CN107461850A - 一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，包括热水箱、空调末端、供冷/热一体化机组、采暖末端、空气加热机组、井底空冷器、取热器、高低压转换器、转换器硐室及管道和井筒/巷道；其中，供冷/热一体化机组一端的出入口分为两支环路，一支与井底空冷器、取热器、高低压转换器组成井下取热供冷系统，另一支与空调末端组成空调系统；供冷/热一体化机组另一端的出入口分为两支环路，一支与热水箱组成热水环路，为矿区提供生活热水；另一支与空气加热机组、采暖末端、井筒组成供热系统。冬季为井筒持续供热，防止井筒结冰。本发明可广泛地应用于矿井生产中的井底热量回收的供热/制冷系统中和井筒防冻空气处理及矿井热害处理过程中。

Description

一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统
技术领域
本发明属于矿井供热制冷技术领域，具体涉及一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统。
背景技术
目前，对矿山、矿井进行采掘时，为了对井底的热量进行回收利用，通常在井筒回风出口附近搭建扩散塔对井底的热量进行回收利用，这种方式虽然可以回收井筒回风的热量，但同时也会增加矿区的搭建费用，且影响矿区的整体布局，并会对井筒回风机造成一定的影响。
针对我国对节能减排的需求，和提高能源利用率的要求下，如何实现矿区和井下集中供冷供热一体化的同时做到节能有效的防治巷道开采中井下热害的影响具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于矿井回风利用现有利用技术的不足，提供了一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统。
为达到以上目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：
一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，包括布置在井上的热水箱、空调末端、供冷/热一体化机组、采暖末端、空气加热机组和井筒，以及布置在井底的井底空冷器和取热器，该井底的两端分别通过进风巷道和回风巷道与井上连通；其中，
还包括布置在回风巷道侧壁上的高低压转换器；
供冷/热一体化机组一端的出入口分为两支环路，一支与井底空冷器、取热器和高低压转换器组成井下取热供冷系统，另一支与空调末端组成空调系统；
供冷/热一体化机组另一端的出入口分为两支环路，一支与热水箱组成热水环路，另一支与空气加热机组、采暖末端和井筒组成供热系统。
本发明进一步的改进在于，回风巷道的侧壁上开设有转换器硐室，高低压转换器布置在转换器硐室内。
本发明进一步的改进在于，供冷/热一体化机组与空调末端之间的供回水管路上布置有阀门；井底空冷器与高低压转换器和取热器与高低压转换器之间的连接供回水管路上均设置有阀门。
本发明进一步的改进在于，空调末端与供冷/热一体化机组的回水管路上设置有回水泵；供冷/热一体化机组与热水箱之间的回水管路上设置有水泵。
本发明进一步的改进在于，供冷/热一体化机组与空气加热机组、采暖末端、井筒组成的供热系统的循环管路有两支，一支管路连接供冷/热一体化机组与空气加热机组，另一支连接空调末端。
本发明进一步的改进在于，连接供冷/热一体化机组与空气加热机组的管路上布置有阀门，空调末端的供水管上布置有供水泵。
与现有技术相比，本发明将井底热量经过取热器回收后，在热水箱、空调末端、供冷/热一体化机组、采暖末端、空气加热机组、井底空冷器、取热器、高低压转换器、转换器硐室及管道和井筒/巷道等组成的供热/制冷系统下，实现生活热水的供应和室内采暖空调的需要以及井筒空气环境的改善，有效利用井底的能量，提高矿井余热的利用，改善井筒内的空气状况。具体来说，本发明具有如下的有益效果：
1、冬季实现煤热共采，井底回风巷道直接取热，对扩散塔不产生任何影响不搭建任何设备，降低地面制冷系统的投资和运行费用。
2、地面实现供冷供热一体化，一套机房。无需其他冷热源，满足了热害矿井夏季井下制冷的同时为矿区提供热水。冬季向井筒提供热空气，防止地面结冰打滑，保证车辆的正常通行。
3、井下制冷与地面空调实现一体化，从井底直接回收热量，冬季满足矿井所有热负荷需求，夏季井下制冷的同时，通过热泵机组冷凝散热，为矿区持续提供生活热水。
4、利用供冷/热一体化机组，可实现向厂房或办公等区域冬季供热，夏季供冷，供生活热水。
5、在井底热源稳定时，矿井无需再建设其他冷热源，即可完全满足地面建筑的供热、制冷和生活热水要求以及冬季井筒防冻用热。
附图说明
图1是本发明一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统的结构示意图。
图中：1、热水箱；2、空调末端；3、供冷热一体化机组；4、采暖末端；5、空气加热机组；6、井筒；7、进风巷道；8、井底空冷器；9、取热器；10、回风巷道；11、转换器硐室；12、高低压转换器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明提供的一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，包括热水箱1、空调末端2、供冷热一体化机组3、采暖末端4、空气加热机组5、井筒6、进风巷道7、井底空冷器8、取热器9、回风巷道10、转换器硐室11、高低压转换器12以及连接这些设备的管道、水泵、阀门和生活用水末端等组成的供热/制冷系统。
其中的取热器9布置于井底，充分回收井底的热量，通过管路送入转换器硐室11的高低压转换器，将热能量送入供冷/热一体化机组3进行能量转换，供冷/热一体化机组3一端的出入口与空调末端2组成空调系统；供冷/热一体化机组3将转换后的能量通过管路与空调末端2、热水箱1、采暖末端4以及空气加热机组5组成循环管路。其中，
供冷/热一体化机组3与热水箱1组成热水环路，为矿区提供生活热水；与空气加热机组5、采暖末端4、井筒6组成供热系统。冬季为井筒持续供热，防止井筒结冰。
为了对本发明进一步了解，现对其工作过程做进一步说明
在夏季制冷工况下，关闭取热器9、采暖末端4、空气加热机组5，以及关闭连接取热器9、采暖末端4、空气加热机组5的阀门和水泵；开启供冷/热一体化机组3、热器9、高低压转换器12，开启井底空冷器8、空调末端2、热水箱1，并开启连接井底空冷器8、空调末端2、热水箱1的水泵和阀门，井底空冷器8向井底提供冷量，空调末端2向地面矿区提供冷量，供冷/热一体化机组3的冷凝热为热水箱提供热量。
在冬季制热工况下，关闭空调末端2、井底空冷器8以及连接管路上的阀门，开启供冷/热一体化机组3，开启取热器9、高低压转换器12、热水箱1、采暖末端4、空气加热机组5，并开启连接取热器9、高低压转换器12、热水箱1、采暖末端4、空气加热机组5的水泵和阀门，供冷/热一体化机组3与取热器9的能量回收后，通过管道向采暖末端4、空气加热机组5和热水箱1提供热量，采暖末端4满足矿区地面采暖需求，空气加热机组5向井筒送入热风，改善井筒6内空气环境，防止井筒6地面结冰，保证车辆安全行驶。
供冷/热一体化机组3将井底取热器的能量进行回收利用，为空调末端2提供冷媒，为热水箱1、采暖末端4、空气加热机组5提供热煤，保证矿区夏季制冷、冬季制热、冬季井筒防冻的需求。
本发明一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，在充分有效的利用了井底热能的同时，可实现矿井地面建筑冬季供热，夏季制冷需求的同时，满足井筒冬季防冻，夏季减少井下热害的产生。夏季减少井下热害的产生，从而减轻井下制冷机组的容量，降低井下制冷系统的投资和运行费用，实现节能减排的目的。
本发明一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，其采用新颖的结构和合理的设备，提高了井底热量的利用的效果，具有很好的使用前景，可广泛地应用于煤矿生产中井底热害处理，改善井筒内空气环境，并为地面建筑的提供冷热源以及生活热水的过程中。

Claims (6)

1.一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，其特征在于，包括布置在井上的热水箱(1)、空调末端(2)、供冷/热一体化机组(3)、采暖末端(4)、空气加热机组(5)和井筒(6)，以及布置在井底的井底空冷器(8)和取热器(9)，该井底的两端分别通过进风巷道(7)和回风巷道(10)与井上连通；其中，
还包括布置在回风巷道(10)侧壁上的高低压转换器(12)；
供冷/热一体化机组(3)一端的出入口分为两支环路，一支与井底空冷器(8)、取热器(9)和高低压转换器(12)组成井下取热供冷系统，另一支与空调末端(2)组成空调系统；
供冷/热一体化机组(3)另一端的出入口分为两支环路，一支与热水箱(1)组成热水环路，另一支与空气加热机组(5)、采暖末端(4)和井筒(6)组成供热系统。
2.根据权利要求1所述的一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，其特征在于，回风巷道(10)的侧壁上开设有转换器硐室(11)，高低压转换器(12)布置在转换器硐室(11)内。
3.根据权利要求1所述的一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，其特征在于，供冷/热一体化机组(3)与空调末端(2)之间的供回水管路上布置有阀门；井底空冷器(8)与高低压转换器(12)和取热器(9)与高低压转换器(12)之间的连接供回水管路上均设置有阀门。
4.根据权利要求1所述的一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，其特征在于，空调末端(2)与供冷/热一体化机组(3)的回水管路上设置有回水泵；供冷/热一体化机组(3)与热水箱(1)之间的回水管路上设置有水泵。
5.根据权利要求1所述的一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，其特征在于，供冷/热一体化机组(3)与空气加热机组(5)、采暖末端(4)、井筒(6)组成的供热系统的循环管路有两支，一支管路连接供冷/热一体化机组(3)与空气加热机组(5)，另一支连接空调末端(4)。
6.根据权利要求5所述的一种煤热共采地面集中式一体化供热制冷系统，其特征在于，连接供冷/热一体化机组(3)与空气加热机组(5)的管路上布置有阀门，空调末端(4)的供水管上布置有供水泵。
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