[发明专利]直冷式深焓取热乏风热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种余热回收系统，特别是涉及一种用于回收煤矿乏风(回风)余热的系统。

背景技术

矿井乏风(回风)具有风量大，风温稳定、相对湿度大，连续性好的特点，是良好的低温余热资源，通过乏风热泵技术，将乏风中余热提取出来，可以满足矿井建筑采暖、洗浴热水制备和井口防冻用热的需要。同时夏季可以利用乏风热泵制冷用于建筑空调或井下降温。

对煤矿乏风余热利用目前以两种技术路线为主：其一是“淋水式乏风热泵”技术路线，另一条是“直蒸式乏风热泵”技术路线。

淋水式乏风热泵技术路线原理如图1所示，通过在回风扩散塔口设置喷淋装置，实现循环水“喷淋”，使水与乏风直接接触进行传热传质，将乏风中热量置换入水中，再利用水源热泵技术从水中提取热量，用于供热。该技术包括汇水池1’、集水池2’、全自动水处理器3’和涡旋型风源热泵机组4’等主要设备。

直蒸式乏风热泵技术，其原理如图2所示，在回风扩散塔口建一座乏风取热室5’，取热室侧面布置乏风取热箱(蒸发器)6’，利用低温低压制冷剂液体在乏风取热箱换热器中蒸发吸热，直接将乏风中热量提取出来，制冷剂蒸发吸热后变为气态，气态制冷剂进入压缩机7’中进一步压缩变为高温高压气态制冷剂，气态制冷剂在冷凝器9’中将热量置换给水用于供热，气态制冷剂放热后变为液态，液态制冷剂经膨胀阀8’降压后再次进入乏风取热箱换热器，从而完成整个循环。

淋水式乏风热泵技术存在以下缺点：(1)回风利用率低，水气带走大量余热；(2)系统复杂，包括喷淋系统，循环系统、集水池、过滤器、热泵系统等；(3)由于采用喷淋换热，乏风中脏物全部进入水中，导致过滤器和机组经常堵塞，效率低下，维护难度大，费用高，可靠性低；(4)循环水泵采用开式循环，功耗较高，运行费用高；(5)乏风取热量有限，乏风取热后不低于7℃；(6)取热侧采用开式循环，乏风带走大量水气，系统补水量较大。

直蒸式乏风热泵技术存在以下缺点：(1)直蒸式乏风热泵技术属于大型分体热泵，没有标准机组，需要设备厂家专业设计，技术难度大；(2)直蒸式乏风热泵与乏风取热箱之间连接采用是制冷剂管道，受压缩机能力及压缩机回油限制，机组与乏风取热箱之间距离不能太远，通常不超过200m，距离过远，压缩机回油困难，乏风热泵能效低下，且乏风热泵可靠性变差；(3)乏风取热箱与乏风热泵机组之间高差不易太大，否将导致压缩机能效低下；(4)机组台数多时，每台乏风热泵机组均与各自取热箱通过各自制冷剂管道连接，导致制冷剂管道非常多，系统复杂且投资大；(5)乏风取至霜点以下除霜问题难以解决，实现双级取热难度较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够解决上述现有技术缺点的直冷式深焓取热乏风热泵系统。

本发明直冷式深焓取热乏风热泵系统，包括乏风取热室，所述乏风取热室上设有至少一个乏风取热箱，所述乏风取热箱通过防冻液管路与热泵机组的蒸发器连通，所述防冻液管路用于流经防冻液，所述防冻液管路上安装有循环泵，所述防冻液流经乏风取热箱时吸收乏风中的热量，所述防冻液流经所述蒸发器时将吸收的乏风中的热量转换给热泵机组中的制冷剂，所述热泵机组中的冷凝器用于与用户热水进行换热。

本发明直冷式深焓取热乏风热泵系统，其中所述乏风取热箱包括第一底座以及固定在所述第一底座上的外框架，所述外框架内安装有至少一级沿乏风流经方向布置的取热换热器，每级取热换热器的下部和上部分别设有取热工质进口和取热工质出口，所述取热工质进口和所述取热工质出口分别连接所述防冻液管路，所述热泵机组设置为至少一级，所述热泵机组与所述取热换热器一一对应布置，每级所述热泵机组中冷凝器的冷却水管路之间通过连通管串联连接。

本发明直冷式深焓取热乏风热泵系统，其中每级所述取热换热器的换热管之间均设有除霜加热管，所述除霜加热管用于流通热液。

本发明直冷式深焓取热乏风热泵系统，其中所述外框架上设有用于调节乏风流量的可调风阀。

本发明直冷式深焓取热乏风热泵系统，其中所述取热换热器还包括翅片，所述换热管设置在所述翅片上，所述除霜加热管也设置在所述翅片上。

本发明直冷式深焓取热乏风热泵系统，其中所述外框架上设有用于喷淋所述取热换热器外表面的喷淋系统，所述喷淋系统包括喷头以及与所述喷头连接的喷淋管，所述喷淋管用来与供水源相连接。

本发明直冷式深焓取热乏风热泵系统，其中所述防冻液为乙二醇。

本发明直冷式深焓取热乏风热泵系统，其中还包括第二底座，所述第二底座上设置有所述热泵机组。