[发明专利]一种矿井回风源冷热双供热泵系统及操作方法

权利要求书

1.一种矿井回风源冷热双供热泵系统，其特征在于，包括矿井回风热能提取装置、水源热泵机组、辅助冷热源、分水器和集水器；

所述矿井回风热能提取装置包括扩散塔(3)；所述扩散塔(3)的进口连接回风井筒，扩散塔(3)的内壁构成回风道(5)，矿井回风经所述回风道(5)送至扩散塔(3)顶部的出风口；在所述扩散塔(3)的顶部安装有换热装置，所述换热装置与水源热泵机组相连；所述换热装置的底部设置有集水装置，所述集水装置的出口处安装有一次侧循环水泵(11)，所述一次侧循环水泵(11)与水源热泵机组相连，用于输送循环水；

所述水源热泵机组包括冷热一体式热泵机组(1)和洗浴加热热泵机组(2)；所述冷热一体式热泵机组(1)的输入端口与一次侧循环水泵(11)的输出端口相连，所述冷热一体式热泵机组(1)的输出端口安装有二次侧循环水泵(34)，所述冷热一体式热泵机组(1)的输出端口与分水器相连用于为用户供暖/冷；所述洗浴加热热泵机组(2)的输入端口与一次侧循环水泵(11)的输出端口相连，所述洗浴加热热泵机组(2)的输出端口安装有洗浴循环水泵(33)，所述洗浴加热热泵机组(2)的输出端口用于为用户提供洗浴用水；

所述辅助冷热源包括冷却塔(12)和电锅炉(13)，所述冷却塔(12)作为辅助冷源与矿井回风热能提取装置并联，夏季时，所述冷却塔(12)出口端与所述集水装置出口并联，冷却塔(12)通过集水装置连接水源热泵机组的输入端，冷热一体式热泵机组(1)的输出端口与冷却塔(12)的输入端口相连，用于为集水装置供冷水；所述电锅炉(13)作为辅助热源与冷热一体式热泵机组(1)并联；所述集水器与所述分水器相连，用于将供暖/冷后的水输入冷热一体式热泵机组(1)内；冬季时，电锅炉(13)的输入端口与集水器的输出端口相连，冷热一体式热泵机组(1)的输出端口和电锅炉(13)的输出端口均与分水器相连用于为用户供热水。

2.根据权利要求1所述的矿井回风源冷热双供热泵系统，其特征在于，所述冷热一体式热泵机组(1)和所述洗浴加热热泵机组(2)内分别包括两个壳管式换热器，所述壳管式换热器包括蒸发器(14)和冷凝器(15)，用于实现矿井回风取热供回水、矿井采暖、井筒供回水以及洗浴供回水之间的热量交换；所述壳管式换热器内的制冷工质通过两条制冷剂管路相连，两条制冷剂管路上分别设置有压缩机(16)和膨胀阀(17)；

将一次侧循环水泵(11)的输出端口与冷热一体式热泵机组(1)的蒸发器(14)相连，冷热一体式热泵机组(1)的冷凝器(15)与分水器相连用于实现供暖；将一次侧循环水泵(11)的输出端口与冷热一体式热泵机组(1)的冷凝器(15)相连，冷热一体式热泵机组(1)的蒸发器(14)与分水器相连用于实现供冷；将一次侧循环水泵(11)的输出端口与洗浴加热热泵机组(2)的蒸发器(14)相连，洗浴加热热泵机组(2)的冷凝器(15)的输出端口用于为用户提供洗浴用水。

3.根据权利要求1所述的矿井回风源冷热双供热泵系统，其特征在于，所述换热装置包括回风换热器(4)和喷水装置(9)，所述回风换热器(4)安装在扩散塔(3)的顶部，所述喷水装置(9)安装在回风换热器(4)的顶部，喷水装置(9)与水源热泵机组相连；

所述集水装置包括集水槽(6)、集水箱(7)和水处理设备(10)，所述集水槽(6)设置在回风换热器(4)的底部，所述集水箱(7)安装在集水槽(6)的下方，所述集水箱(7)与所述集水槽(6)连接，所述水处理设备(10)设置在集水箱(7)的出口处，所述水处理设备(10)的进口与集水箱(7)的出口相连，所述水处理设备(10)与所述一次侧循环水泵(11)相连。

4.根据权利要求3所述的矿井回风源冷热双供热泵系统，其特征在于，还包括电控设备，所述电控设备包括温度传感器(30)、压力传感器(31)、液位传感器(32)和PLC控制器；

所述温度传感器(30)及压力传感器(31)均安装在分水器和集水器上，温度传感器(30)、压力传感器(31)用于监控二次侧供回水温度及压力；所述液位传感器(32)位于集水箱(7)内，液位传感器(32)用于监控集水箱(7)内液位；所述PLC控制器的输入端口分别与温度传感器(30)、压力传感器(31)、液位传感器(32)相连，所述PLC控制器的输出端口分别与冷热一体式热泵机组(1)和洗浴加热热泵机组(2)相连。