CN204943963U - 一种利用矿井涌水供热/制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种利用矿井涌水供热/制冷系统，包括矿井涌水蓄水池、板式换热器、空气加热机组等。其中，矿井涌水从蓄水池进入第一板式换热器进行热量交换，第一板式换热器换热后的水分为两路，一路进入第一热泵内进行制热/制冷，制取的热水/冷水再进入第二板式换热器中进行热量交换，第二板式换热器出口接空气加热/制冷机组，空气加热/制冷机组处理后的空气送入井筒内；第一板式换热器后的另一路水接入第二热泵内进行单相制热，制取的热水再进入第三板式换热器，第三板式换热器换热后的水通入热水箱加热热水，热水通过管道送入生活用水末端。本实用新型可广泛地应用于矿井生产中的矿井涌水余热利用供热/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

一种利用矿井涌水供热/制冷系统

技术领域：

本实用新型属于矿井供热制冷领域，具体涉及一种利用矿井涌水供热/制冷系统。

背景技术：

目前，对矿山、矿井进行采掘时，时常会碰到地下水源，而地下水的温度一年四季保持在5～20℃的范围内。一般情况下，矿井在开采的过程中，会将这部分涌水过滤除渣处理后排掉，若将矿井涌水不加以利用直接排掉，会造成低温能源的浪费。煤矿需要一年四季的生活热水，夏季需要制冷，冬季需要加热的冷热水源，且井筒内的空气环境对煤矿开采的过程中也有一定的影响。

针对我国对节能减排的需求，和提高能源利用率的要求下，如何节能有效的防治巷道开采中井下热害的影响，防止冬季井筒结冰造成影响安全生产进行，如何利用矿井涌水的能量具有重要的意义。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于低温矿井涌水现有利用技术的不足，提供了一种利用矿井涌水供热/制冷系统。

为达到以上目的，本实用新型采用如下的技术方案予以实现：

一种利用矿井涌水供热/制冷系统，包括矿井涌水蓄水池、第一板式换热器、第一热泵、第二板式换热器、空气加热/制冷机组、送风机、第二热泵、第三板式换热器及热水箱；其中，

矿井涌水蓄水池的出入口与第一板式换热器的第一出入口之间组成循环回路，第一板式换热器的第二出入口分为两路，一路与第一热泵的第一出入口之间组成循环回路，第一热泵的第二出入口与第二板式换热器之间组成循环回路，第二板式换热器的第二出入口与风机盘管的出入口之间组成循环回路；送风机设置在空气加热/制冷机组上，用于为井筒送风；

第一板式换热器第二出入口的另一路与第二热泵的第一出入口之间组成循环回路，第二热泵的第二出入口与第三板式换热器的第一出入口之间组成循环回路，第三板式换热器的第二出入口与热水箱的出入口之间组成循环回路，且热水箱与生活热水末端相连。

本实用新型进一步的改进在于，矿井涌水蓄水池的出入口与第一板式换热器的第一出入口之间组成的循环回路上，第一板式换热器的第二出入口一路与第一热泵的第一出入口之间组成的循环回路上，第一热泵的第二出入口与第二板式换热器之间组成的循环回路上以及第二板式换热器的第二出入口与空气加热/制冷机组的出入口之间组成的循环回路上均设置有水泵；

第一板式换热器第二出入口的另一路与第二热泵的第一出入口之间组成的循环回路上，第二热泵的第二出入口与第三板式换热器的第一出入口之间组成的循环回路上，第三板式换热器的第二出入口与热水箱的出入口之间组成的循环回路上均设置有水泵。

本实用新型进一步的改进在于，还包括风机盘管，其中，第二板式换热器的第二出入口分为两路，一路与风机盘管的出入口之间组成循环回路，另一路与空气加热/制冷机组的出入口之间组成循环回路。

本实用新型进一步的改进在于，第二板式换热器的第二出入口一路与风机盘管的出入口之间组成的循环回路上设置有水泵。

与现有技术相比，本实用新型将矿井涌水从地下抽出经过水处理过程后通入矿井涌水蓄水池，在第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器、第一热泵、第二热泵，热水箱、空气加热/制冷机组、井筒以及连接这些设备的管道阀门和生活用水末端等组成的供热/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，有效利用低温矿井涌水的能量，提高矿井涌水的利用，改善井筒内的空气状况。具体来说，本实用新型具有如下的有益效果：

1、对空气进行降温处理，在充分有效的利用了矿井涌水的低温热能的同时，夏季向井筒内提供低温空气，有效减轻井下热害的产生，从而减轻井下制冷机组的容量，进而减小井下硐室的开采容量，降低井下制冷系统的投资和运行费用。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。

2、有效利用矿井涌水的低温热能，冬季供热夏季制冷，减少能量浪费，实现节能减排的目的；

3、利用低温矿井涌水制取第一热泵和第二热泵的水源，可实现向厂房或办公等区域冬季供热，夏季供冷，且一年四季供生活热水。

4、利用矿井涌水的低温热能，可实现一年四季制备生活热水，可取代相应供热锅炉的建设，无锅炉烟气排放，从而有效较低大气污染物的排放量，环保健康。

5、在矿井涌水稳定时，矿井无需再建设其他冷热源，即可完全满足地上建筑的供热、制冷和生活热水要求以及冬季井筒防冻用热。

6、利用低温矿井涌水，体现了能量的梯级利用，减少能源浪费，提高利用效率，矿井涌水常年保持5～20℃的水温，热泵在这样温度的运行下，性能系数较高。

附图说明：

图1是本实用新型一种利用矿井涌水供热/制冷系统的结构示意图；

图中：1、矿井涌水蓄水池；2、第一板式换热器；3、第一热泵；4、第二板式换热器；5、风机盘管；6、空气加热/制冷机组；7、送风机；8、井筒；9、第二热泵；10、第三板式换热器；11、热水箱；12、生活热水末端。

具体实施方式：

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，本实用新型一种利用矿井涌水供热/制冷系统，包括矿井涌水蓄水池1、第一板式换热器2、第二板式换热器4、第三板式换热器10、第一热泵3、第二热泵9、风机盘管5、热水箱11、空气加热/制冷机组6、井筒8以及连接这些设备的管道、水泵、阀门和生活用水末端12等组成的供热/制冷系统。

其中的矿井涌水通过水泵从矿井涌水蓄水池1进入第一板式换热器2进行热量交换后，再回到矿井涌水蓄水池1中，第一板式换热器2处理后的水分为两路，一路进入第一热泵3内进行换热，换热后的水再进入第二板式换热器4中进行能量交换，第一板式换热器2处理后的另一路水接入第二热泵9内进行换热，换热后的水再进入第三板式换热器10，第三板式换热器10换热后的水通入热水箱11制取热水，热水通过管道送入生活用水末端12。

第二板式换热器4出口的水路分为两路，其中一路接风机盘管5，另一路接空气加热/制冷机组6，空气加热/制冷机组6制取的空气通入井筒8内。

为了对本实用新型进一步了解，现对其工作过程做进一步说明

矿井涌水在水泵的作用下从矿井涌水蓄水池1通入第一板式换热器2中与第一板式换热器2另一端的水进行热量交换后再回到矿井涌水蓄水池1内，第一板式换热器2换热出来的水分为两路，其中一路通到第一热泵3内，第一热泵3冬夏季切换运行，第一热泵3在夏季制取冷水，冬季制取热水；另一路通到第二热泵9内，第二热泵9常年运行制取热水，第二热泵9制取的热水与第三板式换热器10进行热量交换，第三板式换热器10将制取的生活热水通入热水箱11内，热水箱11通过管道将生活热水送入生活热水末端12，供人们洗澡生活使用。

在夏季，第一热泵3制取的冷水与第二板式换热器4另一端的水进行热量交换，制取低温冷水，第二板式换热器4制取的冷水分为两支，一支通到空调室内的风机盘管5内，向室内送入冷风。另一支通入空气加热/制冷机组6内，在送风机7的作用下，将冷风送入井筒8内，降低井筒空气的温度，减少井下热害的产生。在冬季，第一热泵3制取的热水与第二板式换热器4另一端的水进行热量交换，制取热水源，热水源分为两支，一支通到空调室内的风机盘管5内，向室内送入热风。另一支通入空气加热/制冷机组6内，在送风机7的作用下，将热风送入井筒8内，预防井筒结冰。

本实用新型一种利用矿井涌水供热/制冷系统，在充分有效的利用了矿井涌水的低温热能的同时，可实现矿井地上建筑冬季供热，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，而且可以常年为地上建筑提供生活热水。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。

本实用新型一种利用矿井涌水供热/制冷系统，其采用新颖的结构和合理的设备，提高了矿井涌水的利用的效果，具有很好的使用前景，可广泛地应用于煤矿生产中矿井涌水处理，改善井筒内空气环境，并为地上建筑的提供冷热源以及生活热水的过程中。

Claims (4)

1.一种利用矿井涌水供热/制冷系统，其特征在于，包括矿井涌水蓄水池(1)、第一板式换热器(2)、第一热泵(3)、第二板式换热器(4)、空气加热/制冷机组(6)、送风机(7)、第二热泵(9)、第三板式换热器(10)及热水箱(11)；其中，

矿井涌水蓄水池(1)的出入口与第一板式换热器(2)的第一出入口之间组成循环回路，第一板式换热器(2)的第二出入口分为两路，一路与第一热泵(3)的第一出入口之间组成循环回路，第一热泵(3)的第二出入口与第二板式换热器(4)之间组成循环回路，第二板式换热器(4)的第二出入口与风机盘管(5)的出入口之间组成循环回路；送风机(7)设置在空气加热/制冷机组(6)上，用于为井筒(8)送风；

第一板式换热器(2)第二出入口的另一路与第二热泵(9)的第一出入口之间组成循环回路，第二热泵(9)的第二出入口与第三板式换热器(10)的第一出入口之间组成循环回路，第三板式换热器(10)的第二出入口与热水箱(11)的出入口之间组成循环回路，且热水箱(11)与生活热水末端(12)相连。

2.根据权利要求1所述的一种利用矿井涌水供热/制冷系统，其特征在于，矿井涌水蓄水池(1)的出入口与第一板式换热器(2)的第一出入口之间组成的循环回路上，第一板式换热器(2)的第二出入口一路与第一热泵(3)的第一出入口之间组成的循环回路上，第一热泵(3)的第二出入口与第二板式换热器(4)之间组成的循环回路上以及第二板式换热器(4)的第二出入口与空气加热/制冷机组(6)的出入口之间组成的循环回路上均设置有水泵；

第一板式换热器(2)第二出入口的另一路与第二热泵(9)的第一出入口之间组成的循环回路上，第二热泵(9)的第二出入口与第三板式换热器(10)的第一出入口之间组成的循环回路上，第三板式换热器(10)的第二出入口与热水箱(11)的出入口之间组成的循环回路上均设置有水泵。

3.根据权利要求1所述的一种利用矿井涌水供热/制冷系统，其特征在于，还包括风机盘管(5)，其中，第二板式换热器(4)的第二出入口分为两路，一路与风机盘管(5)的出入口之间组成循环回路，另一路与空气加热/制冷机组(6)的出入口之间组成循环回路。

4.根据权利要求1所述的一种利用矿井涌水供热/制冷系统，其特征在于，第二板式换热器(4)的第二出入口一路与风机盘管(5)的出入口之间组成的循环回路上设置有水泵。