[发明专利]一种矿井水余热提取利用系统

说明书

一种矿井水余热提取利用系统，属于矿井余热利用技术领域。其特征在于：包括热泵水源机组（2），热泵水源机组（2）上设有矿井循环水上水管（3）和回水管（4），热泵水源机组（2）通过矿井循环水上水管（3）连接矿井水提升装置，热泵水源机组（2）通过回水管（4）连接回水池（5），矿井水提升装置连通井下巷道（9）。本发明充分利用废弃巷道的储存作用，实现巷道水体夏季升温储能、冬季放热释能的目的，对能量进行合理存储、移转、提取，不仅可维持水源热泵机组的运行，而且可以实现外循环水的零排放，经济效益、社会效益可观。

技术领域

一种矿井水余热提取利用系统，属于矿井余热利用技术领域。

背景技术

煤矿矿区冬季供暖和夏季制冷、洗浴供热基本依靠水源热泵系统提供。矿井水作为该系统外循环介质，起着能量交换、移转的作用，维系着系统的正常运行。矿井关停后，矿井水源将无法从井下获得，水源热泵届时无法开启运行。

水源热泵机组运行配置两路水循环，即内循环、外循环，内循环将机组产生的冬季热水或夏季冷水送达用户的冷热交换器，用户通过控制流经风机风量，实现室内温度控制；内循环水经用户冷热交换器、进行热交换后回流至水源热泵机组，机组对其加热或降温重新送至用户地点，如此往复，实现全矿的供热纳凉。外循环与内循环作用相反，内循环产生的夏季热量或冬季冷量通过水源热泵机组由外循环带走或增补。外循环水流成为储存交换的介质，维系着水源热泵机组的正常运行。

矿井关停后，井下排水设施全部撤离，水源热泵机组将因缺少外循环水无法运行。机组外循环水用量大，采取开方式用水成本高；维持小范围封闭式外循环运行，难以有效提取机组所需热能或者无法高效散失收集的热量。为此，结合水源热泵的使用，对关井后水源热泵机组外循环用水的探索与研究势在必行。想要解决水源热泵系统清洁高效、污染零排放的外循环用水问题，既要继续维持水源热泵的正常运行，为企业提供供暖纳凉需求，又要避免使用宝贵新鲜地下水资源、造成污染浪费，同时，还要充分开发矿井巷道的残余价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种解决水源热泵系统外循环用水问题，满足供暖纳凉需求，充分开发矿井巷道残余价值，又避免浪费新鲜水源的矿井水余热提取利用系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种矿井水余热提取利用系统，其特征在于：包括热泵水源机组，热泵水源机组上设有矿井循环水上水管和回水管，热泵水源机组通过矿井循环水上水管连接矿井水提升装置，热泵水源机组通过回水管连接回水池，矿井水提升装置连通井下巷道。

本发明改造水源热泵的外循环系统，将井下巷道中的矿井水纳入到外循环系统中来。矿井的废弃巷道空间是天然的存储空间。矿井关停后，巷道空间必将被矿井水填充，该水体成为天然能量的储存介质，通过技术手段将其与水源热泵系统联系起来，实现夏季环境温度收集后的存储与冬季热量的提取供应。此水体作为水源热泵外循环系统的一个环节进行利用开发，构建此水体的自行循环模式，将夏天水源热泵机组吸收的热量不断的储存于巷道的矿井水体当中，推高该水体的温度，同时，将该水体的低温置换走，送到地面各用户地点，实现全矿夏季纳凉；冬季，同样利用该水体将夏天储备的热量、地下岩层热能缓慢提取到用户，同时，将用户处的低温带到该水体，该水体温度则出现下降态势，实现冬天用户供热。打造新的外循环系统。

本发明充分利用废弃巷道的储存作用，实现巷道水体夏季升温储能、冬季放热释能的目的，对能量进行合理存储、移转、提取，不仅可维持水源热泵机组的运行，而且可以实现外循环水的零排放，经济效益、社会效益可观。所述的矿井水提升装置设有并联设置的多组。

所述的矿井水提升装置包括上水支管、逆止阀和源水井，上水支管上设有逆止阀，上水支管一端连通源水井，源水井连通井下巷道。

所述的源水井包括开设在地面与井下巷道之间的通孔和安装在通孔内的连通套管，通过连通套管连通井下巷道与上水支管，且连通套管内设有连接上水支管下部进水口的潜水泵。