[发明专利]一种基于压缩式热泵的中、高温矿井冷热源综合利用系统

摘要

本发明公开了属于冷热源高效综合利用领域的一种基于压缩式热泵的中、高温矿井冷热源综合利用系统。该综合利用系统包括压缩式热泵机组、中高温热泵机组、风冷换热器、矿井排风废热回收器、矿井水地热回收器、冷却塔、溶液再生器、溶液冷却器、汽水换热器、调节阀及连接管路构成。该综合利用系统根据矿井生产所需热源的负荷大小及温度高低开启不同运行模式；当室外环境温度低于制冷所需冷冻水温度时，可根据系统运行经济性实现风冷换热器及与压缩式热泵机组串联或并联，实现系统能效最大化。当矿井生产所需热负荷较大、温度较高时，回收矿井余热和矿井水地热，从而提高矿井冷、热源系统的综合能效水平；广泛用于冷、热能常年需求的场所。

主权项

1.一种基于压缩式热泵的中、高温矿井冷热源综合利用系统，其特征在于，所述矿井冷热源高效综合利用系统由压缩式热泵机组、中高温热泵机组、矿井水地热能回收器、风冷换热器、矿井排风废热回收器、冷却塔、溶液再生器、溶液冷却器、阀门、循环泵及连接管路构成；其中，连接管路系统分为冷冻水管路系统，冷却水管路系统、供热管路系统和除湿管路系统；具体结构是，所述冷冻水管路系统：冷冻水回水干管经第1节点分别经V1阀门与风冷换热器的冷冻水入口相连；经V2阀门、第2节点与压缩式热泵机组蒸发器的冷冻水入口相连；再经第1节点、V2阀门、第2节点、V6阀门、第6节点、V17阀门或第1节点、V2阀门、第2节点、V6阀门、第6节点、V27阀门与中高温热泵机组蒸发器的冷冻水入口相连；冷冻水供水干管经第5节点、V4阀门、第4节点与与风冷换热器的冷冻水出口相连，经第5节点、V3阀门、第2节点与压缩式热泵机组蒸发器的冷冻水入口相连，经第5节点、V7阀门、第13节点与中高温热泵机组蒸发器的冷冻水出口相连；所述冷却水管路系统：压缩式热泵机组冷凝器的冷却水出口经V10阀门、第8节点、V15阀门与溶液冷却器的冷却水入口连接，经V10阀门、第8节点、V28阀门与冷却塔冷却水入口连接；压缩式热泵机组的冷凝器冷却水入口经第3节点、V14阀门与溶液冷却器的冷却水出口相连，经第3节点、V12阀门、V16阀门与冷却塔的冷却水出口相连。中高温热泵冷凝器的冷却水出口经V18阀门、第11节点、V20阀门与溶液再生器驱动热源入口连接，在第11节点与供热水回水管连接；中高温热泵冷凝器的冷却水入口经V19阀门、第12节点、V21阀门与溶液再生器驱动热源出口连接，并在第12节点与供热水供水管连接；中高温热泵蒸发器的冷冻水入口经V17阀门、第6节点、V8阀门、V9阀门、第7节点或经V27阀门、第6节点、V8阀门、V9阀门、第7节点与矿井排风废热回收器、矿井水地热回收器的冷却水入口相连，中高温热泵蒸发器的冷冻水出口经第13节点、V13阀门、V11阀门与矿井排风废热回收器、矿井水地热回收器的冷却水出口连接。中高温热泵的冷却水出口经V18阀门、第11节点、V20阀门与溶液再生器驱动热源入口连接，并在第11节点与供热水回水管连接；中高温热泵冷凝器的冷却水入口经V19阀门、第12节点、V21阀门与溶液再生器驱动热源出口连接，并在第12节点与供热水供水管连接；供热管路系统：供热回水干管经V22阀门、第11节点、经V18阀门与中高温热泵冷却水入口连接，经V23阀门、第11节点、V20阀门与溶液再生器驱动热源出口相连；供热干管供水干管经V23阀门、第12节点、V19阀门与中高温热泵的冷却水入口连接，经V23阀门、第12节点、V21阀门与溶液再生器驱动热源入口连接；除湿管路系统：除湿稀溶液回液干管通过V25阀门与溶液再生器入口连接，溶液再生器出口经V26阀门与溶液冷却器入口相连，溶液冷却器出口经V24阀门与除湿浓溶液供液干管连接；驱动热源管路系统：驱动热源管路系统的驱动热源包括外部驱动热源和内部驱动热源；由于中高温热泵和溶液再生器负荷变化不同步或不一定同时开启，中高温热泵产生的热量不足以驱动溶液再生器时，作为外部驱动热源的低压蒸汽辅助驱动；内部驱动热源是以中高温热泵产生的高温冷却水驱动溶液再生器；所述矿井排风废热回收器为气‑液换热器，矿井水地热回收器为水‑水换热器。