CN108759159B - 基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行方式 - Google Patents
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Abstract
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***及运行方式。所述***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***及阀门构成。连接管路***分为驱动热源管路***、冷冻水管路***、冷却水管路***、除湿溶液管路***、低温水管路***、供热水管路***。本发明为井上集中式冷热源***,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。
Description
技术领域
本发明属于高温矿井降温除湿和深层地热利用技术领域,特别涉及一种基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行方式。
背景技术
随着开采深度的增加和采掘机械化程度的提高,深度开采矿井热害问题愈来愈严重,已经成为制约矿井生产效率的主要技术难题之一。尤其是在采掘工作面处,气温高,湿度大,矿井的工作环境极度恶劣。这不仅影响矿山企业的生产安全和降低作业人员的工作效率,而且还危害职工的身心健康和生命安全。目前,高温矿井井下降温***存在井下排热困难、运行成本高、资源利用率低等诸多问题,在很大程度上制约了常规矿井降温技术推广。为改善井下工作热环境、降低降温***运行成本和解决井下排热困难等难题,有必要开发一种新型矿井降温与地热资源高效利用***以满足高温矿井热害防治需求和矿井地面生产与生活区的冬季用热需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行方式,其特征在于,所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***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、冷却塔及阀门通过连接管路***连接构成;其中连接管路***分为驱动热源管路***、冷冻水管路***、冷却水管路***、除湿溶液管路***和供热水管路***;
所述驱动热源管路***:驱动热源管路***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***: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,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***: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Ⅰ冷却水出口经V12阀门、第10节点、阀门V6在第6节点与冷冻水供水管路连接,第一冷却塔Ⅰ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Ⅱ冷却水出口连接;溶液再冷器冷却水出口与第三冷却塔Ⅲ的冷却水入口连接,第三冷却塔Ⅲ冷却水出口与溶液再冷器冷却水入口连接;
供热水管路***: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***: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(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(低压蒸汽)在汽水换热器中加热凝水作为辅助驱动热源。
所述吸收式热泵机组为单效或多效、单级或多级,吸收式热泵机组二元工质对为水—溴化锂溶液或氨—水溶液。
所述风冷换热器为气-液换热器,所述矿井水地热回收器为水-水换热器。所述溶液再冷器为溶液-水换热器。
一种基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***的运行方式,其特征在于,所述第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2、风冷换热器、矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器、第一冷却塔Ⅰ、第二冷却塔Ⅱ、第三冷却塔Ⅲ可根据负荷需求和外部气象条件实现串联或并联,或串并联,组成多个运行模式。
所述***组成多个运行模式包括有以下几种运行方式:
(一)当室外温度t≥12℃时,采用热泵机组制取冷冻水的运行方式,具体工艺流程为:
1)驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门、V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭。
2)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温后作为除湿浓溶液,进入除湿浓溶液供液干管。
3)冷冻水管路***有三种运行方法:第一种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V5阀门、V7阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1单独运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器,降温后作为冷冻水供水,如此循环;第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V7阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2并联运行;冷冻水回水经第2节点后分为两路:一路进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器降温后流出;另一路进入第二吸收式热泵机组2的蒸发器降温后流出,两路降温后的冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水,进入冷冻水供水干管;第三种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2串联运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器降温后经第13节点、V7阀门、第3节点进入第二吸收式热泵机组2的蒸发器进一步降温,降温后的冷冻水作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
4)冷却水管路***有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门关闭,第一冷却塔Ⅰ运行;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔Ⅰ进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ进行散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门关闭;来自第一冷却塔Ⅰ、第二冷却塔Ⅱ的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器中吸热升温,然后返回至冷却塔进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;
5)冷冻水管路***的第一种运行方式与冷却水管路***的第一种运行联合运行,冷冻水管路***的第二种或第三种运行方式与冷却水管路***的第二种运行联合运行。
(二)当室外温度6℃≤t≤12℃时,采用风冷换热器和吸收式热泵机组串联运行来制取冷冻水的方法,具体工艺流程为:
1)驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门、V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭。
2)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温后作为除湿浓溶液,进入除湿浓溶液供液干管。
3)冷冻水管路***有六种运行方法:
第一种,V1阀门、V3阀门、V18阀门、Vx阀门打开,V2阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器放热降温后,再进入吸收式热泵机组的蒸发器进一步放热降温,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温后,再进入吸收式热泵机组2的蒸发器进一步放热降温,制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第三种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,风冷换热器、第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器放热降温后,再进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器进一步放热降温,然后进入吸第二收式热泵机组2的蒸发器再一次降温制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第四种,V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入风冷换热器放热降温,另一路经V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温,来自风冷换热器和第一吸收式热泵机组1的两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
第五种,V3阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2三种设备并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入风冷换热器放热降温,另一路经V2阀门在第2节点再分为两路,一路进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组2的蒸发器放热降温,来自风冷换热器和第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2的三路冷冻水至在5节点混合后作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
第六种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2并联,然后与风冷换热器串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水经V1阀门进入风冷换热器放热降温后分两路,一路进入第一吸收式热泵机组1蒸发器放热降温,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组2蒸发器放热降温,来自第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2的两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
4)冷却水管路***有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门关闭,第一冷却塔Ⅰ运行;来自冷却塔Ⅰ的冷却水进入冷凝器吸热升温,然后返回至冷却塔散热降温,如此循环;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔Ⅰ进行散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门关闭;来自第一冷却塔Ⅰ、第二冷却塔Ⅱ的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器中吸热升温,然后返回至冷却塔进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。
5)冷冻水管路***的第一种或第四种运行方式与冷却水管路***的第一种运行方式联合运行,冷冻水管路***的第二种、第三种、第五种第六种运行方式与冷却水管路***的第二种运行方式联合运行。
(三)当室外温度t≤6℃,且不需辅助供热时,完全关停吸收式热泵机组(1)和(2),全部采用风冷换热器运行方式,具体工艺流程为:
1)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器中冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)除湿溶液管路***::来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;
3)冷冻水管路***:V1阀门、V4阀门打开,V2阀门、V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门关闭;冷冻水回水进入风冷换热器被室外低温空气冷却降温后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
4)驱动热源管路***:V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门关闭,V23阀门打开,外部驱动热源进入溶液再生器放热降温变成凝水,然后进入外部驱动热源凝水回水管。
(四)当进入供热季时,进行辅助供热,具体工艺流程为:
1)驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门、V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭:
2)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
3)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;V6阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门打开,V5阀门、V7阀门、V9阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门、V17阀门关闭,矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器和第一吸收式热泵1并联运行,所产生的中温冷却水用作第二吸收式热泵2的低温热源;来自第二吸收式热泵机组2蒸发器的循环水经V6阀门至第10节点,然后分为三路,第一路进入第一吸收式热泵机组1吸收器和冷凝器吸热升温;第二路进入矿井排风废热回收装置回收高温排风余热被加热升温,第三路进入矿井水地热回收器回收地下水地热能被加热升温,升温后的三路循环水在第8节点汇合,然后进入第二吸收式热泵机组2蒸发器放热降温,如此循环;
4)供热水管路***:V14阀门、V16阀门打开,V13阀门、V15阀门关闭;来自供热回水干管的供热回水经V14阀门进入第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器,被加热升温,经V16阀门作为供热供水进入供热供水干管;
5)冷冻水管路***:V5阀门、V7阀门关闭,Vy阀门打开,其他运行方式与(二)或(三)的运行方式相同。
本发明的有益效果为:
本发明所述的基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制通过不同阀门和设备之间的切换,可实现制冷、制热不同运行方式;根据室外环境温度的不同,吸收式热泵和风冷换热器可以相互配合使用,提高***能效水平,降低***运行能耗;在供热季,该***可是实现充分利用外部大气低温冷源和井下地热,满足井下降温除湿需求和矿井地面采暖用热需求。基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制可充分利用外部自然冷源,并实现热害资源化,提高矿井降温***能效,降低矿井生产成本,宜用于高温高湿的中高温矿井、生产工艺车间。
附图说明
图1为基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制的实施例1的连接方式示意图。
图2为基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制的实施例2的连接方式示意图。
图3为基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制的实施例3的连接方式示意图。
图4为基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制的实施例4的连接方式示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制;下面结合实施例和附图,对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1所示,所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制由溶液再生器、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、冷却塔及阀门通过连接管路***连接构成;其中连接管路***分为驱动热源管路***、冷冻水管路***、冷却水管路***、除湿溶液管路***和供热水管路***;
所述驱动热源管路***:驱动热源管路***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;
所述外部驱动热源低压蒸汽供汽管路经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,经V20阀门第二吸收式热泵机组2发生器驱动热源入口连接,经V21阀门与汽水换热器外部驱动热源入口连接,经V23阀门、汽水换热器与溶液再生器驱动热源入口连接;外部驱动热源的凝水回水管路与溶液再生器和汽水换热器的外部驱动热源出口连接,溶液再生器的驱动热源入口与汽水换热器内部驱动热源凝水出口连接,汽水换热器内部驱动热源凝水入口经V22阀门与第一吸收式热泵机组1的内部驱动热源凝水出口、第二吸收式热泵机组2的内部驱动热源凝水出口连接;
所述冷冻水管路***: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,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***: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Ⅰ的冷却水入口连接,第一冷却塔Ⅰ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Ⅰ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Ⅰ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Ⅱ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Ⅱ冷却水出口连接;溶液再冷器冷却水出口与第三冷却塔Ⅲ的冷却水入口连接,第三冷却塔Ⅲ冷却水出口与溶液再冷器冷却水入口连接;
供热水管路***: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***: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(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(低压蒸汽)作为辅助驱动热源。
所述第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2、风冷换热器、矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器、第一冷却塔Ⅰ、第二冷却塔Ⅱ、第三冷却塔Ⅲ可根据负荷需求和外部气象条件实现串联或并联,或串并联,组成多个运行模式。
所述吸收式热泵机组为单效或多效、单级或多级,吸收式热泵机组二元工质对为水—溴化锂溶液或氨—水溶液。
所述风冷换热器为气-液换热器,所述矿井水地热回收器为水-水换热器。所述溶液再冷器为溶液-水换热器。
基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***及运行控制主要有以下几种运行方式,下面结合附图1-4及不同实施例进一步详细说明本发明具体结构和工作过程。
实施例1,如图1所示,
(一)当室外温度t≥12℃时,采用热泵机组制取冷冻水的运行方式,具体工艺流程为:
驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组(1)、第二吸收式热泵机组(2)和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭。
除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温后作为除湿浓溶液,进入除湿浓溶液供液干管。
冷冻水管路***有三种运行方法:第一种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V5阀门、V7阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1单独运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器,降温后作为冷冻水供水,如此循环;第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V7阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2并联运行;冷冻水回水经第2节点后分为两路:一路进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器降温后流出;另一路进入第二吸收式热泵机组(2)的蒸发器降温后流出,两路降温后的冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水,进入冷冻水供水干管;第三种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2串联运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器降温后经第13节点、V7阀门、第3节点进入第二吸收式热泵机组(2)的蒸发器进一步降温,降温后的冷冻水作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
冷却水管路***有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门关闭,第一冷却塔Ⅰ运行;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔Ⅰ进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ进行散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门关闭;来自第一冷却塔Ⅰ、第二冷却塔Ⅱ的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器中吸热升温,然后返回至冷却塔进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;
冷冻水管路***的第一种运行方式与冷却水管路***的第一种运行联合运行,冷冻水管路***的第二种或第三种运行方式与冷却水管路***的第二种运行联合运行。
(二)当室外温度6℃≤t≤12℃时,采用风冷换热器和吸收式热泵机组串联运行来制取冷冻水的方法,具体工艺流程为:
驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门、V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭。
除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温后作为除湿浓溶液,进入除湿浓溶液供液干管。
冷冻水管路***有六种运行方法:
第一种,V1阀门、V3阀门、V18阀门、Vx阀门打开,V2阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器放热降温后,再进入吸收式热泵机组的蒸发器进一步放热降温,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温后,再进入吸收式热泵机组2的蒸发器进一步放热降温,制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第三种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,风冷换热器、第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器放热降温后,再进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器进一步放热降温,然后进入吸第二收式热泵机组2的蒸发器再一次降温制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第四种,V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入风冷换热器放热降温,另一路经V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温,来自风冷换热器和第一吸收式热泵机组1的两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
第五种,V3阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2三种设备并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入风冷换热器放热降温,另一路经V2阀门在第2节点再分为两路,一路进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组2的蒸发器放热降温,来自风冷换热器和第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2的三路冷冻水至在5节点混合后作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
第六种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2并联,然后与风冷换热器串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水经V1阀门进入风冷换热器放热降温后分两路,一路进入第一吸收式热泵机组1蒸发器放热降温,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组2蒸发器放热降温,来自第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2的两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
冷却水管路***有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门关闭,第一冷却塔Ⅰ运行;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入冷凝器吸热升温,然后返回至冷却塔散热降温,如此循环;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔Ⅰ进行散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门关闭;来自第一冷却塔Ⅰ、第二冷却塔Ⅱ的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器中吸热升温,然后返回至冷却塔进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。
冷冻水管路***的第一种或第四种运行方式与冷却水管路***的第一种运行方式联合运行,冷冻水管路***的第二种、第三种、第五种第六种运行方式与冷却水管路***的第二种运行方式联合运行。
(三)当室外温度t≤6℃,且不需辅助供热时,完全关停第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,全部采用风冷换热器运行方式,具体工艺流程为:
1)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器中冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;
3)冷冻水管路***:V1阀门、V4阀门打开,V2阀门、V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门关闭;冷冻水回水进入风冷换热器被室外低温空气冷却降温后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
4)驱动热源管路***:V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门关闭,V23阀门打开,外部驱动热源进入溶液再生器放热降温变成凝水,然后进入外部驱动热源凝水回水管。
(四)当进入供热季时,进行辅助供热,具体工艺流程为:
驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门、V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;此时,
1)来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;V6阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门打开,V5阀门、V7阀门、V9阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门、V17阀门关闭,矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器和第一吸收式热泵1并联运行,所产生的中温冷却水用作第二吸收式热泵2的低温热源;来自第二吸收式热泵机组2蒸发器的循环水经V6阀门至第10节点,然后分为三路,第一路进入第一吸收式热泵机组1吸收器和冷凝器吸热升温;第二路进入矿井排风废热回收装置回收高温排风余热被加热升温,第三路进入矿井水地热回收器回收地下水地热能被加热升温,升温后的三路循环水在第8节点汇合,然后进入第二吸收式热泵机组2蒸发器放热降温,如此循环;
4)供热水管路***:V14阀门、V16阀门打开,V13阀门、V15阀门关闭;来自供热回水干管的供热回水经V14阀门进入第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器,被加热升温,经V16阀门作为供热供水进入供热供水干管;
5)冷冻水管路***:V5阀门、V7阀门关闭,Vy阀门打开,其他运行方式与(二)或(三)的运行方式相同。
实施例2
如图2所示,在实施例1公开内容的基础上,根据冷负荷需求,风冷换热器、第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2、第一冷却塔Ⅰ和第二冷却塔Ⅱ各自串联或并联一台或多台运行,其中,驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭。
(一)当室外温度t≥12℃时,采用热泵机组制取冷冻水的运行方法,具体流程为:
冷冻水管路***有三种运行方法:第一种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V5阀门、V7阀门、V17阀门关闭,V2阀门、V18阀门打开,第一吸收式热泵机组1单独运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器,降温后作为冷冻水供水,如此循环;第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V7阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2并联运行;冷冻水回水经第2节点后分为两路,一路进入第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组的1-n个蒸发器降温后流出,另一路进入第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器降温后流出,两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水,进入冷冻水供水干管;第三种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V17阀门、V18阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2串联运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组的1-n个蒸发器降温后,至第13节点、V7阀门、第3节点进入第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器进一步降温,降温后的冷冻水作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管,其中n为
冷却水管路***:第一种,V10阀门、V12阀门、Vx阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门、Vy阀门关闭,第一冷却塔Ⅰ运行;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔Ⅰ散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门、Vx阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门、Vy阀门关闭;来自1-n个第一冷却塔Ⅰ和第二冷却塔Ⅱ的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2的1-n个吸收器吸热升温,然后返回至冷却塔散热降温,如此循环。来自1-n个第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至1-n个第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。
冷冻水管路***的第一种运行方式与冷却水管路***的第一种运行联合运行,冷冻水管路***的第二种或第三种运行方式与冷却水管路***的第二种运行联合运行。
(二)当室外温度6℃≤t≤12℃时,采用风冷换热器和热泵机组串联运行来制取冷冻水的方法,具体工艺流程为:
冷冻水管路***有六种运行方法:第一种,V1阀门、V3阀门、V18阀门、Vx阀门打开,V2阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器n放热降温后,在第2节点,再进入吸收式热泵机组1的1-n个蒸发器进一步放热降温,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温后,再进入第1-n吸收式热泵机组(1-n)的蒸发器进一步放热降温,制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第三种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,风冷换热器、第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器n放热降温后再进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器进一步放热降温,最后进入第二吸收式热泵机组2的1-n的蒸发器再一次降温制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第四种,V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1并联运行;冷冻水回水在第1节点分为两路,来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入1-n个风冷换热器放热降温后流出,另一路经V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的1-n个蒸发器降温进入后流出,两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
第五种,V3阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2三种设备并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入1-n个风冷换热器放热降温后流出,另一路经V2阀门至第2节点再分为两路,一路进入第一吸收式热泵机组1的1-n个蒸发器降温进入后流出,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器降温进入后流出,三路冷冻水至第5节点混合后作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
第六种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2并联,然后与风冷换热器串联运行;冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入1-n个风冷换热器放热降温后流出,另一路经V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的1-n个蒸发器降温后,经V7阀门进入第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器进一步放热降温后流出,两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
冷却水管路有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开;来自1-n个第一冷却塔1的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的1-n个吸收器吸热升温,然后返回至1-n个第一冷却塔1散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开;来自冷却塔Ⅰ、冷却塔1-n和冷却塔Ⅱ、冷却塔2-n的冷却水进入1-n个第一吸收式热泵机组1和1-n个第二吸收式热泵机组2的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至冷却塔散热降温,如此循环;来自冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。
冷冻水管路***的第一种或第四种运行方式与冷却水管路***的第一种运行方式联合运行,冷冻水管路***的第二种、第三种、第五种、第六种运行方式与冷却水管路***的第二种运行方式联合运行。
(三)当室外温度t≤6℃,且不需辅助供热时,完全关停吸收式热泵机组1和(2),全部采用风冷换热器运行方式,具体工艺流程为:
1)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器中冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;
3)冷冻水管路***:V1阀门、V4阀门、Vx阀门打开,V2阀门、V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭;冷冻水回水进入风冷换热器被室外低温空气冷却降温后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
4)驱动热源管路***:V19阀门、V20阀门、V22阀门关闭,V21阀门、V23阀门打开,外部驱动热源进入溶液再生器放热降温变成凝水,然后进入外部驱动热源凝水回水管。
四)当进入供热季时,进行辅助供热,具体工艺流程为:
1)来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;V6阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门打开,V5阀门、V7阀门、V9阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门、V17阀门关闭,矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器和第一吸收式热泵1并联运行,所产生的中温冷却水用作第二吸收式热泵2的低温热源;来自第二吸收式热泵机组2蒸发器的循环水经V6阀门至第10节点,然后分为三路,第一路进入第一吸收式热泵机组1吸收器和冷凝器吸热升温;第二路进入矿井排风废热回收装置回收高温排风余热被加热升温,第三路进入矿井水地热回收器回收地下水地热能被加热升温,升温后的三路循环水在第8节点汇合,然后进入第二吸收式热泵机组2蒸发器放热降温,如此循环;
4)供热水管路***:V14阀门、V 16阀门打开,V13阀门、V15阀门关闭;来自供热回水干管的供热回水经V14阀门进入第二吸收式热泵机组(2)吸收器和冷凝器,被加热升温,经V16阀门作为供热供水进入供热供水干管;
5)冷冻水管路***:V5阀门、V7阀门关闭,Vy阀门打开。其他运行方式与(二)或(三)的运行方式相同。
实施例3
如图3所示,在实施例1公开内容的基础上,根据热负荷需求,矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器可串联或并联一台或多台运行。驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭。
(一)当室外温度t≥12℃时,采用热泵机组制取冷冻水的运行方式,具体工艺流程为:
除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温后作为除湿浓溶液,进入除湿浓溶液供液干管。
冷冻水管路***有三种运行方法:第一种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V5阀门、V7阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1单独运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器,降温后作为冷冻水供水,如此循环;第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V7阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2并联运行;冷冻水回水经第2节点后分为两路:一路进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器降温后流出;另一路进入第二吸收式热泵机组2的蒸发器降温后流出,两路降温后的冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水,进入冷冻水供水干管;第三种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V17阀门、V18阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2串联运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器降温后经第13节点、V7阀门、第3节点进入第二吸收式热泵机组2的蒸发器进一步降温,降温后的冷冻水作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
冷却水管路***有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门关闭,第一冷却塔Ⅰ运行;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔Ⅰ进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ进行散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门关闭;来自第一冷却塔Ⅰ、第二冷却塔Ⅱ的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器中吸热升温,然后返回至冷却塔进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;
冷冻水管路***的第一种运行方式与冷却水管路***的第一种运行联合运行,冷冻水管路***的第二种或第三种运行方式与冷却水管路***的第二种运行联合运行。
(二)当室外温度6℃≤t≤12℃时,采用风冷换热器和吸收式热泵机组串联运行来制取冷冻水的方法,具体工艺流程为:
冷冻水管路***有六种运行方法:
第一种,V1阀门、V3阀门、V18阀门、Vx阀门打开,V2阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器放热降温后,再进入吸收式热泵机组的蒸发器进一步放热降温,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温后,再进入吸收式热泵机组2的蒸发器进一步放热降温,制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第三种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,风冷换热器、第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器放热降温后,再进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器进一步放热降温,然后进入吸第二收式热泵机组2的蒸发器再一次降温制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第四种,V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入风冷换热器放热降温,另一路经V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温,来自风冷换热器和第一吸收式热泵机组1的两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
第五种,V3阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2三种设备并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入风冷换热器放热降温,另一路经V2阀门在第2节点再分为两路,一路进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组2的蒸发器放热降温,来自风冷换热器和第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2的三路冷冻水至在5节点混合后作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
第六种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2并联,然后与风冷换热器串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水经V1阀门进入风冷换热器放热降温后分两路,一路进入第一吸收式热泵机组1蒸发器放热降温,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组2蒸发器放热降温,来自第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2的两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
冷却水管路***有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门关闭,第一冷却塔Ⅰ运行;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入冷凝器吸热升温,然后返回至冷却塔散热降温,如此循环;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔Ⅰ进行散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门关闭;来自第一冷却塔Ⅰ、第二冷却塔Ⅱ的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器中吸热升温,然后返回至冷却塔进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。
冷冻水管路***的第一种或第四种运行方式与冷却水管路***的第一种运行方式联合运行,冷冻水管路***的第二种、第三种、第五种第六种运行方式与冷却水管路***的第二种运行方式联合运行。
(三)当室外温度t≤6℃,且不需辅助供热时,完全关停第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,全部采用风冷换热器运行方式,具体工艺流程为:
1)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器中冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;
3)冷冻水管路***:V1阀门、V4阀门打开,V2阀门、V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门关闭;冷冻水回水进入风冷换热器被室外低温空气冷却降温后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
4)驱动热源管路***:V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门关闭,V23阀门打开,外部驱动热源进入溶液再生器放热降温变成凝水,然后进入外部驱动热源凝水回水管。
(四)当进入供热季时,进行辅助供热,具体工艺流程为:
驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;此时,
1)来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;V6阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门打开,V5阀门、V7阀门、V9阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门、V17阀门关闭,n个矿井排风废热回收装置、n个矿井水地热回收器和第一吸收式热泵1并联运行,所产生的中温冷却水用作第二吸收式热泵2的低温热源;来自第二吸收式热泵机组2蒸发器的循环水经V6阀门至第10节点,然后分为三路,第一路进入第一吸收式热泵机组1吸收器和冷凝器吸热升温;第二路进入n个矿井排风废热回收装置、n个矿井排风废热回收装置回收高温排风余热被加热升温,第三路进入n个矿井水地热回收器、n个矿井水地热回收器的回收地下水地热能被加热升温,升温后的三路循环水在第8节点汇合,然后进入第二吸收式热泵机组2蒸发器放热降温,如此循环;
4)供热水管路***:V14阀门、V16阀门打开,V13阀门、V15阀门关闭;来自供热回水干管的供热回水经V14阀门进入第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器,被加热升温,经V16阀门作为供热供水进入供热供水干管;
5)冷冻水管路***:V5阀门、V7阀门关闭,Vy阀门打开,其他运行方式与(二)或(三)的运行方式相同。
实施例4
如图4所示,在实施例1公开内容的基础上,根据冷、热负荷需求,风冷换热器、第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2、第一冷却塔Ⅰ和第二冷却塔Ⅱ、矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器可串联或并联一台或多台运行;其中,驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭。
除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温后作为除湿浓溶液,进入除湿浓溶液供液干管。
(一)当室外温度t≥12℃时,采用热泵机组制取冷冻水的运行方法,具体流程为:
冷冻水管路***有三种运行方法:第一种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V5阀门、V7阀门、V17阀门关闭,V2阀门、V18阀门打开,第一吸收式热泵机组1单独运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器,降温后作为冷冻水供水,如此循环;第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V7阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2并联运行;冷冻水回水经第2节点后分为两路,一路进入第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组的1-n个蒸发器降温后流出,另一路进入第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器降温后流出,两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水,进入冷冻水供水干管;第三种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V17阀门、V18阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门打开,第一吸收式热泵机组1与第二吸收式热泵机组2串联运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组的1-n个蒸发器降温后,至第13节点、V7阀门、第3节点进入第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器进一步降温,降温后的冷冻水作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
冷却水管路***:第一种,V10阀门、V12阀门、Vx阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门、Vy阀门关闭,第一冷却塔Ⅰ运行;来自第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组(1)的冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔Ⅰ散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门、Vx阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门、Vy阀门关闭;来自1-n个第一冷却塔Ⅰ和第二冷却塔Ⅱ的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2的1-n个吸收器吸热升温,然后返回至冷却塔散热降温,如此循环。来自1-n个第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至1-n个第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。
冷冻水管路***的第一种运行方式与冷却水管路***的第一种运行联合运行,冷冻水管路***的第二种或第三种运行方式与冷却水管路***的第二种运行联合运行。
(二)当室外温度6℃≤t≤12℃时,采用风冷换热器和热泵机组串联运行来制取冷冻水的方法,具体工艺流程为:
冷冻水管路***有六种运行方法:第一种,V1阀门、V3阀门、V18阀门、Vx阀门打开,V2阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器n放热降温后,在第2节点,再进入吸收式热泵机组1的1-n个蒸发器进一步放热降温,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器放热降温后,再进入第1-n吸收式热泵机组(1-n)的蒸发器进一步放热降温,制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第三种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,风冷换热器、第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器n放热降温后再进入第一吸收式热泵机组1的蒸发器进一步放热降温,最后进入第二吸收式热泵机组2的1-n的蒸发器再一次降温制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第四种,V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1并联运行;冷冻水回水在第1节点分为两路,来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入1-n个风冷换热器放热降温后流出,另一路经V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的1-n个蒸发器降温进入后流出,两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
第五种,V3阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2三种设备并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入1-n个风冷换热器放热降温后流出,另一路经V2阀门至第2节点再分为两路,一路进入第一吸收式热泵机组1的1-n个蒸发器降温进入后流出,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器降温进入后流出,三路冷冻水至第5节点混合后作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
第六种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、Vy阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2并联,然后与风冷换热器串联运行;冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入1-n个风冷换热器放热降温后流出,另一路经V2阀门进入第一吸收式热泵机组1的1-n个蒸发器降温后,经V7阀门进入第二吸收式热泵机组2的1-n个蒸发器进一步放热降温后流出,两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
冷却水管路有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开;来自1-n个第一冷却塔Ⅰ的冷却水进入第一吸收式热泵机组1的1-n个吸收器吸热升温,然后返回至1-n个第一冷却塔Ⅰ散热降温,如此循环;来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开;来自1-n个冷却塔1、1-n个冷却塔2的冷却水进入1-n个第一吸收式热泵机组1和1-n个第二吸收式热泵机组2的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至冷却塔散热降温,如此循环;来自冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环。
冷冻水管路***的第一种或第四种运行方式与冷却水管路***的第一种运行方式联合运行,冷冻水管路***的第二种、第三种、第五种、第六种运行方式与冷却水管路***的第二种运行方式联合运行。
(三)当室外温度t≤6℃,且不需辅助供热时,完全关停吸收式热泵机组(1)和(2),全部采用风冷换热器运行方式,具体工艺流程为:
1)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器中冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;
3)冷冻水管路***:V1阀门、V4阀门打开,V2阀门、V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门关闭;冷冻水回水进入风冷换热器被室外低温空气冷却降温后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管。
4)驱动热源管路***:V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门关闭,V23阀门打开,外部驱动热源进入溶液再生器放热降温变成凝水,然后进入外部驱动热源凝水回水管。
(四)当进入供热季时,进行辅助供热,具体工艺流程为:
驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组1和第二吸收式热泵机组2,在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水(内部驱动热源)驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门、V23阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组1、第二吸收式热泵机组2和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组1时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组2时V19阀门关闭,此时,
1)来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔Ⅲ的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔Ⅲ散热降温,如此循环;V6阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门打开,V5阀门、V7阀门、V9阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门、V17阀门关闭,矿井排风废热回收装置、矿井排风废热回收装置n、矿井水地热回收器、矿井水地热回收器n和第一吸收式热泵1并联运行,所产生的中温冷却水用作第二吸收式热泵2的低温热源;来自第二吸收式热泵机组2蒸发器的循环水经V6阀门至第10节点,然后分为三路,第一路进入第一吸收式热泵机组1吸收器和冷凝器吸热升温;第二路进入n个矿井排风废热回收装置、n个矿井排风废热回收装置回收高温排风余热被加热升温,第三路进入n个矿井水地热回收器、n个矿井水地热回收器回收地下水地热能被加热升温,升温后的三路循环水在第8节点汇合,然后进入第二吸收式热泵机组2蒸发器放热降温,如此循环;
3)供热水管路***:V14阀门、V16阀门打开,V13阀门、V15阀门关闭;来自供热回水干管的供热回水经V14阀门进入第二吸收式热泵机组2吸收器和冷凝器,被加热升温,经V16阀门作为供热供水进入供热供水干管;
4)冷冻水管路***:V5阀门、V7阀门关闭,Vy阀门打开,其他运行方式与(二)或(三)的运行方式相同。
Claims (6)
1.一种基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***,所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***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;其特征在于,所述连接管路***分为驱动热源管路***、冷冻水管路***、冷却水管路***、除湿溶液管路***和供热水管路***;
所述驱动热源管路***:驱动热源管路***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***: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节点与第一吸收式热泵机组(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***: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***: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***: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。
2.根据权利要求1所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***,其特征在于,所述吸收式热泵机组为单效或多效、单级或多级,吸收式热泵机组二元工质对为水—溴化锂溶液或氨—水溶液。
3.根据权利要求1所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***,其特征在于,所述风冷换热器为气-液换热器,所述矿井水地热回收器为水-水换热器;所述溶液再冷器为溶液-水换热器。
4.一种权利要求1所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***的运行方式,其特征在于,该***的第一吸收式热泵机组(1)、第二吸收式热泵机组(2)、风冷换热器、矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器、第一冷却塔(1)、第二冷却塔(2)、第三冷却塔(3)根据负荷需求和外部气象条件实现串联或并联,或串并联,组成多个运行模式。
5.根据权利要求4所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***的运行方式,其特征在于,所述***组成多个运行模式包括有以下几种运行方式:
(一)当室外温度t≥12℃时,采用热泵机组制取冷冻水的运行方式,具体工艺流程为:
1)驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门、V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2),在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水作为内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组(1)时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组(2)时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组(1)、第二吸收式热泵机组(2)和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组(1)时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组(2)时V19阀门关闭;
2)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温后作为除湿浓溶液,进入除湿浓溶液供液干管;
3)冷冻水管路***有三种运行方法:第一种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V18阀门,第一吸收式热泵机组(1)单独运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组(1)的蒸发器,降温后作为冷冻水供水,如此循环;第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V7阀门、Vy阀门、V6阀门、V8阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组(1)与第二吸收式热泵机组(2)并联运行;冷冻水回水经第2节点后分为两路:一路进入第一吸收式热泵机组(1)的蒸发器降温后流出;另一路进入第二吸收式热泵机组(2)的蒸发器降温后流出,两路降温后的冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水,进入冷冻水供水干管;第三种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门、Vy阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门、Vx阀门打开,第一吸收式热泵机组(1)与第二吸收式热泵机组(2)串联运行;冷冻水回水通过V2阀门进入第一吸收式热泵机组(1)的蒸发器降温后经第13节点、V7阀门、第3节点进入第二吸收式热泵机组(2)的蒸发器进一步降温,降温后的冷冻水作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
4)冷却水管路***有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门关闭,第一冷却塔(1)运行;来自第一冷却塔(1)的冷却水进入第一吸收式热泵机组(1)的吸收器和冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔(1)进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔(3)的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔(3)进行散热降温,如此循环;第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门关闭;来自第一冷却塔(1)、第二冷却塔(2)的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2)吸收器和冷凝器中吸热升温,然后返回至冷却塔进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔(3)的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔(3)散热降温,如此循环;
5)冷冻水管路***的第一种运行方式与冷却水管路***的第一种运行联合运行,冷冻水管路***的第二种或第三种运行方式与冷却水管路***的第二种运行联合运行;
(二)当室外温度6℃≤t≤12℃时,采用风冷换热器和吸收式热泵机组串联运行来制取冷冻水的方法,具体工艺流程为:
1)驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门、V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2),在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组(1)时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组(2)时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组(1)、第二吸收式热泵机组(2)和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组(1)时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组(2)时V19阀门关闭;
2)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温后作为除湿浓溶液,进入除湿浓溶液供液干管;
3)冷冻水管路***有六种运行方法:
第一种,V1阀门、V3阀门、V18阀门打开,V2阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门关闭,风冷换热器和第一吸收式热泵机组(1)串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器放热降温后,再进入吸收式热泵机组的蒸发器进一步放热降温,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;第二种,V1阀门、V3阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门关闭,V2阀门、V5阀门、V7阀门打开,第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2)串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入第一吸收式热泵机组(1)的蒸发器放热降温后,再进入吸收式热泵机组(2)的蒸发器进一步放热降温,制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第三种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V7阀门打开,风冷换热器、第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2)串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水进入风冷换热器放热降温后,再进入第一吸收式热泵机组(1)的蒸发器进一步放热降温,然后进入吸第二收式热泵机组(2)的蒸发器再一次降温制取低温冷冻水,深度降温后的低温冷冻水进入冷冻水供水干管;
第四种,V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V18阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组(1)并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入风冷换热器放热降温,另一路经V2阀门进入第一吸收式热泵机组(1)的蒸发器放热降温,来自风冷换热器和第一吸收式热泵机组(1)的两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
第五种,V3阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门关闭,V1阀门、V2阀门、V4阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门打开,风冷换热器和第一吸收式热泵机组(1)、第二吸收式热泵机组(2)三种设备并联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水在第1节点分为两路,一路经V1阀门进入风冷换热器放热降温,另一路经V2阀门在第2节点再分为两路,一路进入第一吸收式热泵机组(1)的蒸发器放热降温,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组(2)的蒸发器放热降温,来自风冷换热器和第一吸收式热泵机组(1)、第二吸收式热泵机组(2)的三路冷冻水至在5节点混合后作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
第六种,V2阀门、V4阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门关闭,V1阀门、V3阀门、V5阀门、V17阀门、V18阀门打开,第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2)并联,然后与风冷换热器串联运行;来自冷冻水回水干管的冷冻水回水经V1阀门进入风冷换热器放热降温后分两路,一路进入第一吸收式热泵机组(1)蒸发器放热降温,另一路经V17阀门进入第二吸收式热泵机组(2)蒸发器放热降温,来自第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2)的两路冷冻水在第5节点混合后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
4)冷却水管路***有两种运行方式:第一种,V10阀门、V12阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门关闭,第一冷却塔(1)运行;来自第一冷却塔(1)的冷却水进入冷凝器吸热升温,然后返回至第一冷却塔(1)散热降温,如此循环;第二种,V10阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门打开,V6阀门、V8阀门、V9阀门和V11阀门、V14阀门、V16阀门关闭;来自第一冷却塔(1)、第二冷却塔(2)的冷却水分别进入第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2)吸收器和冷凝器中吸热升温,然后返回至冷却塔进行散热降温,如此循环;来自第三冷却塔(3)的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔(3)散热降温,如此循环;
5)冷冻水管路***的第一种或第四种运行方式与冷却水管路***的第一种运行方式联合运行,冷冻水管路***的第二种、第三种、第五种、第六种运行方式与冷却水管路***的第二种运行方式联合运行;
(三)当室外温度t≤6℃,且不需辅助供热时,完全关停第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2),全部采用风冷换热器运行方式,具体工艺流程为:
1)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器中再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器中冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
2)冷却水管路***:来自第三冷却塔(3)的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔(3)散热降温,如此循环;
3)冷冻水管路***:V1阀门、V4阀门打开,V2阀门、V3阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V17阀门、V18阀门关闭;冷冻水回水进入风冷换热器被室外低温空气冷却降温后,作为冷冻水供水进入冷冻水供水干管;
4)驱动热源管路***:V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门关闭,V23阀门打开,外部驱动热源进入溶液再生器放热降温变成凝水,然后进入外部驱动热源凝水回水管;
(四)当进入供热季时,进行辅助供热,具体工艺流程为:
1)驱动热源管路***有两种运行方法:第一种,不需要外部驱动热源热辅助时,V21阀门、V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别进入第一吸收式热泵机组(1)和第二吸收式热泵机组(2),在两个吸收式热泵机组中放热降温后的凝水作为内部驱动热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组(1)时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组(2)时V19阀门关闭;第二种,需要外部驱动热源辅助时,V23阀门关闭,V19阀门、V20阀门、V21阀门、V22阀门打开,外部驱动热源分别驱动第一吸收式热泵机组(1)、第二吸收式热泵机组(2)和汽水换热器,外部驱动热源在汽水换热器内加热热源驱动溶液再生器,只开第一吸收式热泵机组(1)时V20阀门关闭,只开第二吸收式热泵机组(2)时V19阀门关闭;
2)除湿溶液管路***:来自除湿稀溶液回液干管的除湿稀溶液进入溶液再生器再生为除湿浓溶液后,进入溶液再冷器被冷却降温,成为除湿浓溶液,然后进入除湿浓溶液供液干管;
3)冷却水管路***:来自第三冷却塔(3)的冷却水进入溶液再冷器中吸热升温,然后返回至第三冷却塔(3)散热降温,如此循环;V6阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门打开,V5阀门、V7阀门、V9阀门、V12阀门、V13阀门、V15阀门、V17阀门关闭,矿井排风废热回收装置、矿井水地热回收器和第一吸收式热泵机组(1)并联运行,所产生的中温冷却水用作第二吸收式热泵机组(2)的低温热源;来自第二吸收式热泵机组(2)蒸发器的循环水经V6阀门至第10节点,然后分为三路,第一路进入第一吸收式热泵机组(1)吸收器和冷凝器吸热升温;第二路进入矿井排风废热回收装置回收高温排风余热被加热升温,第三路进入矿井水地热回收器回收地下水地热能被加热升温,升温后的三路循环水在第8节点汇合,然后进入第二吸收式热泵机组(2)蒸发器放热降温,如此循环;
4)供热水管路***:V14阀门、V16阀门打开,V13阀门、V15阀门关闭;来自供热回水干管的供热回水经V14阀门进入第二吸收式热泵机组(2)吸收器和冷凝器,被加热升温,经V16阀门作为供热供水进入供热供水干管;
5)冷冻水管路***:V5阀门、V7阀门、V10阀门、V12阀门、V17阀门、Vx阀门关闭,V9阀门、V11阀门、Vy阀门打开,风冷换热器与第一吸收式热泵运行方式与(二)当室外温度6℃≤t≤12℃时,采用风冷换热器和吸收式热泵机组串联或并联运行,或(三)当室外温度t≤6℃,关停第一吸收式热泵机组(1),单独采用风冷换热器运行的运行方式相同。
6.根据权利要求4所述基于吸收式热泵的高温矿井冷、热源利用***的运行方式,其特征在于:除湿溶液再生器的驱动热源为外部驱动热源在吸收式热泵放热降温后的凝水,或直接来自外部驱动热源的低压蒸汽;溶液再生器根据自身热源负荷需求量,其内部驱动热源与外部驱动热源可采用并联或串联方式。
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