低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統技術方案

低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統：噴淋防凍液從低溫排風源取熱，再由水源熱泵提升為高位熱量后加熱礦井新風，避免噴淋水凍結；熱泵以大流量方式吸熱，提高蒸發溫度與能效；冷熱分隔供液池與回液池，使熱泵從噴淋取熱后升溫的供液池取液，提高蒸發溫度與能效；并使噴淋室從熱泵蒸發吸熱后降溫的回液池取液，加大換熱溫差與取熱效率；降低熱泵供水溫度，提高制熱能效；熱泵以小流量方式供熱，降低循環泵功率。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統，是關于通過噴淋防凍液而從礦井低溫排風源中取熱，再由高效水源熱泵提升為高位熱量后，再加熱礦井新風，以防新風井壁管線凍結的技術。
技術介紹
煤礦新風井壁管線的冬季加熱防凍、職工浴室的洗澡熱水、煤礦地面建筑的采暖等，都需要消耗巨大高位熱量；而傳統做法則是通過燃煤鍋爐提供熱源以滿足上述各項需求，這就不僅消耗大量煤炭，而且其也將嚴重污染環境。另一方面，礦井的排風量巨大，并且排風溫度與濕度四季保持基本穩定，因此其蘊藏著巨大的低位熱能；而目前礦井排風源則是直接排放環境，其熱能并未獲得有效利用，從而造成巨大的熱能浪費?，F有技術專利“一種礦井回風源熱泵系統(申請號201020601988.1) ”針對上述問題，提供一種用于回收煤礦礦井排風源中低位熱能，從而為煤礦生活生產提供所需熱量的熱泵系統。為實現上述目的，該技術采用的技術方案如下:用戶可根據冷、熱量需求，選擇與其匹配的熱泵系統運行模式。冬季運行時，由噴淋室提取礦井排風源中的低位熱能，并由熱泵機組將其提升為高位熱量，再供給用戶；夏季運行時，由噴淋室提取礦井排風源中的冷卻量，并由四通換向閥切換后的冷水機組利用該冷卻量制冷，再將冷量供給空調用戶。因此該技術可應用于冬季排風源溫度高于12°C煤礦的生活生產需求，只能部分替代燃煤鍋爐為煤礦建筑的冬季采暖、生活熱水和新風井壁管線的防凍提供熱量；為夏季空調提供冷量，從而具有部分節能減排效果。該技術所具有的技術優勢如下:1、通過噴淋水霧與礦井排風源進行水與氣的熱、濕交換，其換熱效率要明顯高于普通換熱器；因為噴淋的水霧不但回收礦井排風源的顯熱，而且回收排風源中的凝露潛熱；同時所噴水霧還可對礦井排風源進行除塵與降噪。2、噴淋室內無電動設備，因此無需防爆，也不影響礦井反風。3、由于噴淋室增加的排風阻力小于50Pa，因此對礦井通風的影響較小。4、采用過濾精度較高的水處理設備，可提高進入熱泵機組的水質，以減少熱泵的換熱熱阻，以保護熱泵機組。5、水與氣熱、濕交換后的水滴匯入集水池中，冬季運行時作為熱泵機組的低位熱源，夏季運行時作為冷水機組的冷卻水源。6、作為載冷劑的噴淋水，先與熱泵機組換熱后，再返回集水池以重新與礦井排風源進行熱、濕交換，因此循環利用就可節約水源。然而該技術也存在下列缺點:1、對于冬季排風源溫度低于12°C的礦井，當噴淋水霧從排風源取熱時，由于其礦井的新風負荷也較大，因此就難以避免噴淋水霧的凍結，從而使得該技術不適用于山西、陜西、內蒙等冬季排風源溫度低于12°C的煤礦；2、由于集水池中噴淋取熱后的升溫出水與熱泵蒸發吸熱后的降溫回水直接混合，導致水源熱泵從降低的混合溫度水源吸熱蒸發，從而降低其蒸發溫度、吸熱量、制熱能效；并導致噴淋室以提高的混合溫度水源噴淋取熱，從而減少其換熱溫差、取熱量、取熱效率；3、如熱泵機組仍維持5°C進出水溫差的標準流量下吸熱蒸發，則當礦井的排風源溫度低于12°C時，其蒸發溫度則迅速降低，熱泵的吸熱量與制熱能效也很快衰減；4、如熱泵機組仍維持在45°C的標準供水溫度下制熱，則當礦井排風源溫度低于12°C時，熱泵的制熱量與制熱能效也很快衰減。
技術實現思路
本專利技術的目的是綜合現有礦井排風源熱回收技術的優勢，改進其低溫排風源中取熱噴淋水霧凍結的技術缺陷，確保系統可從低于12°C的排風源中取熱；改進噴淋取熱的升溫出水與熱泵蒸發吸熱的降溫回水之間冷熱混合后，所導致的降低噴淋取熱的換熱溫差、取熱量、取熱效率，以及導致的降低熱泵吸熱的蒸發溫度、吸熱量、制熱能效等技術缺陷，確保噴淋取熱與熱栗蒸發吸熱的聞效率；從而不僅提聞系統的熱回收效率，而且提聞系統運行的溫度范圍及長期運行的可靠性。為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案:本專利技術采用的技術方案，即低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統如附圖1所示，其中:1-排風源擴散塔；2-防凍液噴淋室；3_大流量吸熱高效水源熱泵；4_新風空調箱；5_排風源引出風機；6_防凍液；7_匯液池；8_噴嘴；9_噴淋管；10_回液池；11_噴淋泵；12_過濾器；13_隔液隔熱板；14_供液池；15_溢流口 ；16_供液泵；17_水處理器；18-蒸發器；19-冷凝器；20_冷媒；21_四通換向閥；22_壓縮機；23_干燥過濾器；24_單向閥；25_膨脹閥；26_循環泵；27_隔熱板；28_導流槽；29_擋液板；30_旋流除砂器；31_全自動過濾器；32_補水浮球閥；33_防凍劑；34_排泄閥；35_屋頂新風風管機。按照附圖1所示的低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統:它設置有排風源擴散塔I中的防凍液噴淋室2、大流量吸熱高效水源熱泵3和新風空調箱4組成的排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統；所述排風源擴散塔I的進口連接礦井排風源的排風源引出風機5，其出口設置在排風源擴散塔I的頂部；所述排風源擴散塔I的上部設置用于噴淋防凍液6的防凍液噴淋室2，排風源擴散塔I的底部設置有匯液池7 ;所述防凍液噴淋室2內設置帶有若干噴嘴8、兩層布置及上下對噴的多根并聯噴淋管9 ;所述多根并聯噴淋管9的輸入端，通過管路連接設置在所述排風源擴散塔I外部回液池10中的噴淋泵11及其過濾器12 ;所述回液池10的上部開口通過管路連接大流量吸熱高效水源熱泵3的出液口，且回液池10中的防凍液6通過隔液隔熱板13溢流至供液池14 ;所述供液池14內設置有溢流口 15，供液池14的底部過濾器12通過管路連接供液泵16、水處理器17、大流量吸熱高效水源熱泵3的進液口 ；所述匯液池7的底部過濾器12通過管路連接供液池14的上部開口 ；所述大流量吸熱高效水源熱泵3內設置有蒸發器18與冷凝器19，且其換熱管的一側充有冷媒20，并通過冷媒20的氣管和液管連接成高效水源熱泵循環回路，其中冷媒20的氣管連接有四通換向閥21和壓縮機22，冷媒20的液管兩端對稱連接有干燥過濾器23與單向閥24的并聯組件，并與中間的膨脹閥25串聯連接，而單向閥24的流向分別指向所連接的蒸發器18或冷凝器19的冷媒20液管接口 ；所述冷凝器19的水側進口通過管路連接循環泵26及新風空調箱4的盤管水側出口，而冷凝器19的水側出口則通過管路連接新風空調箱4的盤管水側進口。所述匯液池7、回液池10、供液池14的外壁面設置有隔熱板27。所述排風源擴散塔I的外壁面設置有隔熱板27。所述排風源擴散塔I的一側底部呈圓弧形，且上表面設置有若干通向匯液池7的導流槽28。所述防凍液噴淋室2的頂部出口設置有若干層“S”形擋液板29。所述壓縮機22為半封閉螺桿壓縮機、開啟式螺桿壓縮機、離心式壓縮機、渦旋式壓縮機、活塞式壓縮機，或上述各種壓縮機之間的并聯連接。所述大流量吸熱高效水源熱泵3為若干臺模塊化高效水源熱泵機組的并聯連接。所述水處理器17包含按照流向前后串聯的旋流除砂器30和全自動過濾器31。所述蒸發器18和或冷凝器19為殼管式換熱器、板式換熱器、板翅式換熱器、套管式換熱器、盤管式換熱器等冷媒20與防凍液6或水之間的換熱器。所述供液池14，其上部開口設置有補水浮球閥32和防凍劑33，其底部設置有排泄閥34。作為熱量補充，在所述新風空調箱4的出風口附近，設置有若干臺屋頂新風風管機35。所述防凍液6是防凍劑3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統，其由排風源擴散塔(1)；防凍液噴淋室(2)；大流量吸熱高效水源熱泵(3)；新風空調箱(4)；排風源引出風機(5)；防凍液(6)；匯液池(7)；噴嘴(8)；噴淋管(9)；回液池(10)；噴淋泵(11)；過濾器(12)；隔液隔熱板(13)；供液池(14)；溢流口(15)；供液泵(16)；水處理器(17)；蒸發器(18)；冷凝器(19)；冷媒(20)；四通換向閥(21)；壓縮機(22)；干燥過濾器(23)；單向閥(24)；膨脹閥(25)；循環泵(26)；隔熱板(27)；導流槽(28)；擋液板(29)；旋流除砂器(30)；全自動過濾器(31)；補水浮球閥(32)；防凍劑(33)；排泄閥(34)；屋頂新風風管機(35)等組成。其特征在于：設置有排風源擴散塔(1)中的防凍液噴淋室(2)、大流量吸熱高效水源熱泵(3)和新風空調箱(4)組成的排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統；所述排風源擴散塔(1)的進口連接礦井排風源的排風源引出風機(5)，其出口設置在排風源擴散塔(1)的頂部；所述排風源擴散塔(1)的上部設置用于噴淋防凍液(6)的防凍液噴淋室(2)，排風源擴散塔(1)的底部設置有匯液池(7)；所述防凍液噴淋室(2)內設置帶有若干噴嘴(8)、兩層布置及上下對噴的多根并聯噴淋管(9)；所述多根并聯噴淋管(9)的輸入端，通過管路連接設置在所述排風源擴散塔(1)外部回液池(10)中的噴淋泵(11)及其過濾器(12)；所述回液池(10)的上部開口通過管路連接大流量吸熱高效水源熱泵(3)的出液口，且回液池(10)中的防凍液(6)通過隔液隔熱板(13)溢流至供液池(14)；所述供液池(14)內設置有溢流口(15)，供液池(14)的底部過濾器(12)通過管路連接供液泵(16)、水處理器(17)、大流量吸熱高效水源熱?泵(3)的進液口；所述匯液池(7)的底部過濾器(12)通過管路連接供液池(14)的上部開口；所述大流量吸熱高效水源熱泵(3)內設置有蒸發器(18)與冷凝器(19)，且其換熱管的一側充有冷媒(20)，并通過冷媒(20)的氣管和液管連接成高效水源熱泵循環回路，其中冷媒(20)的氣管連接有四通換向閥(21)和壓縮機(22)，冷媒(20)的液管兩端對稱連接有干燥過濾器(23)與單向閥(24)的并聯組件，并與中間的膨脹閥(25)串聯連接，而單向閥24的流向分別指向所連接的蒸發器(18)或冷凝器(19)的冷媒(20)液管接口；所述冷凝器(19)的水側進口通過管路連接循環泵(26)及新風空調箱(4)的盤管水側出口，而冷凝器(19)的水側出口則通過管路連接新風空調箱(4)的盤管水側進口。...

【技術特征摘要】
1.一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統，其由排風源擴散塔(I);防凍液噴淋室(2);大流量吸熱高效水源熱泵(3);新風空調箱(4);排風源引出風機(5);防凍液(6);匯液池(7);噴嘴(8);噴淋管(9);回液池(10);噴淋泵(11);過濾器(12);隔液隔熱板(13);供液池(14);溢流口(15);供液泵(16);水處理器(17);蒸發器(18);冷凝器(19);冷媒(20);四通換向閥(21);壓縮機(22);干燥過濾器(23);單向閥(24);膨脹閥(25);循環泵(26);隔熱板(27);導流槽(28);擋液板(29);旋流除砂器(30);全自動過濾器(31);補水浮球閥(32);防凍劑(33);排泄閥(34);屋頂新風風管機(35)等組成。其特征在于:設置有排風源擴散塔(I)中的防凍液噴淋室(2)、大流量吸熱高效水源熱泵(3)和新風空調箱(4)組成的排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統；所述排風源擴散塔(I)的進口連接礦井排風源的排風源引出風機(5)，其出口設置在排風源擴散塔(I)的頂部；所述排風源擴散塔(I)的上部設置用于噴淋防凍液(6)的防凍液噴淋室(2)，排風源擴散塔(I)的底部設置有匯液池(7);所述防凍液噴淋室(2)內設置帶有若干噴嘴(8)、兩層布置及上下對噴的多根并聯噴淋管(9);所述多根并聯噴淋管(9)的輸入端，通過管路連接設置在所述排風源擴散塔(I)外部回液池(10)中的噴淋泵(11)及其過濾器(12);所述回液池(10)的上部開口通過管路連接大流量吸熱高效水源熱泵(3)的出液口，且回液池(10)中的防凍液(6)通過隔液隔熱板(13)溢流至供液池(14);所述供液池(14)內設置有溢流口(15)，供液池(14)的底部過濾器(12)通過管路連接供液泵(16)、水處理器(17)、大流量吸熱高效水源熱泵(3)的進液口 ；所述匯液池(7)的底部過濾器(12)通過管路連接供液池(14)的上部開口 ；所述大流量吸熱高效水源熱泵(3)內設置有蒸發器(18)與冷凝器(19)，且其換熱管的一側充有冷媒(20)，并通過冷媒(20)的氣管和液管連接成高效水源熱泵循環回路，其中冷媒(20)的氣管連接有四通換向閥(21)和壓縮機(22)，冷媒(20)的液管兩端對稱連接有干燥過濾器(23)與單向閥 (24)的并聯組件，并與中間的膨脹閥(25)串聯連接，而單向閥24的流向分別指向所連接的蒸發器(18)或冷凝器(19)的冷媒(20)液管接口 ；所述冷凝器(19)的水側進口通過管路連接循環泵(26)及新風空調箱(4)的盤管水側出口，而冷凝器(19)的水側出口則通過管路連接新風空調箱(4)的盤管水側進口。2.按權利要求1所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統，其特征在于:所述匯液池(7)、回液池(10)、供液池(1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：侴喬力，金從卓，王樹剛，孔祥運，龍俊慨，王國慶，王鐵軍，張池，許文增，許永峰，李迪，
申請(專利權)人：合肥天鵝制冷科技有限公司，王樹剛，
類型：實用新型
國別省市：