯有左雙向熱力換向閥15的管路與左殼管滿液式冷凝蒸發器14的換熱管路的進口連通，左殼管滿液式冷凝蒸發器14的換熱管路的出口經由左四通閥17分別與左壓縮機18的出口、左壓縮機18的進口和污泥箱式蒸發冷凝器19的換熱管路的進口利用管路連通；在使用過程中，啟動左壓縮機18，污泥箱式蒸發冷凝器19的換熱管路中的流體介質就會將從污泥箱式蒸發冷凝器19內來自集水池9的水中提取出來的熱能，經左壓縮機18輸送到左殼管滿液式冷凝蒸發器14的換熱管路中，在此左殼管滿液式冷凝蒸發器14的換熱管路中的流體介質將熱能傳遞給左殼管滿液式冷凝蒸發器14內的水介質，然后左殼管滿液式冷凝蒸發器14內的水介質再經由供熱水管26將熱能輸送出去。
[0018]左殼管滿液式冷凝蒸發器14的出水口和右殼管滿液式冷凝蒸發器23的出水口分別經由管路與供熱水管26連通，左殼管滿液式冷凝蒸發器14的回水口和右殼管滿液式冷凝蒸發器23的回水口分別經由管路與回水管27連通，回水管27或供熱水管26上串聯有循環水泵25。
[0019]上述噴淋管網6的前方優選安裝有導流板33，連接管路31上串聯有右雙向熱力換向閥13。
[0020]上述乏風換熱室5的下方優選設有熱泵主機房28，污泥箱式蒸發冷凝器19、左殼管滿液式冷凝蒸發器14、右殼管滿液式冷凝蒸發器23、左壓縮機18、右壓縮機24、循環水泵25和污泥水泵16安裝在熱泵主機房28內。上述風道包括引風彎頭段4和擴散塔3，引風彎頭段4的出口與乏風換熱室5的進風口連通，引風彎頭段4的進口與擴散塔3的出口連通，擴散塔3的進口與回風風機2的出口連通，回風風機2的進口與礦井回風干道I的出口連通。沉泥池29設置在熱泵主機房28的下方。噴淋管網6優選安裝在乏風通道32內的上部，噴淋管網6沿水平方向設置。
[0021]本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，在冬季可讓左四通閥17、右四通閥22換向至冬季工作狀態進行工作，在炎熱的夏季，則可讓左四通閥17、右四通閥22換向至夏季工作狀態進行工作。由于是經由提取礦井回風干道中出來的乏風中連續、穩定的巨量熱能資源加熱煤礦礦井進風干道的供風，不需要使用額外的能源。因此，本發明的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統可節約大量能源，并且運行費用低，對環境友好，可有效減少對環境的污染。
【權利要求】
1.礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其特征是:包括乏風換熱室(5)，乏風換熱室(5)內設有乏風通道(32)，乏風通道(32)內的下方設有頂部敞口的集水池(9)，集水池(9)的正上方安裝有噴淋管網(6),噴淋管網(6)上安裝有多個可向下噴水的噴頭，噴淋管網(6)的進水口經由串聯有循環噴淋泵(7)的噴淋取水管(8)與集水池(9)連通，所述乏風通道(32)的進風口經由風道與礦井回風干道(I)的出口連通，乏風通道(32)內位于集水池(9)的后側安裝有直接蒸發式乏風換熱器(12)，乏風通道(32)的出風口與外界相通，所述乏風換熱器(12)的換熱管路的出口經由輸送管路(30)與右四通閥(22)的其一接管口連通，乏風換熱器(12)的換熱管路的進口經由連接管路(31)與右殼管滿液式冷凝蒸發器(23)的換熱管路的出口連通，右殼管滿液式冷凝蒸發器(23)的換熱管路的進口經由管路與右四通閥(22)的另一接管口連通，右四通閥(22)的又一接管口經由管路與右壓縮機(24)的出口連通，右四通閥(22)的再一接管口經由管路與右壓縮機(24)的進口連通；所述集水池(9)的底部與污泥水源熱泵取水管(11)的進口連通，污泥水源熱泵取水管(11)的中部串聯有污泥水泵(16)，污泥水源熱泵取水管(11)的出口與污泥箱式蒸發冷凝器(19)的上部連通，污泥箱式蒸發冷凝器(19)經由污泥水源熱泵回水管(10)與所述集水池(9)連通，污泥箱式蒸發冷凝器(19)位于集水池(9)的下方，污泥箱式蒸發冷凝器(19)的底部與排污管(21)的進口連通,排污管(21)的中部串聯有排污閥(20),排污管(21)的出口與沉泥池(29)連通，沉泥池(29)位于所述污泥箱式蒸發冷凝器(19)的下方；所述污泥箱式蒸發冷凝器(19)的換熱管路的出口經由串聯有左雙向熱力換向閥(15)的管路與左殼管滿液式冷凝蒸發器(14)的換熱管路的進口連通，左殼管滿液式冷凝蒸發器(14)的換熱管路的出口經由左四通閥(17)分別與左壓縮機(18)的出口、左壓縮機(18)的進口和所述污泥箱式蒸發冷凝器(19)的換熱管路的進口利用管路連通；所述左殼管滿液式冷凝蒸發器(14)的出水口和所述右殼管滿液式冷凝蒸發器(23)的出水口分別經由管路與供熱水管(26)連通，左殼管滿液式冷凝蒸發器(14)的回水口和所述右殼管滿液式冷凝蒸發器(23)的回水口分別經由管路與回水管(27)連通，回水管(27)或所述供熱水管(26)上串聯有循環水泵(25)。
2.如權利要求1所述的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其特征是:所述噴淋管網(6)的前方安裝有導流板(33)，所述連接管路(31)上串聯有右雙向熱力換向閥(13)。
3.如權利要求2所述的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其特征是:所述乏風換熱室(5)的下方設有熱泵主機房(28)，所述污泥箱式蒸發冷凝器(19)、所述左殼管滿液式冷凝蒸發器(14)、所述右殼管滿液式冷凝蒸發器(23)、所述左壓縮機(18)、所述右壓縮機(24)、所述循環水泵(25)和所述污泥水泵(16)安裝在熱泵主機房(28)內。
4.如權利要求3所述的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其特征是:所述風道包括引風彎頭段(4)和擴散塔(3)，引風彎頭段(4)的出口與所述乏風換熱室(5)的進風口連通，引風彎頭段(4)的進口與所述擴散塔(3)的出口連通，擴散塔(3)的進口與回風風機(2)的出口連通，回風風機(2)的進口與所述礦井回風干道(I)的出口連通。
5.如權利要求4所述的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其特征是:所述沉泥池(29)設置在所述熱泵主機房(28)的下方。
6.如權利要求5所述的礦井乏風余熱混合式取熱熱泵系統，其特征是:所述噴淋管網(6)安裝在乏風通道(32)內的上部，噴淋管網(6)沿水平方向設置。
【文檔編號】F25B30/06GK103697628SQ201310703758
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】宋世果, 謝嶠, 李丁丁, 于力仲, 劉成, 朱長印 申請人:北京中礦博能節能科技有限公司