[发明专利]一种直蒸高效乏风冷暖热泵系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种直蒸高效乏风冷暖热泵系统。

背景技术：

目前煤矿的用热及采暖多采用燃煤、燃气锅炉(或热风炉)，采用锅炉不仅能耗高、经济性差，还存在排放污染的问题，与国家大力倡导的节能减排方针背道而驰；同时，矿井排风井口的乏风蕴含丰富的低品位热量，具有长期稳定的流量和较高的温湿度参数，其热能资源丰富稳定，然而由于得不到有效利用而排至大气，造成能源的严重浪费。

目前我国矿井乏风热能资源利用技术有“喷淋式”和“直蒸式”两种，喷淋技术由设置于排风井口的喷淋塔喷淋出水雾，在井口中与矿井乏风进行热交换，被加热的水经井口底部的水槽汇聚于喷淋池，作为热源进入热泵机组，从而制取50-60℃的热水供煤矿生产生活使用，被提取热量的水再次由水泵打到喷淋塔循环使用，但此技术以水作为介质而非直接利用矿井乏汽的热量，由于存在换热温差导致热量利用率低，机组能效比下降；另外与矿井乏风热交换的水杂质多、水质差，进入热泵机组会对机组产生腐蚀；还需要在井口底部开挖水槽及增设喷淋池回收喷淋水，工艺复杂，成本高。其中直蒸式矿井乏风热利用技术是利用低温低压的液态制冷剂直接提取矿井乏风中的热量，与喷淋式相比具有取热量大、不浪费水、不形成水污染和噪声污染、成本低等优势，因此直蒸式矿井乏风热利用技术是未来的主流方向。直蒸高效乏风热泵系统是针对直蒸式矿井乏风热利用技术的应用特点开发的一种专用乏风热能利用系统。

而现有的直蒸高效乏风热泵系统由于乏风换热装置置于井口，与机组垂直距离较远，会出现回油不足、压缩机高温报警、换热效果差等问题，而且仅能实现供热，只能满足用户的热需求，而不能供给冷负荷。

发明内容：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种直蒸高效乏风冷暖热泵系统，它结构设计合理，冬季利用矿井排风井口排出的温度恒定的乏风制得热水供矿区用热和采暖使用，夏季制得冷水供井口通风降温和空调使用，通过设置油氟分离器使润滑油能及时高效地返回到压缩机，同时不再受乏风换热装置与机房距离的约束，通过设置第一循环泵使更多的液态制冷剂流经井口乏风换热装置充分吸热蒸发，提高乏风热泵系统的换热效率，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种直蒸高效乏风冷暖热泵系统，包括位于排风井口上方的乏风换热装置，乏风换热装置的上口通过管路与一四通阀的第一阀口相连，乏风换热装置的下口通过一设有第一循环泵的管路与一壳管式换热器的第一接口相连，四通阀的第三阀口与壳管式换热器的第二接口相连，壳管式换热器的客户端接口通过设有第二循环泵的循环管道与客户端相连，四通阀的第四阀口通过一设有油氟分离器的管路与一压缩机的高压出口相连，压缩机的低压入口通过管路与四通阀的第二阀口相连，四通阀通过导线与控制装置相连。

一冷凝器的制冷剂入口通过设有第二电磁阀的管路与乏风换热装置的上口和四通阀的第一阀口之间的管路相连，冷凝器的制冷剂出口通过设有第一电磁阀的管路与乏风换热装置的下口和壳管式换热器的第一接口之间的管路相连，冷凝器的冷却端接口通过一循环管路与一冷却塔相连，第一电磁阀和第二电磁阀分别通过导线与控制装置相连。

所述乏风换热装置包括一罩设于矿井的排风井口上方一换热房，换热房的四个竖直设置的侧墙上均设置翅片换热器，换热房的房顶为四棱锥形房顶，四棱锥形房顶与侧墙的连接处设有一环形接水槽，在环形接水槽的底部与各翅片换热器相对的位置分别设有一位于换热房内的水管，各水管的出水口分别与其对应的翅片换热器位置相对设置，在每个水管内分别设有电动阀，在环形接水槽内设有液位计，一微压差计的两个感温探头分别放置于换热房内和换热房外，在四棱锥形房顶的顶面上设有若干个电动风阀，各个电动风阀、微压差计、电动阀、液位计均通过导线与控制装置相连，所有翅片换热器的上口相连后与四通阀的第一阀口相连，所有翅片换热器的下口相连后与壳管式换热器的第一接口相连。

在换热房内靠近每个翅片换气器的迎风面处各设置一过滤网。

一自来水水管的一端位于环形接水槽内，另一端连接水源。

所述翅片换气器的翅片为镍铜翅片。

在翅片换热器的翅片外侧表面设有亲水铝箔层。

所述翅片换热器的翅片间距为3.0mm。