專利名稱：低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，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。
背景技術：
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(tǒng)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(huán)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(wěn)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(huán)境，其熱能并未獲得有效利用，從而造成巨大的熱能浪費。
現(xiàn)有實用新型專利“一種礦井回風源熱泵系統(tǒng)(申請?zhí)?01020601988. I) ”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(chǎn)提供所需熱量的熱泵系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，該實用新型采用的技術方案如下用戶可根據(jù)冷、熱量需求，選擇與其匹配的熱泵系統(tǒng)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(diào)用戶。因此該實用新型可應用于冬季排風源溫度高于12°C煤礦的生活生產(chǎn)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(diào)提供冷量，從而具有部分節(jié)能減排效果。該實用新型所具有的技術優(yōu)勢如下I、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(nèi)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(zhì)，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(huán)利用就可節(jié)約水源。然而該實用新型也存在下列缺點I、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，從而使得該實用新型不適用于山西、陜西、內(nèi)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(fā)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(fā)，從而降低其蒸發(fā)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(fā)，則當?shù)V井的排風源溫度低于12°C時，其蒸發(fā)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?shù)V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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是綜合現(xiàn)有礦井排風源熱回收技術的優(yōu)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(tǒng)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(fā)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(fā)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(fā)吸熱的聞效率；從而不僅提聞系統(tǒng)的熱回收效率，而且提聞系統(tǒng)運行的溫度范圍及長期運行的可靠性。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案本發(fā)明采用的技術方案，即低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)如附圖I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(diào)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(fā)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(huán)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I所示的低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)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(diào)箱4組成的排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)；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(nèi)設置帶有若干噴嘴8、兩層布置及上下對噴的多根并聯(lián)噴淋管9 ;所述多根并聯(lián)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(nèi)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(nèi)設置有蒸發(fā)器18與冷凝器19，且其換熱管的一側(cè)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(huán)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(lián)組件，并與中間的膨脹閥25串聯(lián)連接，而單向閥24的流向分別指向所連接的蒸發(fā)器18或冷凝器19的冷媒20液管接口 ；所述冷凝器19的水側(cè)進口通過管路連接循環(huán)泵26及新風空調(diào)箱4的盤管水側(cè)出口，而冷凝器19的水側(cè)出口則通過管路連接新風空調(diào)箱4的盤管水側(cè)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(cè)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(lián)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(lián)連接。所述水處理器17包含按照流向前后串聯(lián)的旋流除砂器30和全自動過濾器31。所述蒸發(fā)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(diào)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33的濃度介于60ppm至190000ppm的水溶液。所述新風空調(diào)箱4是若干臺新風空調(diào)箱、風機盤管、衛(wèi)生熱水加熱盤管等的并聯(lián)連接。所述防凍劑33是CaCl2、NaCl、乙二醇、海水。本發(fā)明冬季制熱運行可為礦井用戶提供熱量，夏季制冷運行可為礦井用戶提供冷量，其工作原理具體說明如下I、冬季制熱運行提供熱量如附圖I所示，冬季低環(huán)溫礦井雖然排風源溫度為12°C以下，但其相對濕度則接近飽和，因此礦井排風源中蘊含巨量的低位熱能。礦井排風源首先經(jīng)排風源引出風機5驅(qū)動從下至上流經(jīng)排風源擴散塔1，再由防凍液噴淋室2中兩層布置的多根并聯(lián)噴淋管9中，均勻分布的眾多噴嘴8上下相對噴淋防凍液6，以實現(xiàn)大量防凍液滴與礦井排風源進行熱、濕交換，然后降溫、減濕后的礦井排風再經(jīng)擋液板29的擋液后排至環(huán)境；同時提取排風源的降溫顯熱與凝露潛熱而升溫的防凍液滴，受重力作用落入排風源擴散塔I底部，并經(jīng)導流槽28的引導流入?yún)R液池7中，再經(jīng)底部過濾器12的過濾后流入供液池14，最后由于噴淋取熱而升溫的防凍液6經(jīng)其底部過濾器12、循環(huán)泵16、水處理器17中的旋流除砂器30和全自動過濾器31的凈化處理，進入高效水源熱泵3內(nèi)的大流量吸熱蒸發(fā)器18防凍液6側(cè)進口，并向另側(cè)的冷媒20放熱、降溫，然后排至回液池10中，以使另側(cè)的兩相冷媒20吸熱蒸發(fā)，而成為低溫低壓的冷媒20氣，再經(jīng)過四通換向閥21，被壓縮機22壓縮成高溫高壓的過熱冷媒20氣，又經(jīng)四通換向閥21進入冷凝器19的冷媒20偵牝以向另側(cè)的循環(huán)水放熱冷凝，以成為高溫高壓的冷媒20液，再經(jīng)干燥過濾器23的干燥，而被膨脹閥25節(jié)流成低溫低壓的兩相冷媒20，最后經(jīng)單向閥24流入蒸發(fā)器18的冷媒20偵牝繼續(xù)吸收防凍液6的噴淋取熱，以完成冷媒20的高效水源熱泵循環(huán)。
冷凝器19的水側(cè)中因吸收另側(cè)冷媒20的冷凝放熱而升溫的循環(huán)水，在循環(huán)泵26的驅(qū)動下流入新風空調(diào)箱4的盤管水側(cè)進口，并向盤管氣側(cè)所流經(jīng)的室外新風放熱后降溫，被加熱而升溫的室外新風流入煤礦新風井內(nèi)，用于防止管線凍結；而降溫后的循環(huán)水則重新流回冷凝器19中以被冷媒20循環(huán)加熱后升溫。2、夏季制冷運行提供冷量如附圖2所示，夏季礦井雖然排風源的相對濕度較大，但其溫度較低，因此礦井排風源中蘊含巨大冷量。礦井排風源首先經(jīng)排風源引出風機5驅(qū)動從下至上流經(jīng)排風源擴散塔1，再由防凍液噴淋室2中兩層布置的多根并聯(lián)噴淋管9中，均勻分布的眾多噴嘴8上下相對噴淋水霧6，以實現(xiàn)大量水霧與礦井排風源進行熱、濕交換，然后升溫、加濕的礦井排風再經(jīng)擋液板29的擋水后排至環(huán)境；同時因向排風源釋放顯熱及部分水霧吸收潛熱蒸發(fā)而降溫的水滴6，受重力作用落入排風源擴散塔I底部，并經(jīng)導流槽28的引導流入?yún)R液池7中，再經(jīng)底部過濾器12的過濾后流入供液池14，最后由于噴淋放熱而降溫的水滴6經(jīng)其底部過濾器12、循環(huán)泵16、水處理器17中的旋流除砂器30和全自動過濾器31的凈化處理，進入已經(jīng)四通換向閥21切換的高效水源熱泵3內(nèi)的大流量放熱冷凝器18水6側(cè)，以吸收另側(cè)冷媒20的冷凝放熱而升溫，然后排至回液池10中，而另 側(cè)冷凝為高溫高壓的冷媒20液，則經(jīng)干燥過濾器23的干燥，而被膨脹閥25節(jié)流成低溫低壓的兩相冷媒20，再經(jīng)單向閥24流入蒸發(fā)器19的冷媒20側(cè)，以吸收另側(cè)循環(huán)水的降溫放熱，而蒸發(fā)成低溫低壓的冷媒20氣，然后經(jīng)過四通換向閥21，被壓縮機22壓縮成高溫高壓的過熱冷媒20氣，又經(jīng)四通換向閥21進入冷凝器19的冷媒20側(cè)，繼續(xù)向另側(cè)的噴淋放熱水6釋放冷凝熱，以完成冷媒20的高效制冷循環(huán)。蒸發(fā)器19的水側(cè)中因被另側(cè)冷媒20蒸發(fā)吸熱而降溫的循環(huán)水，在循環(huán)泵26的驅(qū)動下流入新風空調(diào)箱4的盤管水側(cè)進口，并從盤管氣側(cè)所流經(jīng)的室外新風吸熱后升溫，被吸熱而降溫的室外新風流入煤礦新風井內(nèi)，用于實現(xiàn)礦井空調(diào)；而升溫后的循環(huán)水則重新流回蒸發(fā)器19中以被冷媒20循環(huán)吸熱降溫。本發(fā)明由于采用上述技術方案，因此與現(xiàn)有同類專利技術相比較，具有以下技術優(yōu)勢I、通過雙排對噴防凍液6，確保從冬季礦井的低溫排風源中提取降溫顯熱及凝露潛熱，再由高效水源熱泵提升為高位熱量后，再加熱礦井新風，以避免低環(huán)溫煤礦出現(xiàn)噴淋水凍結；系統(tǒng)根據(jù)不同地區(qū)和季節(jié)的環(huán)境溫度要求，選擇防凍液6的種類與濃度；以使本發(fā)明的應用不再受冬季礦井排風源溫度的限制，從而真正替代現(xiàn)有燃煤熱風爐及噴淋水霧的排風源取熱技術，可廣泛應用于寒冷地區(qū)的低環(huán)溫煤礦，為煤礦新風井的冬季管線防凍提供熱量，具有明顯的節(jié)能減排效果；2、高效水源熱泵3以大流量小溫差方式吸熱，以提高其蒸發(fā)溫度、吸熱量與制熱能效;3、通過隔液隔熱板13冷熱分隔供液池14與回液池10，以使高效水源熱泵3從噴淋取熱后升溫的供液池14取液，從而提高熱泵的蒸發(fā)溫度、吸熱量與制熱能效；并使噴淋室2從熱泵蒸發(fā)吸熱后降溫的回液池10取液，以加大噴淋室2的換熱溫差、取熱量與取熱效率；4、通過降低熱泵的供水溫度與冷凝溫度，進一步提高其制熱量與制熱能效；5、高效水源熱泵3以小流量大溫差方式供熱，以降低循環(huán)泵的流量與功率，提高系統(tǒng)運行效率；6、由屋頂新風風管機高效補熱，以降低系統(tǒng)的初投資及運行電耗。綜上所述，與現(xiàn)有礦井回風源熱回收技術相比較，本發(fā)明的技術優(yōu)勢如下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(fā)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(fā)溫度與能效；并使噴淋室從熱泵蒸發(fā)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(huán)泵功率；屋頂新風風管機高效補熱，降低系統(tǒng)初投資。


附圖I是本發(fā)明冬季制熱運行提供熱量的工作原理示意圖。 附圖2是本發(fā)明夏季制冷運行提供冷量的工作原理示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出的低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)實施例如附圖I所示，現(xiàn)說明如下其由高20m、出口直徑6m的圓形排風源引出立管，經(jīng)彎形風管連接到長IOmX寬6. 7m的下彎排風源擴散塔I ;長IOmX寬6. 7mX高I. 4m的防凍液噴淋室2 ；4臺制熱量787kW、功率185kW、防凍液進液溫度1°C /出液溫度_2°C、防凍液流量203m3/h、使用側(cè)供水溫度35°C /回水溫度27°C、循環(huán)水流量85m3/h的大流量吸熱高效水源熱泵3 ；6臺額定風量1167m3/m、進水溫度35°C /出水溫度27°C的新風空調(diào)箱4并聯(lián)連接；風量12000m3/m、風壓500Pa的排風源引出風機5 ;112m3、濃度lOOOOOppm的NaCl水溶液防凍液6 ;長5mX寬4. 5mX高I. 2m的27m3匯液池7 ；2400只噴口直徑4mm、流量288kg/h、工程塑料本體、不銹鋼卡口的噴嘴8 ；56根長10m、直徑DN20、噴嘴間距300mm的不銹鋼噴淋管9 ;長3. 2mX寬3. 2mX高3. 2m的33m3回液池10 ；2臺流量346m3/h、揚程52mH20、功率64kW的噴淋潛水泵11 ;處理流量812m3/h的過濾器12 ;寬3. 2mX高3. 2m的水泥隔液隔熱板13 ;長3. 2mX寬3. 2mX高3. 2m的33m3供液池14 ;接口直徑DN50的不銹鋼溢流口 15 ；4臺流量210m3/h、揚程13. 4mH20、功率IOkW的供液泵16 ;處理流量812m3/h的水處理器17 ;有效換熱面積68. 9m2的干式殼管蒸發(fā)器18 ;有效換熱面積68. 9m2的殼管冷凝器19 ；R22冷媒20 ;接口直接108mn的四通換向閥21 ;理論排氣量929mVh的半封閉螺桿壓縮機22 ;接口直徑54mm的干燥過濾器23 ;接口直徑54mm的單向閥24 ;接口直徑42mm的膨脹閥25 ；4臺流量95m3/h、揚程21mH20、功率8kW的循環(huán)泵26 ;厚度30mm聚氨酯發(fā)泡隔熱板27 ;高度30mm的導流槽28 ;長IOmX寬6. 7mX厚度165mm、片距24mm、ABS材質(zhì)的擋液板29 ;處理流量812m3/h的旋流除砂器30 ;處理流量812m3/h的全自動過濾器31 ;接口直徑DN25的不銹鋼補水浮球閥32 ；11200kg的NaCl防凍劑33 ;接口直徑DN50的不銹鋼排泄閥34 ；2臺制熱量180kW、功率60kff的屋頂新風風管機35等組成。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(diào)箱4 ;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(nèi)設置帶有若干噴嘴8、兩層布置及上下對噴的多根并聯(lián)噴淋管9 ;所述多根并聯(lián)噴淋管9的輸入端，通過2根直徑DN200的不銹鋼管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2根直徑DN250的不銹鋼管連接4臺并聯(lián)的大流量吸熱高效水源熱泵3的直徑DN125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(nèi)設置有溢流口 15，供液池14的底部過濾器12通過2根直徑DN250的不銹鋼管連接并聯(lián)的供液泵16、水處理器17、大流量吸熱高效水源熱泵3的直徑DN125進液口 ；所述匯液池7的底部過濾器12通過2根直徑DN250的不銹鋼管連接供液池14的上部開口 ；所述大流量吸熱高效水源熱泵3內(nèi)設置有蒸發(fā)器18與冷凝器19，且其換熱管的一側(cè)充有R22冷媒20，并通過R22冷媒20的直徑108mm氣管和直徑54mm液管連接成高效熱泵循環(huán)回路，其中R22冷媒20的直徑108mm氣管連接有四通換向閥21和壓縮機22，R22冷媒20的直徑54mm液管兩端對稱連接有干燥過濾器23與單向閥24的并聯(lián)組件，并與中間的膨脹閥25串聯(lián)連接，而單向閥24的流向分別指向所連接的蒸發(fā)器18或冷凝器
19的R22冷媒20液管接口 ；所述冷凝器19的直徑DN100水側(cè)進口通過2根直徑DN150的 不銹鋼管連接并聯(lián)的循環(huán)泵26及并聯(lián)的新風空調(diào)箱4的盤管水側(cè)直徑DN50出口，而冷凝器19的直徑DN100水側(cè)出口則通過2根直徑DN150的不銹鋼管連接新風空調(diào)箱4的盤管水側(cè)直徑DN50進口。匯液池7、回液池10、供液池14、排風源擴散塔I的外壁面設置有隔熱板27。排風源擴散塔I的一側(cè)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。防凍液噴淋室2的頂部出口設置有若干層“S”形擋液板29。大流量吸熱高效水源熱泵3為4臺模塊化高效水源熱泵機組的并聯(lián)連接。水處理器17包含按照流向前后串聯(lián)的旋流除砂器30和全自動過濾器31。供液池14，其上部開口設置有補水浮球閥32和防凍劑NaC133，其底部設置有排泄閥34。本發(fā)明實施例，通過噴淋流量691m3/h、質(zhì)量濃度lOOOOOppm的NaCl水溶液，可從流量12000m3/m、溫度10°C、相對濕度95%的礦井排風源取熱2437kW，再由4臺制熱量787kW、輸入功率185kW的高效水源熱泵機組提升為供水溫度35°C、回水溫度27°C的總制熱量3147kW，以把流量7000m3/m的礦井新風從室外溫度_15°C加熱至5°C，以避免噴淋水凍結；制熱能效比C0P4. 43的高效水源熱泵以大流量3°C小溫差方式吸熱，以把蒸發(fā)溫度提高2°C，進而提高熱泵的吸熱量與制熱能效；通過冷熱分隔1°C的供液池與_2°C的回液池，以使高效水源熱泵從噴淋取熱后升溫的rc供液池取液，從而把熱泵的蒸發(fā)溫度又提高2. 5°C，進而提高熱泵的吸熱量與制熱能效；同時使噴淋室從熱泵蒸發(fā)吸熱后降溫的-2°C回液池取液，以把噴淋室的換熱溫差加大2. 5°C，進而提高噴淋室的取熱熱量與取熱效率；最后通過把熱泵的供水溫度從45°C的標準值降低到35°C，從而把冷凝溫度降低10°C，進一步提高熱泵的制熱量與制熱能效；熱泵以小流量8°C大溫差方式供熱，降低循環(huán)泵功率19. 2kff ;屋頂新風風管機高效補熱，降低系統(tǒng)初投資80萬元人民幣。在室外-15°C的低環(huán)溫條件下⑴熱泵機組的能效比COP高達4. 43 ；⑵熱泵機組+噴淋取熱的工藝段能效比COP高達3. 4 ; (3)系統(tǒng)總能效比COP高達2. 6 ;⑷系統(tǒng)初投資為950萬元人民幣；(5)系統(tǒng)年運行電費為113萬元人民幣，從而比現(xiàn)有燃媒熱風爐的500萬元人民幣年運行費，節(jié)省387萬元人民幣，2. 45年即可回收系統(tǒng)初投資。
權利要求
1.一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，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(diào)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(fā)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(huán)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。其特征在于按照附圖I所示的低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)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(diào)箱(4)組成的排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)；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出)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(nèi)設置帶有若干噴嘴(8)、兩層布置及上下對噴的多根并聯(lián)噴淋管(9);所述多根并聯(lián)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(nèi)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(nèi)設置有蒸發(fā)器(18)與冷凝器(19)，且其換熱管的一側(cè)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(huán)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(lián)組件，并與中間的膨脹閥(25)串聯(lián)連接，而單向閥24的流向分別指向所連接的蒸發(fā)器(18)或冷凝器(19)的冷媒(20)液管接口 ；所述冷凝器(19)的水側(cè)進口通過管路連接循環(huán)泵(26)及新風空調(diào)箱(4)的盤管水側(cè)出口，而冷凝器(19)的水側(cè)出口則通過管路連接新風空調(diào)箱(4)的盤管水側(cè)進口。
2.如權利要求I所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述匯液池(7)、回液池(10)、供液池(14)的外壁面設置有隔熱板(27)。
3.如權利要求I和或2所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述排風源擴散塔(I)的外壁面設置有隔熱板(27)。
4.如權利要求I和或2和或3所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述排風源擴散塔(I)的一側(cè)底部呈圓弧形，且上表面設置有若干通向匯液池⑵的導流槽(28)。
5.如權利要求I和或2和或3和或4所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述防凍液噴淋室(2)的頂部出口設置有若干層“S”形擋液板(29)。
6.如權利要求I和或2和或3和或4和或5所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述壓縮機(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(lián)連接。
7.如權利要求I和或2和或3和或4和或5和或6所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于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(lián)連接。
8.如權利要求I和或2和或3和或4和或5和或6和或7所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述水處理器(17)包含按照流向前后串聯(lián)的旋流除砂器(30)和全自動過濾器(31)。
9.如權利要求I和或2和或3和或4和或5和或6和或7和或8所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)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。
10.如權利要求I和或2和或3和或4和或5和或6和或7和或8和或9所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述供液池(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)。
11.如權利要求I和或2和或3和或4和或5和或6和或7和或8和或9和或10所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于作為熱量補充，在所述新風空調(diào)箱(4)的出風口附近，設置有若干臺屋頂新風風管機(35)。
12.如權利要求I和或2和或3和或4和或5和或6和或7和或8和或9和或10和或11所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述防凍液(6)是防凍劑(33)的濃度介于60ppm至190000ppm的水溶液。
13.如權利要求I和或2和或3和或4和或5和或6和或7和或8和或9和或10和或11和或12所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述新風空調(diào)箱(4)是若干臺新風空調(diào)箱、風機盤管、衛(wèi)生熱水加熱盤管等的并聯(lián)連接。
14.如權利要求I和或2和或3和或4和或5和或6和或7和或8和或9和或10和或11和或12和或13所述的一種低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)，其特征在于所述防凍劑(33)是CaCl2、NaCl、乙二醇、海水。
全文摘要
低溫排風源噴淋取熱高效水源熱泵新風系統(tǒng)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(fā)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(fā)溫度與能效；并使噴淋室從熱泵蒸發(fā)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(huán)泵功率。
文檔編號F25B30/02GK102778082SQ20121027266
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月28日 優(yōu)先權日2012年7月28日
發(fā)明者侴喬力, 孔祥運, 張池, 李迪, 王國慶, 王樹剛, 王鐵軍, 許文增, 許永峰, 金從卓, 龍俊慨 申請人:合肥天鵝制冷科技有限公司, 王樹剛