[發明專利]一種礦井水余熱提取利用系統

在審

• 申請號: 201910220404.4
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109855221A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 蘇守洪;徐同科;董杰;王業超;張顯義;都波;邢德喜;亓輝;李通;楊記根;王丁;趙彬
• 申請（專利權）人: 山東許廠煤礦有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F25B30/06;F24T10/10
• 代理公司: 淄博佳和專利代理事務所 37223
• 代理人: 張雯

一種礦井水余熱提取利用系統，屬于礦井余熱利用技術領域。其特征在于：包括熱泵水源機組（2），熱泵水源機組（2）上設有礦井循環水上水管（3）和回水管（4），熱泵水源機組（2）通過礦井循環水上水管（3）連接礦井水提升裝置，熱泵水源機組（2）通過回水管（4）連接回水池（5），礦井水提升裝置連通井下巷道（9）。本發明充分利用廢棄巷道的儲存作用，實現巷道水體夏季升溫儲能、冬季放熱釋能的目的，對能量進行合理存儲、移轉、提取，不僅可維持水源熱泵機組的運行，而且可以實現外循環水的零排放，經濟效益、社會效益可觀。

技術領域

一種礦井水余熱提取利用系統，屬于礦井余熱利用技術領域。

背景技術

煤礦礦區冬季供暖和夏季制冷、洗浴供熱基本依靠水源熱泵系統提供。礦井水作為該系統外循環介質，起著能量交換、移轉的作用，維系著系統的正常運行。礦井關停后，礦井水源將無法從井下獲得，水源熱泵屆時無法開啟運行。

水源熱泵機組運行配置兩路水循環，即內循環、外循環，內循環將機組產生的冬季熱水或夏季冷水送達用戶的冷熱交換器，用戶通過控制流經風機風量，實現室內溫度控制；內循環水經用戶冷熱交換器、進行熱交換后回流至水源熱泵機組，機組對其加熱或降溫重新送至用戶地點，如此往復，實現全礦的供熱納涼。外循環與內循環作用相反，內循環產生的夏季熱量或冬季冷量通過水源熱泵機組由外循環帶走或增補。外循環水流成為儲存交換的介質，維系著水源熱泵機組的正常運行。

礦井關停后，井下排水設施全部撤離，水源熱泵機組將因缺少外循環水無法運行。機組外循環水用量大，采取開方式用水成本高；維持小范圍封閉式外循環運行，難以有效提取機組所需熱能或者無法高效散失收集的熱量。為此，結合水源熱泵的使用，對關井后水源熱泵機組外循環用水的探索與研究勢在必行。想要解決水源熱泵系統清潔高效、污染零排放的外循環用水問題，既要繼續維持水源熱泵的正常運行，為企業提供供暖納涼需求，又要避免使用寶貴新鮮地下水資源、造成污染浪費，同時，還要充分開發礦井巷道的殘余價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種解決水源熱泵系統外循環用水問題，滿足供暖納涼需求，充分開發礦井巷道殘余價值，又避免浪費新鮮水源的礦井水余熱提取利用系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種礦井水余熱提取利用系統，其特征在于：包括熱泵水源機組，熱泵水源機組上設有礦井循環水上水管和回水管，熱泵水源機組通過礦井循環水上水管連接礦井水提升裝置，熱泵水源機組通過回水管連接回水池，礦井水提升裝置連通井下巷道。

本發明改造水源熱泵的外循環系統，將井下巷道中的礦井水納入到外循環系統中來。礦井的廢棄巷道空間是天然的存儲空間。礦井關停后，巷道空間必將被礦井水填充，該水體成為天然能量的儲存介質，通過技術手段將其與水源熱泵系統聯系起來，實現夏季環境溫度收集后的存儲與冬季熱量的提取供應。此水體作為水源熱泵外循環系統的一個環節進行利用開發，構建此水體的自行循環模式，將夏天水源熱泵機組吸收的熱量不斷的儲存于巷道的礦井水體當中，推高該水體的溫度，同時，將該水體的低溫置換走，送到地面各用戶地點，實現全礦夏季納涼；冬季，同樣利用該水體將夏天儲備的熱量、地下巖層熱能緩慢提取到用戶，同時，將用戶處的低溫帶到該水體，該水體溫度則出現下降態勢，實現冬天用戶供熱。打造新的外循環系統。

本發明充分利用廢棄巷道的儲存作用，實現巷道水體夏季升溫儲能、冬季放熱釋能的目的，對能量進行合理存儲、移轉、提取，不僅可維持水源熱泵機組的運行，而且可以實現外循環水的零排放，經濟效益、社會效益可觀。所述的礦井水提升裝置設有并聯設置的多組。

所述的礦井水提升裝置包括上水支管、逆止閥和源水井，上水支管上設有逆止閥，上水支管一端連通源水井，源水井連通井下巷道。

所述的源水井包括開設在地面與井下巷道之間的通孔和安裝在通孔內的連通套管，通過連通套管連通井下巷道與上水支管，且連通套管內設有連接上水支管下部進水口的潛水泵。