礦井井下降溫與廢熱回收利用系統的製作方法
2023-06-28 15:49:41
專利名稱：礦井井下降溫與廢熱回收利用系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種降溫與熱能回收利用系統，特別是關於一種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統。
背景技術：
隨著礦井採深的日益增加和採掘機械化程度的不斷提高，礦井深井高溫熱害已經成為制約煤礦安全開採的重大問題之一。它不僅影響井下員工的工作效率，造成經濟損益，而且還會嚴重影響員工的身體健康及生命安全。目前，礦井降溫的措施主要有非人工製冷降溫和人工製冷降溫兩種。其中，非人工製冷降溫通常以利用或增加通風量的形式實現，這種方式現在已經難以滿足礦井降溫的需求；而人工製冷降溫則需要消耗較高能耗以提供製冷負荷，經濟效益低，而且不符合節能減排的要求。此外，礦井降溫排熱還需要藉助礦井迴風、礦井排水或者在地面設置冷卻塔等手段實現，一些熱負荷沒有經過利用就直接排放到 環境中，造成了一部分熱能的浪費，效率不高。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠結合礦井現有設備高效回收利用井下廢熱資源，為煤礦生活生產提供熱能的礦井井下降溫與廢熱回收利用系統。為實現上述目的，本實用新型採取以下技術方案一種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特徵在於它包括設置在礦井井下的空氣冷卻器單元、降溫機組單元和氣液換熱器單元，以及設置在礦井井上的礦井迴風熱泵系統；降溫機組單元包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥；空氣冷卻器單元包括一個以上的空氣冷卻器，每一空氣冷卻器的換熱管道中填充載冷劑，各換熱管道並聯在與降溫機組單元蒸發器殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環迴路，載冷劑循環迴路中設置循環泵；降溫機組單元中，蒸發器的換熱管道中填充製冷劑，且其兩端通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接冷凝器的殼體，壓縮機設置在製冷劑輸出管道上，膨脹閥設置在製冷劑輸回管道上，形成製冷劑循環迴路；氣液換熱器單元設置在礦井迴風巷上，其換熱管道中填充冷卻介質，氣液換熱器單元的換熱管道的兩端連接降溫機組單元冷凝器的換熱管道的兩端，形成冷卻介質循環迴路，冷卻介質循環迴路中設置循環泵；礦井迴風熱泵系統包括設置在礦井迴風巷出風口處的擴散塔，將從礦井迴風巷排出的礦井迴風中的熱量回收並傳遞給用戶使用。上述礦井迴風熱泵系統為礦井迴風源熱泵系統，它還包括有設置在擴散塔出風口上部的迴風換熱器，設置在擴散塔下部的匯水池，與迴風換熱器和匯水池管道連通的集水池，與集水池構成低溫熱源循環迴路的熱泵機組單元和與熱泵機組單元構成用戶供熱循環迴路的用戶設備單元，熱泵機組單元包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥。上述礦井迴風熱泵系統為直接膨脹式礦井迴風源熱泵系統，它還包括有設置在擴散塔出風口上部的外置氣液熱交換器，與外置氣液熱交換器構成低溫熱源循環迴路的熱泵機組單元和與熱泵機組單元構成用戶供熱循環迴路的用戶設備單元，熱泵機組單元包括壓縮機、內置氣液熱交換器和膨脹閥。—種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特徵在於它是由空氣冷卻器單元、高低壓換熱器單元、降溫機組單元、冷卻塔、熱泵機組單元和用戶設備單元構成的多重換熱循環迴路；空氣冷卻器單元包括一個以上的空氣冷卻器，每一空氣冷卻器的換熱管道中填充載冷劑；降溫機組單元和熱泵機組單元中均包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥；每一蒸發器的換熱管道中填充製冷劑，且其兩端通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接所在機組單元中冷凝器的殼體，每一製冷劑輸出管道上設置一壓縮機，每一製冷劑輸回管道上設置一膨脹閥，形成製冷劑循環迴路；用戶設備單元兩端通過管道連接熱泵機組單元冷凝器換熱管道的兩端，形成用戶供熱循環迴路。上述空氣冷卻器單元、高低壓換熱器單元和降溫機組單元設置在礦井井下，冷卻塔、熱泵機組單元和用戶設備單元設置在礦井井上；每一空氣冷卻器的換熱管道並聯在與降溫機組單元蒸發器殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環迴路，載冷劑循環迴路中設置循環泵；降溫機組單元冷凝器的換熱管道中填充有冷卻介質，且兩端連接高低壓換熱器單 元低壓側的輸入輸出端，形成一次冷卻介質循環迴路，一次冷卻介質循環迴路中設置循環泵；高低壓換熱器單元的高壓側設置有兩並聯埠 一對埠通過管道連接冷卻塔的輸入輸出端，形成二次冷卻介質循環迴路，二次冷卻介質循環迴路上設置循環泵；另一對埠通過管道連接熱泵機組單元蒸發器的殼體，形成低溫熱源循環迴路，低溫熱源循環迴路設置循環泵。上述空氣冷卻器單元和高低壓換熱器單元設置在礦井井下，降溫機組單元、冷卻塔、熱泵機組單元和用戶設備單元設置在礦井井上；每一空氣冷卻器的換熱管道並聯連接高低壓換熱器單元低壓側的輸入輸出端，形成一次載冷劑循環迴路，一次載冷劑循環迴路中設置循環泵；高低壓換熱器單元高壓側的輸入輸出端通過管道連接降溫機組單元蒸發器的殼體，形成二次載冷劑循環迴路，二次載冷劑循環迴路中設置循環泵；降溫機組單元冷凝器的換熱管道中填充冷卻介質，且兩端設置兩並聯埠 一對埠通過管道連接冷卻塔的輸入輸出端，形成冷卻介質循環迴路，冷卻介質循環迴路中設置循環泵；另一對埠通過管道連接熱泵機組單元蒸發器的殼體，形成低溫熱源循環迴路，低溫熱源循環迴路中設置循環泵。本實用新型由於採用上述技術方案，具有以下優點1、本實用新型將空氣冷卻器單元、降溫機組單元、熱泵機組單元和用戶設備單元，結合礦井現有設備礦井迴風熱泵系統或者冷卻塔，構成多重換熱循環迴路，從而回收井下高溫熱源釋放的熱量，提供給相應的用戶設備使用，既實現了礦井降溫的目的，又能夠滿足煤礦生活生產的用熱需求，具有節能減排，經濟效益和環保效益高的優點。2、本實用新型各組成單元可以按照實施要求採用不同的方式進行組合，形式多樣靈活，並能夠結合礦井現有設備如已經安裝好的直接膨脹式礦井迴風熱泵系統進行調整，施工難度和安裝成本較低。本實用新型可以廣泛用於礦井井下降溫及廢熱回收過程中。
圖I是本實用新型實施例一的系統組成結構示意圖；圖2是本實用新型實施例二的系統組成結構示意圖；[0013]圖3是本實用新型實施例三的系統組成結構示意圖；圖4是本實用新型實施例四的系統組成結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行詳細的描述。如圖I、圖2所示，基於礦井迴風熱泵系統的礦井井下降溫與廢熱回收利用系統的兩個實施例，包括設置在礦井井下的空氣冷卻器單元I、降溫機組單元2和氣液換熱器單元3，以及設置在礦井井上的礦井迴風熱泵系統4。其中，降溫機組單元2包括蒸發器21、冷凝器22、壓縮機23和膨脹閥24。空氣冷卻器單元I可以設置在礦井井下的回採工作面、掘進工作面和機電硐室中，它包括一個以上的空氣冷卻器11，每一空氣冷卻器11的換熱管道中填充水或已二醇等 載冷劑，各換熱管道並聯在與降溫機組單元2蒸發器21殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環迴路，載冷劑循環迴路中設置有循環泵12。降溫機組單元2中，蒸發器21的換熱管道中填充有製冷劑，且其兩端通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接冷凝器22的殼體，壓縮機23設置在製冷劑輸出管道上，膨脹閥24設置在製冷劑輸回管道上，形成降溫機組的製冷劑循環迴路。氣液換熱器單元3設置在礦井迴風巷上，可以為直接換熱式或間接換熱式，其換熱管道中填充冷卻介質，氣液換熱器單元3的換熱管道的兩端連接降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道的兩端，形成冷卻介質循環迴路，冷卻介質循環迴路中設置有循環泵31。礦井迴風熱泵系統4用以將從礦井迴風巷排出的礦井迴風中的熱量通過換熱循環的方式回收並供給如採暖空調設備、井口防凍設備和洗浴設備等用戶設備，以滿足煤礦生產生活的用熱需求，該系統既可以是包括有集水池的礦井迴風源熱泵系統(實施例一)，也可以是不包括集水池的直接膨脹式礦井迴風源熱泵系統(實施例二 )。實施例一(如圖I所示)，當礦井迴風熱泵系統4為礦井迴風源熱泵系統時，其包括有設置在礦井迴風巷出風口處的擴散塔41，設置在擴散塔41出風口上部的迴風換熱器42，設置在擴散塔41下部的匯水池43，與迴風換熱器42和匯水池43管道連通的集水池44，與集水池44構成低溫熱源循環迴路的熱泵機組單元45和與熱泵機組單元45構成用戶供熱循環迴路的用戶設備單元46。其中，熱泵機組單元45包括蒸發器451、冷凝器452、壓縮機453和膨脹閥454。實施例一的工作方法如下I)空氣冷卻器11換熱管道中的載冷劑與井下空氣進行熱溼交換，吸收井下空氣中的熱量後，在循環泵12的作用下進入降溫機組單元2蒸發器21的殼體中，與蒸發器21換熱管道中的製冷劑換熱降溫後，返回空氣冷卻器11，繼續與井下空氣進行熱溼交換，從而為井下空氣供冷，實現礦井井下降溫功能；2)降溫機組單元2蒸發器21的換熱管道中的製冷劑吸收熱量後，通過壓縮機23壓縮成高溫高壓氣體，進入冷凝器22的殼體中，與冷凝器22換熱管道中的冷卻介質換熱降溫後，再通過膨脹閥24節流變成低溫低壓液體，返回蒸發器21的換熱管道中，繼續與進入蒸發器21殼體中的載冷劑換熱；3)降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道中的冷卻介質吸收熱量後，進入礦井迴風巷上的氣液換熱器3，與流經氣液換熱器3的礦井迴風換熱降溫後，在循環泵31的作用下返回冷凝器22的換熱管道中；4)礦井迴風吸收熱量後進入礦井迴風源熱泵系統4的擴散塔41，從擴散塔41的出風口排出，在排出過程中通過擴散塔41上部的迴風換熱器42與噴淋的水霧進行換熱，水霧吸收熱量後通過匯水池43匯入集水池44，集水池44中吸收熱量後的水在循環泵441的作用下進入熱泵機組單元45蒸發器451的殼體中，與蒸發器451換熱管道中的製冷劑換熱降溫後，返回集水池44，集水池44中釋放熱量後的水在循環泵442的作用下返回迴風換熱器42中，繼續與經過迴風換熱器42的礦井迴風換熱；5)熱泵機組單元45蒸發器451的換熱管道中的製冷劑吸收熱量後，通過壓縮機453壓縮成高溫高壓氣體，進入冷凝器452的殼體中，與冷凝器452換熱管道中的用水源換熱降溫後，再通過膨脹閥454節流變成低溫低壓液體，返回蒸發器451的換熱管道中，繼續與進入蒸發器451殼體中的水換熱；6)熱泵機組單元45冷凝器452的換熱管道中的用水源吸收熱量後，進入用戶設備單元46，待放熱降溫後，在循環泵461的作用下返回冷凝器452的換熱管道中，繼續與進入冷凝器452殼體中的製冷劑換熱。實施例二 (如圖2所示)，當礦井迴風熱泵系統4為直接膨脹式礦井迴風源熱泵系統時，其包括有設置在礦井迴風巷出風口處的擴散塔41，設置在擴散塔41出風口上部的外置氣液熱交換器42，與外置氣液熱交換器42構成低溫熱源循環迴路的熱泵機組單元43和與熱泵機組單元43構成用戶供熱循環迴路的用戶設備單元44。其中，熱泵機組單元43包括壓縮機431、內置氣液熱交換器432和膨脹閥433。實施例二的工作方法與實施例一的工作方法基本相同，只是步驟4) 步驟6)改為以下步驟4) 步驟5)4)礦井迴風吸收熱量後進入礦井迴風源熱泵系統4的擴散塔41，從擴散塔41的出風口排出，在排出過程中與外置氣液熱交換器42中的製冷工質進行換熱，製冷工質吸收熱量後通過熱泵機組單元43的壓縮機431變成高溫高壓氣體，進入內置氣液熱交換器432的殼體中，與內置氣液熱交換器432換熱管道中的用水源換熱降溫後，再通過膨脹閥433節流變成低溫低壓液體，返回外置氣液熱交換器42，繼續與經過外置氣液熱交換器42的礦井迴風換熱；5)熱泵機組單元43內置氣液熱交換器432的換熱管道中的用水源吸收熱量後，進入用戶設備單元44，待放熱降溫後，在循環泵441的作用下返回內置氣液熱交換器432的換熱管道中，繼續與進入內置氣液熱交換器432殼體中的製冷工質換熱。如圖3、圖4所示，本實用新型還提供了一種基於冷卻塔的礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，它包括空氣冷卻器單元I、降溫機組單元2、高低壓換熱器單元3，冷卻塔4、熱泵機組單元5和用戶設備單元6。其中，降溫機組單元2和熱泵機組單元5均包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥。該系統根據降溫機組單元2的設置地點，可以採用兩種不同的實施方式組合成多重換熱循環迴路。
以下結合附圖對兩種實施方式進行分別說明。實施例三(如圖3所示)，空氣冷卻器單元I、降溫機組單元2和高低壓換熱器單元3設置在礦井井下，冷卻塔4、熱泵機組單元5和用戶設備單元6設置在礦井井上。[0036]空氣冷卻器單元I可以設置在礦井井下的回採工作面、掘進工作面和機電硐室中，它包括一個以上的空氣冷卻器11，每一空氣冷卻器11的換熱管道中填充水或已二醇等載冷劑，各換熱管道並聯在與降溫機組單元2蒸發器21殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環迴路，載冷劑循環迴路中設置有循環泵12。降溫機組單元2中，蒸發器21的換熱管道中填充有製冷劑，且其兩端通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接冷凝器22的殼體，壓縮機23設置在製冷劑輸出管道上，膨脹閥24設置在製冷劑輸回管道上，形成降溫機組的製冷劑循環迴路。降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道中填充有冷卻介質，且兩端連接高低壓換熱器單元3低壓側的輸入輸出端，形成一次冷卻介質循環迴路，一次冷卻介質循環迴路中設置有循環泵31。高低壓換熱器單元3的高壓側設置有兩並聯埠 一對埠通過管道連接冷卻塔 4的輸入輸出端，形成二次冷卻介質循環迴路，二次冷卻介質循環迴路上設置有循環泵32 ；另一對埠通過管道連接熱泵機組單元5蒸發器51的殼體，形成低溫熱源循環迴路，低溫熱源循環迴路設置有循環泵33。熱泵機組單元5中，蒸發器51的換熱管道中填充有製冷劑，且兩端分別通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接冷凝器52的殼體，壓縮機53設置在製冷劑輸出管道上，膨脹閥54設置在製冷劑輸回管道上，形成熱泵機組的製冷劑循環迴路。用戶設備單元6可以為內有用水源的採暖設備、生活熱水設備或者井筒防凍設備，兩端通過管道連接熱泵機組單元5冷凝器52的換熱管道，形成用戶供熱循環迴路，用戶供熱循環迴路上設置有循環泵61。實施例三的工作方法如下I)空氣冷卻器11換熱管道中的載冷劑與井下空氣進行熱溼交換，吸收井下空氣中的熱量後，在循環泵12的作用下進入降溫機組單元2蒸發器21的殼體中，與蒸發器21換熱管道中的製冷劑換熱降溫後，返回空氣冷卻器11，繼續與井下空氣進行熱溼交換，從而為井下空氣供冷，實現礦井井下降溫功能；2)降溫機組單元2蒸發器21的換熱管道中的製冷劑吸收熱量後，通過壓縮機23壓縮成高溫高壓氣體，進入冷凝器22的殼體中，與冷凝器22換熱管道中的冷卻介質換熱降溫後，再通過膨脹閥24節流變成低溫低壓液體，返回蒸發器21的換熱管道中，繼續與進入蒸發器21殼體中的載冷劑換熱；3)降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道中的冷卻介質吸收熱量後，進入高低壓換熱器單元3的低壓側，與高低壓換熱器單元3高壓側的冷卻介質換熱降溫後，在循環泵31的作用下返回降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道中，繼續與進入冷凝器22殼體中的製冷劑換熱；4)高低壓換熱器單元3高壓側的冷卻介質吸收熱量後，一部分在循環泵32的作用下進入冷卻塔4，經過冷卻降溫處理後返回高低壓換熱器單元3高壓側，繼續與高低壓換熱器單元3低壓側的冷卻介質進行換熱；另一部分則在循環泵33的作用下進入熱泵機組單元5蒸發器51的殼體中，與蒸發器51的換熱管道中的製冷劑換熱降溫後返回高低壓換熱器單元3高壓側，繼續與高低壓換熱器單元3低壓側的冷卻介質進行換熱；5)熱泵機組單元5蒸發器51的換熱管道中的製冷劑吸收熱量後，通過壓縮機53壓縮成高溫高壓氣體，進入冷凝器52的殼體中，與冷凝器52換熱管道中的用水源換熱降溫後，再通過膨脹閥54節流變成低溫低壓液體，返回蒸發器51的換熱管道中，繼續與進入蒸發器51殼體中的冷卻介質換熱；6)熱泵機組單元5冷凝管52的換熱管道中的用水源吸收熱量後，進入用戶設備單元6，待放熱降溫後，在循環泵61的作用下返回冷凝器52的換熱管道中，繼續與進入冷凝器52殼體中的製冷劑換熱。實施例四(如圖4所示)，空氣冷卻器單元I和高低壓換熱器單元3設置在礦井井下，降溫機組單元2、冷卻塔4、熱泵機組單元5和用戶設備單元6設置在礦井井上。空氣冷卻器單元I可以設置在礦井井下的回採工作面、掘進工作面和機電硐室中，它包括一個以上的空氣冷卻器11，每一空氣冷卻器11的換熱管道中填充水或已二醇等載冷劑，各換熱管道並聯連接高低壓換熱器單元3低壓側的輸入輸出端，形成一次載冷劑循環迴路，一次載冷劑循環迴路中設置有循環泵12。·[0051]高低壓換熱器單元3高壓側的輸入輸出端通過管道連接降溫機組單元2蒸發器21的殼體，形成二次載冷劑循環迴路，二次載冷劑循環迴路設置有循環泵31。降溫機組單元2中，蒸發器21的換熱管道中填充有製冷劑，且其兩端通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接冷凝器22的殼體，壓縮機23設置在製冷劑輸出管道上，膨脹閥24設置在製冷劑輸回管道上，形成降溫機組的製冷劑循環迴路。降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道中填充冷卻介質，且兩端設置有兩並聯埠 一對埠通過管道連接冷卻塔4的輸入輸出端，形成冷卻介質循環迴路，冷卻介質循環迴路中設置有循環泵41 ;另一對埠通過管道連接熱泵機組單元5蒸發器51的殼體，形成低溫熱源循環迴路，低溫熱源循環迴路中設置有循環泵25。熱泵機組單元5中，蒸發器51的換熱管道中填充有製冷劑，且兩端分別通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接冷凝器52的殼體，壓縮機53設置在製冷劑輸出管道上，膨脹閥54設置在製冷劑輸回管道上，形成熱泵機組的製冷劑循環迴路。用戶設備單元6可以為內有用水源的採暖設備、生活熱水設備或者井筒防凍設備，兩端通過管道連接熱泵機組單元5冷凝器52的換熱管道的兩端，形成用戶供熱循環迴路，用戶供熱循環迴路上設置有循環泵61。實施例四的工作方法與實施例三的工作方法基本相同，只是步驟I) 步驟4)改為以下步驟I) 步驟4)I)空氣冷卻器11換熱管道中的載冷劑與井下空氣進行熱溼交換，吸收井下空氣中的熱量後，在循環泵12的作用下進入高低壓換熱器單元3的低壓側，與高低壓換熱器單元3高壓側的載冷劑換熱降溫後，返回空氣冷卻器11，繼續與井下空氣進行熱溼交換，從而為井下空氣供冷，實現礦井井下降溫功能；2 )高低壓換熱器單元3高壓側的載冷劑吸收熱量後，在循環泵31的作用下進入降溫機組單元2蒸發器21的殼體中，與蒸發器21換熱管道中的製冷劑換熱降溫後，返回高低壓換熱器單元3的高壓側，繼續與進入高低壓換熱器單元3低壓側的載冷劑進行換熱；3)降溫機組單元2蒸發器21的換熱管道中的製冷劑吸收熱量後，通過壓縮機23壓縮成高溫高壓氣體，進入冷凝器22的殼體中，與冷凝器22換熱管道中的冷卻介質換熱降溫後，再通過膨脹閥24節流變成低溫低壓液體，返回蒸發器21的換熱管道中，繼續與進入蒸發器21殼體中的載冷劑換熱；4)降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道中的冷卻介質吸收熱量後，一部分進入冷卻塔4，經過冷卻降溫處理後，在循環泵41的作用下返回降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道中，繼續與進入冷凝器22殼體中的製冷劑換熱；另一部分則在循環泵25的作用下進入熱泵機組單元5蒸發器51的殼體中，與蒸發器51的換熱管道中的製冷劑換熱降溫後，返回降溫機組單元2冷凝器22的換熱管道中，繼續與進入冷凝器22殼體中的製冷劑換熱。上述各實施例僅用於說明本實用新型，其中各部件的結構、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本實用新型的保護範圍之外。
權利要求1.一種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特徵在於它包括設置在礦井井下的空氣冷卻器單元、降溫機組單元和氣液換熱器單元，以及設置在礦井井上的礦井迴風熱泵系統；所述降溫機組單元包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥； 所述空氣冷卻器單元包括一個以上的空氣冷卻器，每一所述空氣冷卻器的換熱管道中填充載冷劑，各所述換熱管道並聯在與所述降溫機組單元蒸發器殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環迴路，所述載冷劑循環迴路中設置循環泵； 所述降溫機組單元中，所述蒸發器的換熱管道中填充製冷劑，且其兩端通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接所述冷凝器的殼體，所述壓縮機設置在所述製冷劑輸出管道上，所述膨脹閥設置在所述製冷劑輸回管道上，形成製冷劑循環迴路； 所述氣液換熱器單元設置在礦井迴風巷上，其換熱管道中填充冷卻介質，所述氣液換熱器單元的換熱管道的兩端連接所述降溫機組單元冷凝器的換熱管道的兩端，形成冷卻介質循環迴路，所述冷卻介質循環迴路中設置循環泵； 所述礦井迴風熱泵系統包括設置在所述礦井迴風巷出風口處的擴散塔，將從礦井迴風巷排出的礦井迴風中的熱量回收並傳遞給用戶使用。
2.如權利要求I所述的礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特徵在於所述礦井迴風熱泵系統為礦井迴風源熱泵系統，它還包括有設置在所述擴散塔出風口上部的迴風換熱器，設置在所述擴散塔下部的匯水池，與所述迴風換熱器和所述匯水池管道連通的集水池，與所述集水池構成低溫熱源循環迴路的熱泵機組單元和與所述熱泵機組單元構成用戶供熱循環迴路的用戶設備單元，所述熱泵機組單元包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥。
3.如權利要求I所述的礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特徵在於所述礦井迴風熱泵系統為直接膨脹式礦井迴風源熱泵系統，它還包括有設置在所述擴散塔出風口上部的外置氣液熱交換器，與所述外置氣液熱交換器構成低溫熱源循環迴路的熱泵機組單元和與所述熱泵機組單元構成用戶供熱循環迴路的用戶設備單元，所述熱泵機組單元包括壓縮機、內置氣液熱交換器和膨脹閥。
4.一種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特徵在於它是由空氣冷卻器單元、高低壓換熱器單元、降溫機組單元、冷卻塔、熱泵機組單元和用戶設備單元構成的多重換熱循環迴路； 所述空氣冷卻器單元包括一個以上的空氣冷卻器，每一所述空氣冷卻器的換熱管道中填充載冷劑； 所述降溫機組單元和所述熱泵機組單元中均包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥；每一所述蒸發器的換熱管道中填充製冷劑，且其兩端通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接所在機組單元中所述冷凝器的殼體，每一所述製冷劑輸出管道上設置一所述壓縮機，每一所述製冷劑輸回管道上設置一所述膨脹閥，形成製冷劑循環迴路； 所述用戶設備單元兩端通過管道連接所述熱泵機組單元冷凝器換熱管道的兩端，形成用戶供熱循環迴路。
5.如權利要求4所述的礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特徵在於所述空氣冷卻器單元、所述高低壓換熱器單元和所述降溫機組單元設置在礦井井下，所述冷卻塔、所述熱泵機組單元和所述用戶設備單元設置在礦井井上； 每一所述空氣冷卻器的換熱管道並聯在與所述降溫機組單元蒸發器殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環迴路，所述載冷劑循環迴路中設置循環泵； 所述降溫機組單元冷凝器的換熱管道中填充有冷卻介質，且兩端連接所述高低壓換熱器單元低壓側的輸入輸出端，形成一次冷卻介質循環迴路，所述一次冷卻介質循環迴路中設置循環泵； 所述高低壓換熱器單元的高壓側設置有兩並聯埠 一對埠通過管道連接所述冷卻塔的輸入輸出端，形成二次冷卻介質循環迴路，所述二次冷卻介質循環迴路上設置循環泵；另一對埠通過管道連接所述熱泵機組單元蒸發器的殼體，形成低溫熱源循環迴路，所述低溫熱源循環迴路設置循環泵。
6.如權利要求4所述的礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特徵在於所述空氣冷卻器單元和所述高低壓換熱器單元設置在礦井井下，所述降溫機組單元、所述冷卻塔、所述熱泵機組單元和所述用戶設備單元設置在礦井井上； 每一所述空氣冷卻器的換熱管道並聯連接所述高低壓換熱器單元低壓側的輸入輸出端，形成一次載冷劑循環迴路，所述一次載冷劑循環迴路中設置循環泵； 所述高低壓換熱器單元高壓側的輸入輸出端通過管道連接所述降溫機組單元蒸發器的殼體，形成二次載冷劑循環迴路，所述二次載冷劑循環迴路中設置循環泵； 所述降溫機組單元冷凝器的換熱管道中填充冷卻介質，且兩端設置兩並聯埠 一對埠通過管道連接所述冷卻塔的輸入輸出端，形成冷卻介質循環迴路，所述冷卻介質循環迴路中設置循環泵；另一對埠通過管道連接所述熱泵機組單元蒸發器的殼體，形成低溫熱源循環迴路，所述低溫熱源循環迴路中設置循環泵。
專利摘要本實用新型涉及一種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，它包括設置在礦井井下的空氣冷卻器單元、降溫機組單元和氣液換熱器單元，以及設置在礦井井上的礦井迴風熱泵系統；降溫機組單元包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥；空氣冷卻器單元包括一個以上的空氣冷卻器，每一空氣冷卻器的換熱管道中填充載冷劑，各換熱管道並聯在與降溫機組單元蒸發器殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環迴路，載冷劑循環迴路中設置循環泵；降溫機組單元中，蒸發器的換熱管道中填充製冷劑，且其兩端通過一製冷劑輸出管道和一製冷劑輸回管道連接冷凝器的殼體，壓縮機設置在製冷劑輸出管道上，膨脹閥設置在製冷劑輸回管道上，形成製冷劑循環迴路。從而即可以實現礦井井下降溫，又能夠滿足煤礦生產生活的用熱需求。本實用新型可以廣泛用於礦井井下降溫及廢熱回收過程中。
文檔編號E21F3/00GK202718702SQ20122033888
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月12日 優先權日2012年7月12日
發明者王建學, 裴偉, 牛永勝, 薛勇剛, 孟傑, 夏婷婷, 王益佳 申請人:北京礦大節能科技有限公司