[发明专利]一种带喷淋除尘的直接蒸发式矿井回风源热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井回风源热泵系统，特别是关于一种带喷淋除尘的直接蒸发式矿井回风源热泵系统。

背景技术

依据目前中国煤矿的生产状况，冬夏季在矿区需要供热与制冷两种工况，这就需要锅炉供热和空调制冷。在煤矿生产过程中有大量未经利用而外排的余热资源，不仅余热资源的浪费，而且影响环境，违背了中国实现节能减排的宗旨。目前我国也出现了针对这部分废热进行回收的技术，但是在热能高效回收利用上，仍存在着一些技术上的缺陷。

煤矿矿井回风资源来源广泛，回风量充足，冬夏季温、湿度常年保持稳定，是理想的低温热源。传统的矿井回风源热泵系统（授权公告号CN201852361U），采用喷淋式换热器回收矿井回风中热能为热泵系统提供低温热源，当原矿井回风扩散塔与矿井回风源热泵要求不符时，往往要改造扩散塔的结构，并且要设计配套的回风换热地下汇水池、导流槽等，工艺比较复杂。此外，有一些技术人员采用间壁式换热器间接回收矿井回风中的热能，为热泵系统提供低温热源，但矿井回风中含尘量较大，易造成换热器表面积尘影响换热效果。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够充分高效回收矿井回风中热能的热泵系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种带喷淋除尘的直接蒸发式矿井回风源热泵系统，它包括设置在矿井回风口上的扩散塔、汇水池、外置换热器、热泵机组和用户设备，其特征在于：所述外置换热器包括换热壳体、喷淋管和换热管，所述喷淋管通过一在线水处理装置和一循环水泵连接所述扩散塔底部设置的汇水池，所述换热管内填充制冷工质，所述换热管的两端设置一制冷工质输出管道和一制冷工质输入管道；所述热泵机组设置一内置冷凝器、一内置蒸发器、一压缩机和一节流阀；所述外置换热器的换热管通过所述压缩机和所述节流阀与所述内置冷凝器壳体之间构成一制热循环制冷工质循环管路；所述外置换热器的换热管通过所述节流阀和所述压缩机与所述内置蒸发器的换热管道之间构成一制冷循环制冷工质循环管路；所述用户设备包括热用户设备和冷用户设备，所述内置冷凝器的换热管道通过一供热循环管道和与所述热用户设备之间构成一用户供热循环管路；所述内置蒸发器的壳体通过一供冷循环管道与所述冷用户设备之间构成一用户制冷循环管路。

所述外置换热器的换热管可以为翅片管式、光管式。

所述制热循环制热工质循环管道上设置4个阀门。

所述制冷循环制冷工质循环管道上设置4个阀门。

所述用户设备单元为具有制冷或制热功能的空调设备。

本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点：1）本发明中外置换热器中依次布置有喷淋管和换热管，喷淋管喷淋水雾可去除矿井回风中的粉尘等杂质，达到净化矿井回风的目的，从而维持换热管表面的清洁，提高换热管的换热能力。2）本发明中外置换热器的换热管内填充制冷工质，与矿井回风源直接热交换，不需要利用水或其他载冷剂二次换热，降低了能量损失，能量的利用效率高。3）制热运行状态时，外置换热器可以作为蒸发器提取矿井回风中的低温热能，然后由热泵机组将低温热能供给热用户；制冷运行状态时，外置换热器作为冷凝器将提取矿井回风中的低温冷量，然后由热泵机组将低温冷量供给中央空调用户。4）通过调节阀门来实现不同运行状态的转换，稳定运行。因此，本发明换热效率高、安全可靠，可用于矿井回风中热能的回收利用。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图

图2是本发明的系统制热运行模式示意图

图3是本发明的系统制冷运行模式示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括一设置在矿井回风出风口上的扩散塔1，一汇水池2，一外置换热器3，一热泵机组4，一用户设备5。

设置在扩散塔顶部的外置换热器3包括一换热壳体31，设置在换热壳体31底部的一排喷淋管32，和盘绕在换热壳体31顶部四周呈四方形的换热管33。喷淋管32中填充循环水，外置换热器3中喷淋管32的进水口通过一在线水处理装置22和一循环水泵21连接一设置在扩散塔1底部的汇水池2。换热管33中填充制冷工质，换热管33上分别设置一制冷工质输出管道34和一制冷工质输入管道35。换热管33的制冷工质输出管道34连接两分支管道。

热泵机组4内设置有一内置冷凝器41、一内置蒸发器42、一压缩机43和一节流阀44。

用户设备5包括热用户51和冷用户52。