[实用新型]一种基于回风余热梯度利用的乏风源热泵井筒防冻系统

说明书

本实用新型属于煤矿供暖技术领域，具体涉及一种基于回风余热梯度利用的乏风源热泵井筒防冻系统，其解决了现有技术不能根据井筒防冻热负荷需求分段投入运行，从而乏风余热资源不能得到有效充分的利用的问题。本实用新型包括乏风取热装置、清洁装置、热泵机组和空气加热机组；冲洗水箱与乏风取热装置相连；乏风取热装置的第一级回风换热器与空气加热机组的第一级加热器相连；乏风取热装置的第二级回风换热器与第一水源热泵相连，第一水源热泵与空气加热机组的第三级加热器；乏风取热装置的第三级回风换热器与第二水源热泵相连，第二水源热泵与空气加热机组的第二级加热器相连。本实用新型可充分有效利用乏风余热资源，节能环保，运行可靠。

技术领域

本实用新型属于煤矿供暖技术领域，具体及一种基于回风余热梯度利用的乏风源热泵井筒防冻系统。

背景技术

现有的矿井乏风余热利用技术，主要有三种不同的技术路线：

一、喷淋式取热:喷淋式取热存在取热量小，大量的煤粉尘在喷嘴上易积易堵，同时在乏风温度低于10度以后，需要不断加抗冻剂等缺陷。

二、直接蒸发式取热:直接蒸发式由于乏风中混有较多的粉尘，乏风换热器容易被堵塞等问题，造成乏风换热器的风阻力较大，同时直接蒸发式取热还存在单台蒸发器的换热面积较小，在乏风温度较低时蒸发器结霜融霜会影响乏风源热泵的制热效率，制约了直接蒸发式乏风源热泵的应用与推广。

三、乙二醇溶液间壁式换热:采用间壁式换热并作为低温型水源热泵的热源。此种换热方式避免了上述两种技术路线存在的缺陷，但如果井筒防冻所需的热负荷大，需要对乏风深度提热时，存在融霜困难、清洗及运行成本较高的问题，需要进一步改进方能满足供热需求。

上述三种乏风余热利用技术都存在一个节能率不高的问题，在部分场合应用时基本上属于节煤不节能，只是解决了采用燃煤锅替代问题，节能效益不明显。因此存在市场竞争力不强，推广难度大等问题。

中国实用新型专利公开说明书CN208091015U公开了一种基于回风换热的乏风源热泵井筒防冻系统，这种基于回风换热的乏风源热泵井筒防冻系统，涉及热泵应用技术领域，包括带双级回风换热器的乏风取热装置、低温型水源热泵机组、乏风冲洗融霜装置、双级加热乏矿井加热机组组成；带双级回风换热器的乏风取热装置分别连接低温型水源热泵机组、乏风冲洗融霜装置、双级加热乏矿井加热机组，低温型水源热泵机组连接乏风冲洗融霜装置，双级加热乏矿井加热机组连接低温型水源热泵机组。充分利用乏风热能，双级加热，先利用乏风将低温的新风初步预热运行，基本不耗电，有利于节约大量电能。本实用新型节能显著，可实现煤矿减煤减排，节省运行费用与采用清洁能源，降低环境污染，有效利用乏风余热资源，节能环保，具有很好的实用性。

上述对比文件不能根据井筒防冻热负荷需求分段投入运行，不能实现乏风余热资源充分有效的利用。

实用新型内容

本实用新型解决现有技术不能根据井筒防冻热负荷需求分段投入运行，从而乏风余热资源不能得到有效充分的利用的问题，提供了一种系统综合能耗低且换热效率高，不受使用地域限制并可节约大量能源，降低环境污染的基于回风余热梯度利用的乏风源热泵井筒防冻系统。

本实用新型采用如下的技术方案实现：一种基于回风余热梯度利用的乏风源热泵井筒防冻系统，包括乏风取热装置、清洁装置、热泵机组和空气加热机组；

所述乏风取热装置为带三级换热器的乏风取热装置，乏风取热装置的箱体内自左至右依次设有第一级回风换热器、第二级回风换热器、第三级回风换热器和风量调节阀；第一级回风换热器和第二级回风换热器之间设有第一清洗喷淋排，第二级回风换热器和第三级回风换热器之间设有第二清洗喷淋排；乏风取热装置的箱体底部设有排水管并向外延伸；

所述清洁装置包括沉淀水箱、冲洗水箱和隔离过滤网；沉淀水箱与冲洗水箱之间设有隔离过滤网，沉淀水箱一侧设有补水电磁阀和排污电磁阀；