CN104676964B - 乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置 - Google Patents

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Abstract

乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，包括乏风风道，乏风风道内并列设有前乏风换热器和后乏风换热器，前乏风换热器的换热管路的其一端口与前导热管路的其一端口相连，前导热管路的另一端口通过前四通阀与前壳管式满液冷凝蒸发器的进口、前油气分离器的气态介质出口和前压缩机的进口相连，前油气分离器的气态介质进口通过前导通管路与前压缩机的出口相连，前油气分离器的液态介质出口通过管路与前压缩机的进口相连。其目的在于提供一种通过提取矿井回风干道中出来的乏风中连续、稳定的巨量热能资源，对外提供多种温度和流量的热能，进而可节约大量能源，降低环境污染的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置。

Description

乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置
技术领域
本发明涉及一种乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置。
背景技术
存在于矿井回风干道中排出的乏风中连续、稳定的巨量热能资源，但目前这些热能都被直接排放掉了，由此造成巨大的能源浪费，并加大了对环境的污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过提取矿井回风干道中出来的乏风中连续、稳定的巨量热能资源，对外提供多种温度和流量的热能，进而可节约大量能源，降低环境污染的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置。
本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，包括乏风风道，乏风风道内并列设有前乏风换热器和后乏风换热器，前乏风换热器的换热管路的其一端口与前导热管路的其一端口相连，前导热管路的另一端口通过前四通阀与前壳管式满液冷凝蒸发器的进口、前油气分离器的气态介质出口和前压缩机的进口相连，前油气分离器的气态介质进口通过前导通管路与前压缩机的出口相连，前油气分离器的液态介质出口通过管路与前压缩机的进口相连，所述前壳管式满液冷凝蒸发器的出口通过前导流管路与所述前乏风换热器的换热管路的另一端口相连；
所述后乏风换热器的换热管路的其一端口与后导热管路的其一端口相连，后导热管路的另一端口通过后四通阀与后壳管式满液冷凝蒸发器的进口、后油气分离器的气态介质出口和后压缩的进口相连，后油气分离器的气态介质进口通过后导通管路与后压缩机的出口相连，后油气分离器的液态介质出口通过管路与后压缩机的进口相连，所述后壳管式满液冷凝蒸发器的出口通过后导流管路与所述后乏风换热器的换热管路的另一端口；
所述前壳管式满液冷凝蒸发器的热输出管路的进口与回水管路的中段相连，回水管路的尾端出口与所述后壳管式满液冷凝蒸发器的热输出管路的进口相连，回水管路的后段串联有回水电动阀；
所述后壳管式满液冷凝蒸发器的热输出管路的出口与出水管路的中段相连，出水管路的尾端进口与所述前壳管式满液冷凝蒸发器的热输出管路的出口相连，出水管路的后段串联有出水电动阀；
所述回水管路上位于所述回水电动阀和回水管路的尾端出口之间的管段与调流管路的其一端口相连，调流管路的另一端口与出水管路相连，其连接点位于出水管路上出水电动阀与出水管路的尾端进口之间的管段，所述调流管路上串联有调节电动阀。
本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其中所述乏风风道内设有可测量的进风口端和出风口端之间的压强差的微压差传感器。
本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其中所述前导通管路上设有前消声器，所述后导通管路上设有后消声器。
本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其中所述乏风风道内设有一个以上的温度传感器，所述回水管路上和所述出水管路上分别设有温度传感器。
本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其中所述前导流管路的二端和所述后导流管路的二端分别串联有双联管路，每个双联管路包括并列设置的左管路和右管路，每个左管路上串联有电磁阀和膨胀阀，每个所述右管路上串联有电磁阀。
本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，采用本发明特有的设计，可以灵活的调整对外供应的热能流量和温度，对外提供多种温度和流量的热能，由于是通过提取矿井回风干道中出来的乏风中连续、稳定的巨量热能资源加热煤矿矿井进风干道的供风，不需要使用额外的能源。实验表明，采用本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，在冬季可向外提供50℃—60℃的热水用于供暖，在冬季则可提供5℃—7℃的冷水用于空调。因此，本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置可节约大量能源，并且运行费用低，对环境友好，可有效减少对环境的污染，推广使用的经济效益和社会效益都极其突出。
下面结合附图及实施例详述本发明。
附图说明
图1为本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置的原理图。
具体实施方式
参见图1，本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，包括乏风风道1，乏风风道1内并列设有前乏风换热器2和后乏风换热器12，前乏风换热器2的换热管路的其一端口与前导热管路3的其一端口相连，前导热管路3的另一端口通过前四通阀4与前壳管式满液冷凝蒸发器5的进口、前油气分离器6的气态介质出口和前压缩机7的进口相连，前油气分离器6的气态介质进口通过前导通管路8与前压缩机7的出口相连，前油气分离器6的液态介质出口通过管路与前压缩机7的进口相连，前壳管式满液冷凝蒸发器5的出口通过前导流管路9与前乏风换热器2的换热管路的另一端口相连；在使用时，由前乏风换热器2的换热管路的其一端口出来的流体介质经前导热管路3进入前四通阀4，然后再由前四通阀4到前压缩机7的进口，再从前压缩机7的出口经前导通管路8进入前油气分离器6的气态介质进口，其中气态的流体介质会经前油气分离器6的气态介质出口流入前四通阀4，然后再流到前壳管式满液冷凝蒸发器5中，而前油气分离器6底部少量的液态流体介质则经管路回到前压缩机7的进口，重新进入前压缩机7进行循环，来自前乏风换热器2的气态介质在前壳管式满液冷凝蒸发器5中与前壳管式满液冷凝蒸发器5的热输出管路中的流体介质(水)换热后，再通过前导流管路9回到前乏风换热器2。
后乏风换热器12的换热管路的其一端口与后导热管路13的其一端口相连，后导热管路13的另一端口通过后四通阀14与后壳管式满液冷凝蒸发器15的进口、后油气分离器16的气态介质出口和后压缩机17的进口相连，后油气分离器16的气态介质进口通过后导通管路18与后压缩机17的出口相连，后油气分离器16的液态介质出口通过管路与后压缩机17的进口相连，后壳管式满液冷凝蒸发器15的出口通过后导流管路19与后乏风换热器12的换热管路的另一端口；在使用时，由后乏风换热器12的换热管路的其一端口出来的流体介质经后导热管路13进入后四通阀14，然后再由后四通阀14到后压缩机17的进口，再从后压缩机17的出口经后导通管路18进入后油气分离器16的气态介质进口，其中气态的流体介质会经后油气分离器16的气态介质出口流入后四通阀14，然后再流到后壳管式满液冷凝蒸发器15中，而后油气分离器16底部少量的液态流体介质则经管路回到后压缩机17的进口，重新进入后压缩机17进行循环，来自后乏风换热器12的气态介质在后壳管式满液冷凝蒸发器15中与后壳管式满液冷凝蒸发器15的热输出管路中的流体介质(水)换热后，再通过后导流管路19回到后乏风换热器12。
上述前油气分离器6、后油气分离器16的连接设计，可有效提高整个系统运行的稳定性，并可降低前压缩机7、后压缩机17在运行过程中的能耗，节约能源。
前壳管式满液冷凝蒸发器5的热输出管路的进口与回水管路20的中段相连，回水管路20的尾端出口与后壳管式满液冷凝蒸发器15的热输出管路的进口相连，回水管路20的后段串联有回水电动阀21；后壳管式满液冷凝蒸发器15的热输出管路的出口与出水管路22的中段相连，出水管路22的尾端进口与前壳管式满液冷凝蒸发器5的热输出管路的出口相连，出水管路22的后段串联有出水电动阀23；回水管路20上位于回水电动阀21和回水管路20的尾端出口之间的管段与调流管路24的其一端口相连，调流管路24的另一端口与出水管路22相连，其连接点位于出水管路22上出水电动阀23与出水管路22的尾端进口之间的管段，调流管路24上串联有调节电动阀25。
在使用时，截断调节电动阀25，接通回水电动阀21和出水电动阀23，可让前壳管式满液冷凝蒸发器5的热输出管路和后壳管式满液冷凝蒸发器15的热输出管路并联向外输出热能；其特点是输出的流体介质流量大，但流体介质的温度会较低；
当截断调节电动阀25和出水电动阀23，接通回水电动阀21，可让后壳管式满液冷凝蒸发器15的热输出管路单独向外输出热能；其特点是输出的流体介质流量小，流体介质的温度也较低；
当截断调节电动阀25和回水电动阀21，接通出水电动阀23，可让前壳管式满液冷凝蒸发器5的热输出管路单独向外输出热能；其特点是输出的流体介质流量小，流体介质的温度也较低；
当截断回水电动阀21和出水电动阀23，接通调节电动阀25，可让前壳管式满液冷凝蒸发器5的热输出管路和后壳管式满液冷凝蒸发器15的热输出管路串联向外输出热能；其特点是输出的流体介质流量较小，但流体介质的温度会较高；
作为本发明的改进，上述乏风风道1内设有可测量进风口端和出风口端之间的压强差的微压差传感器26。
作为本发明的进一步改进，上述前导通管路8上设有用于消除前压缩机7的声音的前消声器10，后导通管路18上设有用于消除后压缩机17的声音的后消声器11。
作为本发明的进一步改进，上述乏风风道1内设有一个以上的用于测量温度的温度传感器，回水管路20上和出水管路22上分别设有用于测量温度的温度传感器。
作为本发明的进一步改进，上述前导流管路9的二端和后导流管路19的二端分别串联有双联管路27，每个双联管路27包括并列设置的左管路和右管路，每个左管路上串联有电磁阀和膨胀阀，每个右管路上串联有电磁阀。
本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，采用本发明特有的设计，可以灵活的调整对外供应的热能流量和温度，由于是通过提取矿井回风干道中出来的乏风中连续、稳定的巨量热能资源加热煤矿矿井进风干道的供风，不需要使用额外的能源，因此，本发明的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置可节约大量能源，并且运行费用低，对环境友好，可有效减少对环境的污染。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其特征是：包括乏风风道(1)，乏风风道(1)内并列设有前乏风换热器(2)和后乏风换热器(12)，前乏风换热器(2)的换热管路的其一端口与前导热管路(3)的其一端口相连，前导热管路(3)的另一端口通过前四通阀(4)与前壳管式满液冷凝蒸发器(5)的进口、前油气分离器(6)的气态介质出口和前压缩机(7)的进口相连，前油气分离器(6)的气态介质进口通过前导通管路(8)与前压缩机(7)的出口相连，前油气分离器(6)的液态介质出口通过管路与前压缩机(7)的进口相连，所述前壳管式满液冷凝蒸发器(5)的出口通过前导流管路(9)与所述前乏风换热器(2)的换热管路的另一端口相连；
所述后乏风换热器(12)的换热管路的其一端口与后导热管路(13)的其一端口相连，后导热管路(13)的另一端口通过后四通阀(14)与后壳管式满液冷凝蒸发器(15)的进口、后油气分离器(16)的气态介质出口和后压缩机(17)的进口相连，后油气分离器(16)的气态介质进口通过后导通管路(18)与后压缩机(17)的出口相连，后油气分离器(16)的液态介质出口通过管路与后压缩机(17)的进口相连，所述后壳管式满液冷凝蒸发器(15)的出口通过后导流管路(19)与所述后乏风换热器(12)的换热管路的另一端口；
所述前壳管式满液冷凝蒸发器(5)的热输出管路的进口与回水管路(20)的中段相连，回水管路(20)的尾端出口与所述后壳管式满液冷凝蒸发器(15)的热输出管路的进口相连，回水管路(20)的后段串联有回水电动阀(21)；
所述后壳管式满液冷凝蒸发器(15)的热输出管路的出口与出水管路(22)的中段相连，出水管路(22)的尾端进口与所述前壳管式满液冷凝蒸发器(5)的热输出管路的出口相连，出水管路(22)的后段串联有出水电动阀(23)；
所述回水管路(20)上位于所述回水电动阀(21)和回水管路(20)的尾端出口之间的管段与调流管路(24)的其一端口相连，调流管路(24)的另一端口与出水管路(22)相连，其连接点位于出水管路(22)上出水电动阀(23)与出水管路(22)的尾端进口之间的管段，所述调流管路(24)上串联有调节电动阀(25)。
2.如权利要求1所述的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其特征是：所述乏风风道(1)内设有可测量进风口端和出风口端之间的压强差的微压差传感器(26)。
3.如权利要求2所述的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其特征是：所述前导通管路(8)上设有前消声器(10)，所述后导通管路(18)上设有后消声器(11)。
4.如权利要求3所述的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其特征是：所述乏风风道(1)内设有一个以上的温度传感器，所述回水管路(20)上和所述出水管路(22)上分别设有温度传感器。
5.如权利要求4所述的乏风热能梯级利用供大温差热水热泵装置，其特征是：所述前导流管路(9)的二端和所述后导流管路(19)的二端分别串联有双联管路(27)，每个双联管路(27)包括并列设置的左管路和右管路，每个左管路上串联有电磁阀和膨胀阀，每个所述右管路上串联有电磁阀。
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