[实用新型]矿井地热能利用装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及地热能利用技术，热泵技术领域。

背景技术

矿井生产过程中，为了保证矿井的正常生产和安全，需要不断向地面排水，排出地面的矿井水，冬暖夏凉温度全年基本恒定，是水源热泵的理想水源。经水源热泵提取的热量，可用于煤矿企业的建筑采暖，洗浴，以及井筒防冻，夏天可以制冷。但是中国为缺水大国，尤其在中西部地区的很多矿井井下排水量较少，很难保证热泵机组的正常运行所需要的水量，从而大大限制了水源热泵技术在矿井企业的推广。另一方面，矿井地下开采蕴含着的大量的地热能无法得到有效的利用。

发明内容

本实用新型的目的是：提出一种矿井地热能利用装置，为了提取井下的清洁的地热能，提供给煤矿企业生产生活用热，替代目前的燃煤锅炉供热系统。

本实用新型还在于：提供一种能高效利用矿井地热的装置，利用本装置可以高效的在排水量小的矿井中提取地热能，并将热量(或冷量)通过热泵提升后用于煤矿企业的采暖、洗浴、井筒防冻，以及夏天制冷降温。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案概述如下：

本实用新型目的是这样实现的，矿井地热能利用装置，包括热泵机组1，循环管路2、3，循环水泵4，高低压换热器5，抽水泵6，供水管7，排水管8，井底水仓9。利用水泵抽取井底水仓中的矿井井下水与高低压换热器中的循环水换热，将热量传替给循环水。被提取热量后的井下水，通过管路输送到距离水仓一定距离的巷道排放，井下水与巷道、岩石以及空气发生热交换，充分吸收其能量后，通过巷道地形坡度，自然返回井底水仓循环使用。获得热量的循环水通过循环管路进入安装在地面的热泵机组，热泵机组提取循环水中热量，供给煤矿企业的建筑采暖，洗浴，以及井筒防冻等。循环管路与高低压换热器形成U型管原理，循环水泵只需要克服管道阻力损失即可。

本实用新型的具体工作方式是：热泵机组提取循环水中的热量，循环水通过高低压换热器提取井底水仓中水的热量，井下水通过管路在距水仓一定距离的巷道中排放，吸收巷道、岩石以及井下空气中的地热能后，沿着巷道坡度返回井底水仓。热泵机组最终的热源为井下地热。热泵机组将提取的地热能用于矿区建筑采暖，洗浴以及井筒防冻。

附图说明

图1本实用新型工作原理及系统示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1所示，本实用新型实施示例，由热泵机组1，循环管路2、3，循环水泵4，高低压换热器5，抽水泵6，供水管7，排水管8，井底水仓9组成。本实用新型正常运行时，井下巷道，岩石以及空气的与井下水发生热交换，把自身所蕴含的地热能传替给井下水，井下水通过地形坡度流回到井底水仓9，抽水泵抽取井底水仓9中的井下水进入高低压换热器5，后通过排水管8，在距离水仓一定距离的巷道排放，循环水通过高低压换热器5吸收井下水的热量后，通过循环管路3和循环水泵4，进入热泵机组，热泵机组提取循环水中的热量后再通过循环管2进入高低压换热器5。

本实用新型的特点是，通过热泵机组，最终提取的了井下岩石、巷道和空气中的地热能。循环水泵只需要很小克服阻力损失即可充分提取井下水中的能量，利用井下水仓的容量作为井下水循环利用的调节水池。以较少的能量消耗，获得了足够的地热能。

综上所述，本实用新型充分利用矿井的特点和U型管原理，以较高的效率提取了矿井井下的地热能，节能环保。本实用新型在排水量较少的矿井推广，必将给企业带来巨大的经济效益和环境效益。