本实用新型涉及供热领域，特别是涉及一种利用矿井乏风进行供热的系统。
背景技术：
矿井乏风(即矿井回风)具有风量大，风温稳定、相对湿度大，连续性好的特点，是良好的低温余热资源，通过乏风热泵技术，将乏风中的余热提取出来，可以满足矿井建筑采暖、洗浴热水制备和进风井口防冻用热的需要。同时夏季可以利用乏风热泵制冷用于建筑空调或井下降温。在矿井上，需要利用矿井乏风作为热源对矿井建筑和进风井口进行供热，现有的供热系统结构较为复杂，布局不合理，能耗较高。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、布局合理、能耗较低的矿井乏风热泵分区供热系统。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，包括乏风取热箱、第一热泵机组、第二热泵机组、散热器和空气加热机组，所述乏风取热箱上连接有第一循环管路，所述第一热泵机组的蒸发器和第二热泵机组中的蒸发器并联设置于所述第一循环管路上，所述第一热泵机组的冷凝器通过第二循环管路与散热器连接，所述第二热泵机组的冷凝器通过第三循环管路与空气加热机组连接，所述第一循环管路、第二循环管路和第三循环管路中的循环介质分别通过循环泵驱动流动。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述第一循环管路中的循环介质通过第一循环泵驱动流动，所述第一循环泵连接于第一循环管路上，所述第二循环管路中的循环介质通过第二循环泵驱动流动，所述第二循环泵连接于第二循环管路上，所述第三循环管路中的循环介质通过第三循环泵驱动流动，所述第三循环泵连接于第三循环管路上。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述乏风取热箱设为两个或两个以上，两个或两个以上的所述乏风取热箱并联设置于所述第一循环管路上，所述取热器设为两个或两个以上，两个或两个以上的所述取热器并联设置于所述第二循环管路上，所述空气加热机组设为两个或两个以上，两个或两个以上的所述空气加热机组并联设置于所述第三循环管路上。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述乏风取热箱的出风口设有冷凝水导流装置，所述冷凝水导流装置包括挡水板和集水槽，所述挡水板倾斜于出风口方向布置，所述集水槽位于挡水板的下方。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述挡水板设为多个，多个所述挡水板沿出风口的上下方向依次布置。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述挡水板的远离出风口一侧高于靠近出风口一侧。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述挡水板设于一支撑架上，所述支撑架固定设于乏风取热箱的出风口。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述支撑架包括固定于乏风取热箱出风口的第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，所述第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆均沿出风口的上下方向布置，所述第一支撑杆和第二支撑杆之间以及第二支撑杆和第三支撑杆之间均设有多个沿出风口上下方向依次布置的挡水板。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述挡水板倾斜于出风口方向的角度为45度。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述挡水板的下方设有集水板，所述集水板的远离出风口一侧高于靠近出风口一侧，所述集水板的远离出风口一侧与出风口之间的距离为第一距离，所述挡水板的远离出风口一侧与出风口之间的距离为第二距离，所述第一距离大于第二距离，所述集水板的靠近出风口一侧位于集水槽上方。
本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统在使用的时候，乏风取热箱安装于矿井回风口的乏风取热平台上，散热器安装于矿井建筑内，空气加热机组安装于进风井口房上，进风井口房设于矿井进风井口上。乏风流过乏风取热箱后温度降低，即乏风将自身的热量传递给第一循环管路中的循环介质(乙二醇溶液)。第一循环管路中的循环介质在流过第一热泵机组和第二热泵机组的蒸发器后温度降低，即第一循环管路中的循环介质将自身的热量传递给第一热泵机组和第二热泵机组中的制冷工质，制冷工质吸热蒸发。第二循环管路中的循环介质(循环水)在流过第一热泵机组的冷凝器后温度升高，即制冷工质将自身的热量传递给第二循环管路中的循环介质，制冷工质放热冷凝，温度升高后的第二循环管路中的循环介质在流经散热器时放热，为矿井建筑供热。第三循环管路中的循环介质(软化水或乙二醇溶液)在流过第二热泵机组的冷凝器后温度升高，即制冷工质将自身的热量传递给第三循环管路中的循环介质，制冷工质放热冷凝，温度升高后的第三循环管路中的循环介质在流经空气加热机组时，加热进入进风井口的空气，为进风井口供热。由此可见，本实用新型结构简单、布局合理，并且能耗较低。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统的结构示意图；
图2为本实用新型中乏风取热箱的主视图；
图3为沿图2中a-a线的剖视图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统包括乏风取热箱1、第一热泵机组13、第二热泵机组18、散热器16和空气加热机组20，所述乏风取热箱1上连接有第一循环管路11，所述第一热泵机组13的蒸发器和第二热泵机组18中的蒸发器并联设置于所述第一循环管路11上，所述第一热泵机组13的冷凝器通过第二循环管路14与散热器16连接，所述第二热泵机组18的冷凝器通过第三循环管路19与空气加热机组20连接，所述第一循环管路11、第二循环管路14和第三循环管路19中的循环介质分别通过循环泵驱动流动。
如图1所示，本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述第一循环管路11中的循环介质通过第一循环泵12驱动流动，所述第一循环泵12连接于第一循环管路11上，所述第二循环管路14中的循环介质通过第二循环泵15驱动流动，所述第二循环泵15连接于第二循环管路14上，所述第三循环管路19中的循环介质通过第三循环泵21驱动流动，所述第三循环泵21连接于第三循环管路19上。
如图1所示，本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述乏风取热箱1设为两个或两个以上，两个或两个以上的所述乏风取热箱1并联设置于所述第一循环管路11上，所述取热器设为两个或两个以上，两个或两个以上的所述取热器并联设置于所述第二循环管路14上，所述空气加热机组20设为两个或两个以上，两个或两个以上的所述空气加热机组20并联设置于所述第三循环管路19上。
如图2、3所示，本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述乏风取热箱1的出风口设有冷凝水导流装置，所述冷凝水导流装置包括挡水板2和集水槽7，所述挡水板2倾斜于出风口方向布置，所述集水槽7位于挡水板2的下方。所述挡水板2设为多个，多个所述挡水板2沿出风口的上下方向依次布置。所述挡水板2的远离出风口一侧(即挡水板2外侧)高于靠近出风口一侧(即挡水板2内侧)。所述挡水板2倾斜于出风口方向的角度为45度。
如图2、3所示，挡水板2设于乏风取热箱1的出风口的具体方式为：所述挡水板2设于一支撑架上，所述支撑架固定设于乏风取热箱1的出风口。所述支撑架包括固定于乏风取热箱1出风口的第一支撑杆3、第二支撑杆4和第三支撑杆5，所述第一支撑杆3、第二支撑杆4和第三支撑杆5均沿出风口的上下方向布置，所述第一支撑杆3和第二支撑杆4之间以及第二支撑杆4和第三支撑杆5之间均设有多个沿出风口上下方向依次布置的挡水板2。
如图2、3所示，乏风从乏风取热箱1的出风口流出后，吹在挡水板2上，并沿着挡水板2的倾斜方向吹出。冷凝水随出风口乏风飘出，落在挡水板2上，冷凝水顺着挡水板2斜面向里流，流到挡水板2边缘滴落到下一块挡水板2上，冷凝水顺着挡水板2内侧边缘依次流下，汇集到集水槽7中，集中排放。
如图3所示，本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统，其中所述挡水板2的下方设有集水板6，所述集水板6的远离出风口一侧(即集水板6外侧)高于靠近出风口一侧(即集水板6内侧)，具体为：集水板6与乏风取热箱1立面成45°角，即集水板6平行于挡水板2布置。所述集水板6的远离出风口一侧与出风口之间的距离为第一距离，所述挡水板2的远离出风口一侧与出风口之间的距离为第二距离，所述第一距离大于第二距离，所述集水板6的靠近出风口一侧位于集水槽7上方。这样，集水板6能够收集被乏风吹出挡水板2飘落的冷凝水滴，并将其排放至集水槽7，进一步降低乏风的飘飞水量。
如图1所示，本实用新型矿井乏风热泵分区供热系统在使用的时候，乏风取热箱1安装于矿井回风口的乏风取热平台9上(矿井回风口处设有乏风扩散塔8，乏风取热平台9设于乏风扩散塔8上)，散热器16安装于矿井建筑17内，空气加热机组20安装于进风井口房22上，进风井口房22设于矿井进风井口23上。乏风流过乏风取热箱1后温度降低，即乏风将自身的热量传递给第一循环管路11中的循环介质(乙二醇溶液)。第一循环管路11中的循环介质在流过第一热泵机组13和第二热泵机组18的蒸发器后温度降低，即第一循环管路11中的循环介质将自身的热量传递给第一热泵机组13和第二热泵机组18中的制冷工质，制冷工质吸热蒸发。第二循环管路14中的循环介质(循环水)在流过第一热泵机组13的冷凝器后温度升高，即制冷工质将自身的热量传递给第二循环管路14中的循环介质，制冷工质放热冷凝，温度升高后的第二循环管路14中的循环介质在流经散热器16时放热，为矿井建筑17供热。第三循环管路19中的循环介质(软化水或乙二醇溶液)在流过第二热泵机组18的冷凝器后温度升高，即制冷工质将自身的热量传递给第三循环管路19中的循环介质，制冷工质放热冷凝，温度升高后的第三循环管路19中的循环介质在流经空气加热机组20时，加热进入进风井口23的空气，为进风井口23供热。由此可见，本实用新型结构简单、布局合理，并且能耗较低。
热泵机组包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，上述四部件通过管路连接为制冷回路，制冷工质流经蒸发器时吸热蒸发，在流经冷凝器时放热冷凝。热泵机组的具体结构以及工作原理为现有技术，在此对其不予赘述。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
技术特征：
1.一种矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：包括乏风取热箱、第一热泵机组、第二热泵机组、散热器和空气加热机组，所述乏风取热箱上连接有第一循环管路，所述第一热泵机组的蒸发器和第二热泵机组中的蒸发器并联设置于所述第一循环管路上，所述第一热泵机组的冷凝器通过第二循环管路与散热器连接，所述第二热泵机组的冷凝器通过第三循环管路与空气加热机组连接，所述第一循环管路、第二循环管路和第三循环管路中的循环介质分别通过循环泵驱动流动。
2.根据权利要求1所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述第一循环管路中的循环介质通过第一循环泵驱动流动，所述第一循环泵连接于第一循环管路上，所述第二循环管路中的循环介质通过第二循环泵驱动流动，所述第二循环泵连接于第二循环管路上，所述第三循环管路中的循环介质通过第三循环泵驱动流动，所述第三循环泵连接于第三循环管路上。
3.根据权利要求2所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述乏风取热箱设为两个或两个以上，两个或两个以上的所述乏风取热箱并联设置于所述第一循环管路上，取热器设为两个或两个以上，两个或两个以上的取热器并联设置于所述第二循环管路上，所述空气加热机组设为两个或两个以上，两个或两个以上的所述空气加热机组并联设置于所述第三循环管路上。
4.根据权利要求3所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述乏风取热箱的出风口设有冷凝水导流装置，所述冷凝水导流装置包括挡水板和集水槽，所述挡水板倾斜于出风口方向布置，所述集水槽位于挡水板的下方。
5.根据权利要求4所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述挡水板设为多个，多个所述挡水板沿出风口的上下方向依次布置。
6.根据权利要求5所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述挡水板的远离出风口一侧高于靠近出风口一侧。
7.根据权利要求6所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述挡水板设于一支撑架上，所述支撑架固定设于乏风取热箱的出风口。
8.根据权利要求7所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述支撑架包括固定于乏风取热箱出风口的第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆，所述第一支撑杆、第二支撑杆和第三支撑杆均沿出风口的上下方向布置，所述第一支撑杆和第二支撑杆之间以及第二支撑杆和第三支撑杆之间均设有多个沿出风口上下方向依次布置的挡水板。
9.根据权利要求8所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述挡水板倾斜于出风口方向的角度为45度。
10.根据权利要求9所述的矿井乏风热泵分区供热系统，其特征在于：所述挡水板的下方设有集水板，所述集水板的远离出风口一侧高于靠近出风口一侧，所述集水板的远离出风口一侧与出风口之间的距离为第一距离，所述挡水板的远离出风口一侧与出风口之间的距离为第二距离，所述第一距离大于第二距离，所述集水板的靠近出风口一侧位于集水槽上方。
技术总结
本实用新型公开了一种矿井乏风热泵分区供热系统，其包括乏风取热箱、第一热泵机组、第二热泵机组、散热器和空气加热机组，所述乏风取热箱上连接有第一循环管路，所述第一热泵机组的蒸发器和第二热泵机组中的蒸发器并联设置于所述第一循环管路上，所述第一热泵机组的冷凝器通过第二循环管路与散热器连接，所述第二热泵机组的冷凝器通过第三循环管路与空气加热机组连接，所述第一循环管路、第二循环管路和第三循环管路中的循环介质分别通过循环泵驱动流动。其目的是为了提供一种结构简单、布局合理、能耗较低的矿井乏风热泵分区供热系统。
技术研发人员：杨征;黄永安;李战海;朱兴攀;牛永清;马程;薛晓强;张宏伟;张慧峰;王忠强;管隆刚;李伟
受保护的技术使用者：陕西小保当矿业有限公司;北京中矿博能节能科技有限公司
技术研发日：2020.12.08
技术公布日：2021.07.30
声明：
“矿井乏风热泵分区供热系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：陕西小保当矿业有限公司;北京中矿博能节能科技有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
