[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用系统，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、闭式冷却塔、阀门及连接管路构成；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，并经第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；所述冷却水管路系统：第一吸收式热泵机组(1)的冷却水出口经第8节点、V9阀门、第7节点与矿井排风废热回收装置的冷却水出口和矿井水地热回收器的冷却水出口连接，经第8节点、V10阀门与第一冷却塔(1)的冷却水入口连接，第一冷却塔(1)冷却水出口经V12阀门、第10节点与第一吸收式热泵机组(1)的冷却水入口连接，经V12阀门、第10节点、V11阀门、第9节点与矿井水地热回热器的冷却水入口和矿井排风废热回收装置的冷却水入口连接，第一冷却塔(1)冷却水出口经V12阀门、第10节点、V6阀门在第6节点与冷冻水供水管路连接，第一冷却塔(1)冷却水进口经V10阀门、第8节点、V8阀门在第3节点与冷冻水回水管路连接；第二吸收式热泵机组(2)的冷却水出口经第12节点、V15阀门与第二冷却塔(2)的冷却水入口连接，第二吸收式热泵机组(2)的冷却水入口经第11节点、V13阀门与第二冷却塔(2)冷却水出口连接；溶液再冷器冷却水出口与第三冷却塔(3)的冷却水入口连接，第三冷却塔(3)冷却水出口与溶液再冷器冷却水入口连接；供热水管路系统：供热回水干管经V14阀门在第11节点与第二吸收式热泵机组(2)的冷却入口连接；供热供水干管经V16阀门在第12节点与第二吸收式热泵机组(2)的冷却水出口连接；所述除湿溶液管路系统：除湿稀溶液回液干管与溶液再生器的除湿稀溶液入口连接，溶液再生器的除湿浓溶液出口与溶液再冷器的除湿浓溶液入口连接，溶液再冷器的除湿浓溶液出口与除湿浓溶液供液干管连接；所述溶液再生器用于制取除湿浓溶液以实现独立处理湿负荷；除湿溶液再生器的驱动热源为外部热源的低压蒸汽在吸收式热泵放热降温后的高温凝水作为内部驱动热源，实现能量梯级高效利用，或来自外部驱动热源的低压蒸汽在汽水换热器中加热凝水作为辅助驱动热源。