[发明专利]基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用系统及运行方式

说明书

本发明公开了属于可再生能源利用技术领域的基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用系统及运行方式。所述系统由溶液再生器、溶液再冷器、风冷换热器、矿井排风废热回收装置、吸收式热泵机组、矿井水地热回收器、冷却塔、连接管路系统及阀门构成。连接管路系统分为驱动热源管路系统、冷冻水管路系统、冷却水管路系统、除湿溶液管路系统、低温水管路系统、供热水管路系统。本发明为井上集中式冷热源系统，通过不同阀门的切换，可实现基于吸收式制冷‑溶液除湿的温、湿度独立控制、冬季辅助供热等多种运行方式；适用于高温矿井，可改善矿井巷道以及采掘工作面的工作环境，并充分利用天然冷源和地热能，降低电能消耗，达到节能减排的目的。

技术领域

本发明属于高温矿井降温除湿和深层地热利用技术领域，特别涉及一种基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用系统及运行方式。

背景技术

随着开采深度的增加和采掘机械化程度的提高，深度开采矿井热害问题愈来愈严重,已经成为制约矿井生产效率的主要技术难题之一。尤其是在采掘工作面处,气温高，湿度大，矿井的工作环境极度恶劣。这不仅影响矿山企业的生产安全和降低作业人员的工作效率,而且还危害职工的身心健康和生命安全。目前，高温矿井井下降温系统存在井下排热困难、运行成本高、资源利用率低等诸多问题，在很大程度上制约了常规矿井降温技术推广。为改善井下工作热环境、降低降温系统运行成本和解决井下排热困难等难题，有必要开发一种新型矿井降温与地热资源高效利用系统以满足高温矿井热害防治需求和矿井地面生产与生活区的冬季用热需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用系统及运行方式，其特征在于，所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用系统由溶液再生器、溶液再冷器、汽水换热器、风冷换热器、矿井排风废热回收装置、吸收式热泵机组、矿井水地热回收器、冷却塔及阀门通过连接管路系统连接构成；其中连接管路系统分为驱动热源管路系统、冷冻水管路系统、冷却水管路系统、除湿溶液管路系统和供热水管路系统；

所述驱动热源管路系统：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；吸收式热泵机组的外部驱动热源均是以低压蒸汽作为外部驱动热源；内部驱动热源是外部驱动热源的低压蒸汽在第一吸收式热泵机组1或第二吸收式热泵机组2放热降温后的高温凝水，被用于驱动溶液再生器。由于吸收式热泵机组和溶液再生器负荷变化不同步或不一定同时开启，溶液再生器需要以低压蒸汽作为辅助外部驱动热源；

所述外部驱动热源的低压蒸汽供汽管分两路，一路经V19阀门与第一吸收式热泵机组1发生器驱动热源入口连接，另一路再分别经V20阀门与第二吸收式热泵机组2发生器驱动热源入口连接，同时直接与汽水换热器第一个输入口连接；第一吸收式热泵机组1的内部驱动热源凝水出口和第二吸收式热泵机组2的内部驱动热源凝水出口连接后经V22阀门与汽水换热器的第二个外部驱动热源入口连接，并同时与V23阀门一端连接，V23阀门另一端连接至汽水换热器第一个外部驱动热源入口；汽水换热器第一个输出口与溶液再生器驱动热源入口连接；汽水换热器第二个输出口与V21阀门一端连接；V21阀门另一端与溶液再生器内部驱动热源凝水出口连接后和外部驱动热源的凝水回水管路连接。

所述冷冻水管路系统：冷冻水回水管经第1节点、V1阀门与风冷换热器的冷冻水入口连接，经第1节点、V2阀门、第2节点与第一吸收式热泵机组1的蒸发器冷冻水入口连接，经第1节点、V2阀门、第2节点、V17阀门、第3节点与第二吸收式热泵机组2的蒸发器冷冻水入口连接；冷冻水供水管经第5节点、V4阀门、第4节点与风冷换热器冷冻水出口连接，经第5节点、V18阀门、第13节点与第一吸收式热泵机组1的蒸发器冷冻水出口连接，经第5节点、V5阀门、第6节点、Vx阀门与第二吸收式热泵机组2的蒸发器冷冻水出口连接，经第5节点、V5阀门、第6节点、Vy阀门与第二吸收式热泵机组2的蒸发器冷冻水出口连接；风冷换热器的冷冻水出口经第4节点、V3阀门、第2节点与吸收式热泵机组1的蒸发器冷冻水入口连接；第一吸收式热泵机组1的冷冻水出口经第13节点、V7阀门、第3节点与第二吸收式热泵机组2的冷冻水入口连接；