[发明专利]浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统

权利要求书

1.一种浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统，其特征在于，所述系统包括自上而下分布且能够连通的地上单元、浅层换能单元和井下单元，浅层换能单元和井下单元均处于地下，地上单元和浅层换能单元之间以及浅层换能单元和井下单元之间分别通过管道连接；

其中，所述地上单元包括热泵机组，所述热泵机组的蒸发侧的进水口和出水口分别配置有第一阀门和第二阀门，以便通过切换所述第一阀门和所述第二阀门的启/闭状态来调整用于进行热质交换的循环水是否流经所述热泵机组；

其中，所述浅层换能单元包括换能器，所述换能器埋设于地下的土壤层，且所述换能器配置有阀门组，所述阀门组包括多个阀门且所述阀门组设置成能够通过切换各个阀门的启/闭状态来调整用于进行热质交换的循环水的流动路径；

所述浅层换能单元包括第二循环泵，所述阀门组包括第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门，所述换能器和第二循环泵通过管道连接形成闭环；

其中，所述第二循环泵的进水口与所述井下单元连接且所述第六阀门设置于二者之间，所述第二循环泵的出水口与所述第一阀门连接，所述第四阀门和所述第七阀门依次串联并设置于所述第二阀门和所述井下单元之间，所述第五阀门设置于所述换能器的出水口和所述第二循环泵的进水口之间，所述第三阀门设置于所述第二循环泵的出水口与所述换能器的进水口之间；

通过调整地上单元中的第一阀门、第二阀门以及浅层换能单元中的阀门组中各阀门的启/闭状态的组合，使得所述浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统实现不同的运行模式。

2.根据权利要求1所述的浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统，其特征在于，所述井下单元包括制冷机组、降温除湿室和增压泵，所述降温除湿室与井下开采作业过程中形成的作业巷道连通，所述制冷机组的冷凝侧的进水口与所述第七阀门连接，所述制冷机组的冷凝侧的出水口与所述第六阀门连接；

所述制冷机组的蒸发侧的出液口与所述降温除湿室连接，所述降温除湿室与所述制冷机组的蒸发侧的进液口连接且所述增压泵设置于二者之间；

其中，所述作业巷道通过回风巷与外部连通，以保证作业巷道内的气体流通。

3.根据权利要求2所述的浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统，其特征在于，所述井下单元包括风机、第一风筒和第二风筒，

其中，与外部连通的新风巷道通过所述第一风筒与所述降温除湿室的进风口连接，以便将所述新风巷道中从地上引入地下的高温高湿的新风送入降温除湿室；

其中，所述降温除湿室的出风口通过所述第二风筒与所述作业巷道连接，以便将降温除湿后的空气送入所述作业巷道。

4.根据权利要求3所述的浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统，其特征在于，所述降温除湿室内设置有溶液管路，所述溶液管路包括主管路以及与所述主管路分别连通的多个支管路，所述支管路上分布有由多个喷嘴；

其中，所述制冷机组的蒸发侧的出液口与所述主管路连接；

其中，所述支管路位于所述主管路的下方且与所述主管路具有夹角，所述降温除湿室的出液口位于侧壁靠近下方的位置，以便使从所述喷嘴喷射出的溶液汇集至所述降温除湿室的出液口并借助所述增压泵被重新泵入所述制冷机组的蒸发侧，形成溶液循环。

5.根据权利要求4所述的浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统，其特征在于，所述降温除湿室的进风口与出风口的方位设置成能够增加来自所述新风巷道的高温高湿的新风在由所述降温除湿室的进风口流至出风口的过程中与从所述喷嘴喷射出的溶液的接触面积。

6.根据权利要求5所述的浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统，其特征在于，所述降温除湿室的进风口和出风口分别位于所述降温除湿室的两个相对的侧壁且进风方向和出风方向均为水平方向。

7.根据权利要求6所述的浅层冷能循环矿井降温除湿及废热利用系统，其特征在于，同一个所述主管路上各个喷嘴的喷射方向相同或者不同，不同的所述主管路上的喷嘴的喷射方向相同或者不同。