[实用新型]矿井井下降温与废热回收利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种降温与热能回收利用系统，特别是关于一种矿井井下降温与废热回收利用系统。

背景技术

随着矿井采深的日益增加和采掘机械化程度的不断提高，矿井深井高温热害已经成为制约煤矿安全开采的重大问题之一。它不仅影响井下员工的工作效率，造成经济损益，而且还会严重影响员工的身体健康及生命安全。目前，矿井降温的措施主要有非人工制冷降温和人工制冷降温两种。其中，非人工制冷降温通常以利用或增加通风量的形式实现，这种方式现在已经难以满足矿井降温的需求；而人工制冷降温则需要消耗较高能耗以提供制冷负荷，经济效益低，而且不符合节能减排的要求。此外，矿井降温排热还需要借助矿井回风、矿井排水或者在地面设置冷却塔等手段实现，一些热负荷没有经过利用就直接排放到环境中，造成了一部分热能的浪费，效率不高。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够结合矿井现有设备高效回收利用井下废热资源，为煤矿生活生产提供热能的矿井井下降温与废热回收利用系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种矿井井下降温与废热回收利用系统，其特征在于：它包括设置在矿井井下的空气冷却器单元、降温机组单元和气液换热器单元，以及设置在矿井井上的矿井回风热泵系统；降温机组单元包括蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀；空气冷却器单元包括一个以上的空气冷却器，每一空气冷却器的换热管道中填充载冷剂，各换热管道并联在与降温机组单元蒸发器壳体连接的主管路上，形成载冷剂循环回路，载冷剂循环回路中设置循环泵；降温机组单元中，蒸发器的换热管道中填充制冷剂，且其两端通过一制冷剂输出管道和一制冷剂输回管道连接冷凝器的壳体，压缩机设置在制冷剂输出管道上，膨胀阀设置在制冷剂输回管道上，形成制冷剂循环回路；气液换热器单元设置在矿井回风巷上，其换热管道中填充冷却介质，气液换热器单元的换热管道的两端连接降温机组单元冷凝器的换热管道的两端，形成冷却介质循环回路，冷却介质循环回路中设置循环泵；矿井回风热泵系统包括设置在矿井回风巷出风口处的扩散塔，将从矿井回风巷排出的矿井回风中的热量回收并传递给用户使用。

上述矿井回风热泵系统为矿井回风源热泵系统，它还包括有设置在扩散塔出风口上部的回风换热器，设置在扩散塔下部的汇水池，与回风换热器和汇水池管道连通的集水池，与集水池构成低温热源循环回路的热泵机组单元和与热泵机组单元构成用户供热循环回路的用户设备单元，热泵机组单元包括蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀。

上述矿井回风热泵系统为直接膨胀式矿井回风源热泵系统，它还包括有设置在扩散塔出风口上部的外置气液热交换器，与外置气液热交换器构成低温热源循环回路的热泵机组单元和与热泵机组单元构成用户供热循环回路的用户设备单元，热泵机组单元包括压缩机、内置气液热交换器和膨胀阀。

一种矿井井下降温与废热回收利用系统，其特征在于：它是由空气冷却器单元、高低压换热器单元、降温机组单元、冷却塔、热泵机组单元和用户设备单元构成的多重换热循环回路；空气冷却器单元包括一个以上的空气冷却器，每一空气冷却器的换热管道中填充载冷剂；降温机组单元和热泵机组单元中均包括蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀；每一蒸发器的换热管道中填充制冷剂，且其两端通过一制冷剂输出管道和一制冷剂输回管道连接所在机组单元中冷凝器的壳体，每一制冷剂输出管道上设置一压缩机，每一制冷剂输回管道上设置一膨胀阀，形成制冷剂循环回路；用户设备单元两端通过管道连接热泵机组单元冷凝器换热管道的两端，形成用户供热循环回路。

上述空气冷却器单元、高低压换热器单元和降温机组单元设置在矿井井下，冷却塔、热泵机组单元和用户设备单元设置在矿井井上；每一空气冷却器的换热管道并联在与降温机组单元蒸发器壳体连接的主管路上，形成载冷剂循环回路，载冷剂循环回路中设置循环泵；降温机组单元冷凝器的换热管道中填充有冷却介质，且两端连接高低压换热器单元低压侧的输入输出端，形成一次冷却介质循环回路，一次冷却介质循环回路中设置循环泵；高低压换热器单元的高压侧设置有两并联端口：一对端口通过管道连接冷却塔的输入输出端，形成二次冷却介质循环回路，二次冷却介质循环回路上设置循环泵；另一对端口通过管道连接热泵机组单元蒸发器的壳体，形成低温热源循环回路，低温热源循环回路设置循环泵。