利用礦山井下地道風的節能型空調系統的製作方法
2023-09-20 11:02:50 4
專利名稱：利用礦山井下地道風的節能型空調系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱泵節能型空調系統，尤其涉及一種利用礦山井下地道風的節能型空調系統。
背景技術：
隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，熱泵作為一種節能型空調設備得到了愈來愈廣泛的應用。空氣源熱泵的工作原理是，在冬季制熱時，從室外空氣中提取熱量，輸送到室內，提高室內空氣的溫度，在夏季製冷時，從室內空氣中吸取熱量，然後，排放到大氣中，為人們 的工作、生活創造一個適宜的室內環境；如圖la、圖Ib所示，水源熱泵是主要以地下水為熱(冷)源，進行供暖、製冷及提供生活熱水，在冬季供暖時地溫空調機組以地下水為吸熱源，工作介質在蒸發器中吸取地下水的熱量蒸發，經壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然後進入冷凝器內釋放熱量以加熱循環水，製取35 50°C的熱水送入空調房間達到制熱目的；在夏季製冷時地溫空調機組以地下水為排熱源，工作介質在蒸發器中吸取空調房間的熱量蒸發，製取7°C冷水(最低40C )送入空調房間達到製冷目的，工作介質再經壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然後進入冷凝器，把熱量釋放到地下水中；如圖2a、圖2b所示，土壤源熱泵是以地下土壤為熱(冷)源，靠埋入地下的U型管一進一回形成環路與大地進行換熱，其它部分的工作原理與水源熱泵類似。上述現有技術至少存在以下缺點水源熱泵和土壤源熱泵需要再次開挖土壤或尋找地下水資源，成本高、受環境制約較大；空氣源熱泵直接與室外大氣交換熱量，節能效果差、環保性差。
發明內容
本發明的目的是提供一種成本低、節能效果好、環保性好的利用礦山井下地道風的節能型空調系統。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明的利用礦山井下地道風的節能型空調系統，包括空調機組，所述空調機組包括外換熱器、內換熱器、壓縮機、膨脹閥，所述外換熱器通過循環風管與礦山井下巷道相通。由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明提供的利用礦山井下地道風的節能型空調系統，由於空調機組的外換熱器通過循環風管與礦山井下巷道相通，可以利用礦山巷道內一年四季常溫的特點，利用已有巷道為熱(冷)源，進行供暖、製冷及提供生活熱水等，不用再次開挖土壤或尋找地下水資源，成本低、節能效果好、環保性好。
圖Ia為現有技術中的水源熱泵節能型空調系統冬季制熱的原理示意圖；圖Ib為現有技術中的水源熱泵節能型空調系統夏季製冷的原理示意圖；圖2a為現有技術中的土壤源熱泵節能型空調系統冬季制熱的原理示意圖；圖2b為現有技術中的土壤源熱泵節能型空調系統夏季製冷的原理示意圖；圖3a為本發明實施例提供的利用礦山井下地道風的節能型空調系統冬季制熱的原理示意圖；圖3b為本發明實施例提供的利用礦山井下地道風的節能型空調系統夏季製冷的原理示意圖。圖中1、取水井，2、回水井，3、外換熱器，4、膨脹閥，5、壓縮機，6、內換熱器，7、室 外U形管，8、礦山井下巷道，9、初效空氣過濾器，10、活性炭吸附器，11、循環泵，12、噴水洗滌裝置。
具體實施例方式下面將對本發明實施例作進一步地詳細描述。本發明的利用礦山井下地道風的節能型空調系統，其較佳的具體實施方式
是包括空調機組，所述空調機組包括外換熱器、內換熱器、壓縮機、膨脹閥，所述外換熱器通過循環風管與礦山井下巷道相通。所述循環風管包括由所述外換熱器向所述礦山井下巷道進風的進風管、由所述礦山井下巷道向所述外換熱器迴風的迴風管，所述進風管上設有循環泵。所述迴風管入口處的礦山井下巷道部位設有噴水洗滌裝置。所述迴風管上依次設有初效空氣過濾器和活性炭吸附器。本發明利用礦山巷道內一年四季常溫的特點，將現有的通過地下埋管利用土壤進行地熱資源的利用和利用地下水的水資源的利用的技術延伸到了利用地下巷道內的空氣溫度方面，從而利用了已有巷道，不用再次開挖土壤或尋找地下水資源。利用礦山巷道地下風的低溫熱能夏季製冷、冬季取暖，無疑是一種既節能又對周圍環境影響小的技術。地下巷道多屬於淺埋地下構築物，淺地層原始溫度的變換，主要取決於地層表面溫度的變化。由於地層的蓄熱作用，溫度波在向地層深處傳遞時，不僅存在溫度波的衰減，而且相對地面溫度而言，還有時間的延遲，當地層構造一定時，溫度波的延遲時間只與地層深度有關。如，對於一般土壤地層，深度每增加lm，時間延遲約為560小時，大約23天，那麼埋深8米的地道來說，其周圍的地層的溫度應該是184天以前的地面溫度所決定的，也就是說當在炎熱的夏季的時候，地道周圍的溫度是由184天前的地面溫度決定的，而在冬季是同樣的道理。因此，地層溫度波的衰減、時間的延遲，都為地道風降(升)溫工程的應用提供了良好的冷、熱源條件。由於地層的原始溫度在地層深度4米以下時，即接近於全年地面平均溫度，而在最熱(冷)月時，地面的空氣溫度為全年的最高(低)值，所以在此期間，地面熱(冷)空氣與地層具有較大的溫度差，這個溫度差的存在使流經地道的熱(冷)空氣與地道壁面發生熱交換。並且隨著流程的增加，空氣的溫度逐漸降低(升高)，理想狀態下，在達到地道終點時，空氣狀態應該能夠達到地層原始溫度。礦山開採形成了規模大，長度長的巷道，利用礦山地道風的資源對生產生活區域進行夏季供風、冬季供暖。本發明中，地下巷道風氣流組織形式採用下送上回式，目的是為了去除地道風中的黴味、灰塵及其他有害氣體。同時，在送風系統中採取噴水洗滌等措施，地道風的相對溼度比較高，而且常常因為通風不良而蘊含異味。利用噴水洗滌的方法處理空氣會造成送風氣流的含溼量增加，加大了送風溼差，影響了室內熱舒適性。因此採用活性炭技術，活性炭本身具有大量的微小空隙，具有很強的吸附能力，能吸附大量水蒸氣和一些有害或者有異味的氣體。當地道風經初效空氣過濾器過濾之後，穿過活性炭吸附器時，地道風中的水分和異味被活性炭吸附。若合理地控制吸附器的吸附量，可以達到控制送風溫差、改善室內相對溼度、提聞空調精度的目的。具體實施例的工作原理是如圖3a、圖3b所示，在冬季供暖時地溫空調機組以巷道內空氣為吸熱源，工作介質在蒸發器中吸取地道風中的熱量蒸發，經壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然後進入冷凝器內釋放熱量以加熱循環水，製取35 50°C的熱水送入空調房間達到制熱目的。在夏季製冷時地溫空調機組以地道風為排熱源，工作介質在蒸發器中吸取空調房間的熱量蒸發，製取TC冷水(最低4°C)送入空調房間達到製冷目的，工作介質再經壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然後進入冷凝器，把熱量釋放到礦山開挖巷道中。礦山多在人口密集度不大的地區，在礦山資源開挖的同時，將開挖形成的巷道利用起來，對周邊生產生活區冬季供暖、夏季製冷。系統運行費用低、壽命長、投資額度小、節省供暖製冷造價，能很大限度的節省電能，系統運行中無燃燒、無排煙、沒有廢棄物，因而環 境效益明顯。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
權利要求
1.一種利用礦山井下地道風的節能型空調系統，包括空調機組，所述空調機組包括外換熱器、內換熱器、壓縮機、膨脹閥，其特徵在於，所述外換熱器通過循環風管與礦山井下巷道相通。
2.根據權利要求I所述的利用礦山井下地道風的節能型空調系統，其特徵在於，所述循環風管包括由所述外換熱器向所述礦山井下巷道進風的進風管、由所述礦山井下巷道向所述外換熱器迴風的迴風管，所述進風管上設有循環泵。
3.根據權利要求2所述的利用礦山井下地道風的節能型空調系統，其特徵在於，所述迴風管入口處的礦山井下巷道部位設有噴水洗滌裝置。
4.根據權利要求3所述的利用礦山井下地道風的節能型空調系統，其特徵在於，所述迴風管上依次設有初效空氣過濾器和活性炭吸附器。
全文摘要
本發明公開了一種利用礦山井下地道風的節能型空調系統，包括空調機組，空調機組包括外換熱器、內換熱器、壓縮機、膨脹閥，空調機組的外換熱器通過循環風管與礦山井下巷道相通，可以利用礦山巷道內一年四季常溫的特點，利用已有巷道為熱(冷)源，進行供暖、製冷及提供生活熱水等，不用再次開挖土壤或尋找地下水資源，成本低、節能效果好、環保性好。
文檔編號F24F5/00GK102901166SQ20121036533
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者馬海濤, 王雲海, 謝旭陽, 劉勇鋒, 秦宏楠 申請人:中國安全生產科學研究院