[实用新型]一种基于高效乏风源热泵的井筒防冻系统

说明书

技术领域

本实用新型属于热泵技术领域，具体涉及用于煤矿一种基于高效乏风源热泵的井筒防冻系统。

背景技术

现有的矿井乏风余热利用技术，主要有两种不同的技术路线：喷淋式取热和直接蒸发式取热。其中，喷淋式取热方法存在取热量小，大量的煤粉尘易积易堵，同时在乏风温度低于 10度以后，需要不断加抗冻剂等缺陷；直接蒸发式由于乏风中混有较多的灰尘，乏风换热器容易被堵塞等问题，造成乏风换热器的风阻力较大，同时直接蒸发式取热还存在单台蒸发器的换热面积较小，在乏风温度较低时蒸发器结霜融霜问题影响乏风源热泵制热效率、多台蒸发器之间存在制冷剂溶液分配与回油问题，可靠性低，制约了乏风源热泵的应用与推广。

现有的矿井井筒防冻，主要采用矿井加热机组，利用蒸汽加热盘管直接加热新风，能量消耗大。

实用新型内容

本实用新型的目的是：克服现有技术存在的不足，提供运行风阻小，系统能耗低，换热效率高，不受场地限制，可大幅度增加换热面积并可有效节约能源、降低环境污染的一种基于高效乏风源热泵的井筒防冻系统。

本实用新型通过以下技术方案予以实现。

一种基于高效乏风源热泵的井筒防冻系统，它包括乏风取热装置、冲洗融霜装置、低温热泵机组和矿井加热装置，其中：

所述乏风取热装置包括乏风通道，乏风通道进风口连接乏风干道，乏风通道排风口与外界环境连通，乏风取热装置通过管道连接冲洗融霜装置，冲洗融霜装置通过加热回水管路与加热供水管路分别与低温热泵机组供水口与回水口连通，低温热泵机组通过管道连接矿井加热装置；

所述乏风取热装置还包括乏风换热器，乏风换热器设置于乏风通道内并与乏风通道轴线方向垂直，乏风换热器上方设置有喷淋水箱，乏风换热器下方设置有集水盘，乏风换热器的进风侧与出风侧通过取压管与压差控制器相连；所述乏风换热器上设置有进液管道与出液管道，进液管道内的液体流入乏风换热器后进行热交换并由出液管道流出，进液管道与出液管道分别与低温热泵机组连接；

所述冲洗融霜装置包括箱体和隔板，通过隔板将箱体分为沉淀水箱、中间水箱与冲洗水箱，所述中间水箱位于沉淀水箱与冲洗水箱之间，所述沉淀水箱排水口与所述集水盘连通，沉淀水箱分别与补水管道与排污管道连通；所述冲洗水箱内与隔板相互平行地设置有过滤板，所述加热回水管路与加热供水管路设置于冲洗水箱内，所述加热回水管路与加热供水管路之间设置有加热盘管，所述加热供水管路管路上设有辅助加热装置，冲洗水箱通过冲洗管路与所述喷淋水箱连通，所述冲洗管路上设有冲洗循环泵；

所述低温热泵机组包括气液分离器、压缩机、二次油分离器、引射器和冷凝器，所述气液分离器通过进液管道与出液管道与所述乏风换热器连通，气液分离器与压缩机连通，压缩机通过排气管路与二次油分离器相连，二次油分离器通过制冷剂管路与冷凝器相连，二次油分离器通过回油管路将润滑油回流到压缩机内，所述回油管路上沿润滑油流动方向依次设有油过滤器和油路电磁阀；冷凝器通过制冷剂冷凝液管路与气液分离器相连，所述制冷剂冷凝液管路上沿润滑油流动方向依次设有截止阀、干燥过滤器、视镜和电子膨胀阀；冷凝器还通过引射管与引射器相连，引射器通过截止阀与气液分离器相连，引射气液分离器内的制冷剂与润滑油的混合物通过气液分离器回油管路与压缩机相连；冷凝器所制取的热水通过供热管与回水管向用户输送热量，并在供热管上设有热水循环泵；

所述矿井加热机组包括新风进口和新风出口，新风进口处设置有离心风机，离心风机与新风出口之间设有第二翅片式换热器。

进一步的，所述乏风换热器上设置有进液管道与出液管道，进液管道内的液体流入乏风换热器后进行热交换并由出液管道流出，进液管道与出液管道分别与低温热泵机组供水口与回水口连通。

进一步的，所述喷淋水箱为闭式喷淋水箱；所述乏风换热器为高效翅片式乏风换热器，高效翅片式乏风换热器翅片材质为不锈钢或紫铜或防腐亲水铝箔；所述乏风通道与乏风干道之间的管道上设置有风量调节阀；所述进液管道上设有膨胀阀与制冷剂分配器。

进一步的，进液管道与出液管道内根据不同的乏风温度采用不同的载冷剂，所述载冷剂可以是水或乙二醇水溶液或无机盐的水溶液。

进一步的，所述加热供水管路上设有电动比例调节阀。

进一步的，所述隔板上设有溢流口和/或溢流槽。

进一步的，所述冲洗水箱内部还设有温控器。

进一步的，所述补水管道上设有补水电动阀，所述排污管道上设有排污电动阀。