CN216950319U - 一种水力驱动的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水力驱动的制冷系统，包括蒸发器、冷凝器、水力驱动压缩机。所述水力驱动压缩机中的水力驱动泵的进水口与高能水流连通，所述水力驱动泵的出水口与所述冷凝器的进水口连通。在利用冷却水的水力来驱动制冷系统的压缩机工作的同时，又利用了该冷却水来冷却冷凝器。即制冷系统的压缩机不需要耗电，则不需设置电控箱，解决了压缩机的电气安全问题。晚上可将换热后的热水送回地面用作生活热水和地热采暖热水。利用晚间电价低，循环用水，节能环保。

Description

一种水力驱动的制冷系统

技术领域

本实用新型涉及流体输送设备，尤其涉及一种用于地下矿井中的不需要采用电力而只通过水力驱动的制冷系统。

背景技术

在矿井中应用局部制冷设备，能够提升矿井热害治理水平，改善作业环境，保障职工身体健康，提高劳动生产效率，对实现矿井安全高效生产具有重要意义。如图1所示，矿井01采掘面中的蒸汽压缩制冷系统02的冷凝器需要从地面03通过水管04引下冷却水来进行冷却，从地面03输送至矿井01下采掘面的冷却水在重力势能的作用下，则拥有较高的水压。这种来自地面的从上而下的冷却水除了冷却作用之外，还可以被用来驱动蒸汽压缩制冷系统02中压缩机的电机，以代替电力来驱动设备。经过冷凝器换热后的冷却水水温较高，可以被抽回地面03上作为地热采暖和生活用热水，而循环利用。由于峰谷用电价差的存在，晚间电价较低，因此晚间使用水泵将热水由地下输送至地面，这种获得热水的成本低于加热冷水的成本，具有实际应用价值。

因此，如何很好利用地面水的势能驱动地下矿井中制冷系统压缩机的电机转动，以代替电力驱动以及节能环保是业界亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有地下矿井中的制冷系统耗电而存在安全隐患的问题，提供一种用于地下矿井中的水力驱动的制冷系统，该制冷系统安全可靠。晚上可将换热后的热水送到地面，用作人们的生活热水、地热采暖热水。利用晚间电价低，循环用水，节能环保。

本实用新型提供的一种水力驱动的制冷系统，包括蒸发器、冷凝器。还包括水力驱动压缩机，所述水力驱动压缩机中的水力驱动泵的进水口与高能水流连通，所述水力驱动泵的出水口与所述冷凝器的进水口连通。

较优的，所述高能水流为从矿井之上的地面引下的重力势能水流。

较优的，所述冷凝器的出水口与储水箱连通。

较优的，所述储水箱与一水泵连接。

较优的，所述水力驱动泵包括叶轮，所述叶轮的轮轴与所述水力驱动压缩机的转子轴连接。

较优的，所述水力驱动泵的能量转换效率为70%~90%。

较优的，还包括与所述蒸发器送风管道连通的新风管道。

较优的，所述新风管道与矿井之上的地面的大气连通。

本实用新型利用由地面输送至矿井下的冷却水做功并进行冷却换热，一方面利用冷却水来冷却冷凝器，同时又可利用冷却水的重力势能来驱动制冷系统的压缩机工作。即制冷系统的压缩机工作不需要耗电，则不需设置电控箱，解决了压缩机的电气安全问题。晚上还可将换热后的热水送回地面用作生活热水和地热采暖热水。利用晚间电价低，循环用水，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型用于矿井中的环境示意图；

图2为本实用新型使用的水力驱动压缩机的外观图；

图3为现有用于矿井中的制冷系统工作原理示意图；

图4为本实用新型用于矿井中的制冷系统实施例的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图3所示，一般矿井01离地面的深度H约为1000米，矿井01下环境温度过高，因此井下作业时需要使用蒸汽压缩制冷系统02进行供冷。通过新风管道05引入的新风与制冷系统的蒸发器4换热；通过水管04从地面03引下来的冷却水与冷凝器2冷却换热，经过换热后的水，温度升高为热水。由于井下空间有限，通常无法储存大量的水，且井下温度较高，热水的热量不易散失，因此这部分热水往往需要用水泵5抽回地面。现有制冷系统的压缩机06由电机驱动。冷却水被输送到井下后压力很高，经过冷凝器2克服沿程阻力并吸收冷媒的热量，成为中压热水，最后被水泵5抽回地面03。利用电力驱动压缩机06的电机，需要设置电控箱，则会留下电气安全隐患。

如图1、图4所示，通过水管04输送到井下的高压冷却水和通过新风管道05由地面03引入的新风首先经过制冷系统，即新风与制冷系统的蒸发器4换热被冷却，而冷却水与冷凝器2换热，其温度升高、水压大幅降低。然后冷却的新风被送到矿井01采掘面降温。本实用新型实施例提供的一种矿井下水力驱动蒸汽压缩制冷系统，由压缩机、冷凝器2、膨胀阀3和蒸发器4构成。请结合图2，本实用新型使用的是水力驱动压缩机1，该水力驱动压缩机1中的水力驱动泵11包括叶轮，而叶轮的轮轴与水力驱动压缩机1的转子轴连接。水力驱动泵11的进水口12与高能水流连通，该高能水流为从矿井01之上的地面03引下的重力势能水流。水力驱动泵11的出水口13与冷凝器2的进水口连通，该冷凝器2的出水口与储水箱6连通，而储水箱6与水泵5连接。

如图4所示，由于重力势能的作用输送到井下的高压冷却水首先驱动水力驱动压缩机1的水力驱动泵11，以致驱动水力驱动压缩机1运行。然后冷却水再冷却冷凝器2，换热后的热水被储存在储水箱6中。工作时，高压冷却水带动水力驱动泵11的叶轮转动，从而驱动水力驱动压缩机1工作。根据冷却水流量的不同，水力驱动泵11的能量转换效率在70%~90%之间。本实用新型中，水力驱动压缩机1不需要电机和安装电控箱，则不需要考虑电力驱动压缩机1的电气安全问题、电控箱的防爆隔爆以及电机运行发热等问题。

如图1、图4所示，从地面03引下的冷却水水温在30℃左右，冷却水流经水力驱动泵11后，成为中压冷水，水温仍在30℃左右，之后被输送至冷凝器2中对冷媒进行冷凝。制冷系统使用R134a作为冷媒，冷凝温度为45℃，在冷凝器2中的过冷度为2℃，因此30℃的冷却水可与冷媒之间可进行较好的换热。经过冷凝器2后，冷却水水温达到40℃以上，成为低压热水。在日间，大量的低压热水被暂时存储于矿井01下的储水箱6中。井下温度较高，热水的热量不易散失。由于峰谷用电价差的存在，晚间电价较低，因此在晚间使用水泵5将热水抽回地面03。回到地面03的热水可以作为地热采暖和生活用水。利用晚间电价较低，循环用水，节能环保。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水力驱动的制冷系统，包括蒸发器、冷凝器，其特征在于，还包括水力驱动压缩机，所述水力驱动压缩机中的水力驱动泵的进水口与高能水流连通，所述水力驱动泵的出水口与所述冷凝器的进水口连通。

2.如权利要求1所述的水力驱动的制冷系统，其特征在于，所述高能水流为从矿井之上的地面引下的重力势能水流。

3.如权利要求1所述的水力驱动的制冷系统，其特征在于，所述冷凝器的出水口与储水箱连通。

4.如权利要求3所述的水力驱动的制冷系统，其特征在于，所述储水箱与水泵连接。

5.如权利要求1所述的水力驱动的制冷系统，其特征在于，所述水力驱动泵包括叶轮，所述叶轮的轮轴与所述水力驱动压缩机的转子轴连接。

6.如权利要求1所述的水力驱动的制冷系统，其特征在于，所述水力驱动泵的能量转换效率为70%~90%。

7.如权利要求1所述的水力驱动的制冷系统，其特征在于，还包括与所述蒸发器送风管道连通的新风管道。

8.如权利要求7所述的水力驱动的制冷系统，其特征在于，所述新风管道与矿井之上的地面的大气连通。

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