CN210153911U - 一种严寒地区煤矿空气能供热*** - Google Patents
一种严寒地区煤矿空气能供热*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及煤矿区域供热技术领域，具体涉及一种严寒地区煤矿空气能供热***。空气源热泵（1）冷凝器输出的一次换热水循环管路（3）通过蓄热水箱（4）与所述水源热泵（2）蒸发器的二次换热水循环管路（5）连接；在严寒地区煤矿通过本实用新型所述的空气能供热***，将普通空气源热泵与水源热泵耦合构成供热***。利用热泵技术，以空气为低温热源，为煤矿制备高温热源。根据二种热泵各自的优势特点及环境温度的变化，空气源热泵可单独运行，也可与水源热泵耦合串联运行，各自始终运行在最佳能效比温度区域。既满足严寒地区煤矿供热需求，又经济稳定高效，是良好的严寒地区煤矿新型空气能供热***。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤矿区域供热技术领域，具体涉及一种严寒地区煤矿空气能供热***。
背景技术
冬季，严寒地区煤矿的井口保温与建筑供暖需要大量热源。为保护碧水蓝天，关停中小型燃煤锅炉后，必须选择新的热源。以电或天然气为热源，价位高，经济性差。选择环境温度为5-10℃的空气能为低温热源是适宜的良好选择。然而，环境温度低于-15℃时，普通空气源热泵供热温度低，制热量衰减。增焓空气源热泵能效比低。目前使用的低温增焓空气源热泵，在环境温度低于-15℃时，能效比1.6左右，而且故障率高。除霜时，热泵反向运行，制热变制冷，进一步恶化供热工况，均达不到稳定经济高效的供热要求，危及煤矿安全生产。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是提供一种在严寒地区煤矿供热稳定、制热能效比高的空气能供热***。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种严寒地区煤矿空气能供热***，包括空气源热泵和水源热泵。
所述空气源热泵冷凝器输出的一次换热水循环管路通过蓄热水箱与所述水源热泵蒸发器的二次换热水循环管路连接；
所述水源热泵的供热端连接有分流热水的分水器和集收回水的集水器。
进一步的，所述一次换热水循环管路的进水管和回水管连通所述蓄热水箱，所述二次换热水循环管路也与所述蓄热水箱相连。
进一步的，所述一次换热水循环管路的回水段设有第一循环水泵；所述二次换热水循环管路的进水段设有第二循环水泵；所述水源热泵的供热端和所述集水器之间设有第三循环水泵。
进一步的，所述一次换热水循环管路的进水段设有直接连通所述分水器的供水支管；所述一次换热水循环管路的回水段设有直接连通所述集水器的回水支管；所述供水支管上设有第四循环水泵。
本实用新型与现有技术相比所取得的有益效果如下：
1、当严寒地区的环境温度0~-15℃甚至更低时，空气源热泵与水源热泵通过蓄热水箱耦合串联运行。空气源热泵为水源热泵提供20℃的热水，此时空气源热泵的能效比为5左右。同时，水源热泵以20℃的水为热源，回水15℃，输出60℃以上的热水，此时水源热泵的能效比4.5左右；本实用新型所述的严寒地区煤矿空气能供热***综合能效比为：
η总=η空xη水/(η空+η水-1)=5x4.5/(5+4.5-1)=2.65；
2、目前使用的低温增焓空气源热泵，在环境温度低于-15℃时，能效比1.6左右。同等工况下，本实用新型所述严寒地区煤矿空气能供热***能效比提高了60%以上；
3、当环境温度0℃以上时，气温相对较高，供热负荷相对较小。空气源热泵单独运行，通过阀门断开蓄热水箱使供水支管和回水支管直接与分水器和集水器联通，提供50℃以上的热水，满足供热需求，其能效比在4左右；
4、新型空气能供热***蓄热水箱中，储备了水源热泵足以正常运行40分钟以上的20℃左右的热水量。冬季，环境温度低，相对湿度大，空气源热泵蒸发器表面结霜，增大换热热阻与流动阻力，必须定期除霜。当空气源热泵除霜时，以20℃左右的储备热水为低温热源，热容量大，反向制热除霜快速高效。同时，水源热泵正常供热。克服了空气源热泵除霜时无法供热的弊端，是该供热***的一大创新；
5、在严寒地区煤矿通过本实用新型所述的空气能供热***，将普通空气源热泵与水源热泵耦合，构成供热***。利用热泵技术，以空气为低温热源，为煤矿制备高温热源。根据二种热泵各自的优势特点及环境温度的变化，空气源热泵可单独运行，也可与水源热泵耦合串联运行，各自始终运行在最佳能效比温度区域。既满足严寒地区煤矿供热需求，又经济稳定高效，是良好的严寒地区煤矿新型空气能供热***。
附图说明
图1为本实用新型所述严寒地区煤矿空气能供热***示意图；
图中：1、空气源热泵，2、水源热泵，3、一次换热水循环管路，4、蓄热水箱，5、二次换热水循环管路，6、分水器，7、集水器，8、第一循环水泵，9、第二循环水泵，10、第三循环水泵，11、供水支管，12、回水支管，13、第四循环水泵。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步详细的说明。所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1所示的一种严寒地区煤矿空气能供热***，主要包括空气源热泵1和水源热泵2。空气源热泵和水源热泵是现有技术中成熟的产品，主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、节流阀等组成，在此不详细描述。
所述空气源热泵1冷凝器输出的一次换热水循环管路3通过蓄热水箱4与所述水源热泵2蒸发器的二次换热水循环管路5连接。具体为，所述一次换热水循环管路3的进水管和回水管与所述蓄热水箱4相连，所述二次换热水循环管路5也与所述蓄热水箱4相连。实现空气源热泵与水源热泵的耦合，构成从环境空气中吸热+热泵+为用户提供热源的供热***。
当环境温度在0~-15℃甚至更低时，空气源热泵为水源热泵提供20℃的热水，空气源热泵能效比为5左右。同时，水源热泵以20℃的水为热源，回水15℃，输出60℃以上的热水， 能效比4.5左右。所述水源热泵2的供热端连接有分流热水的分水器6和集收回水的集水器7。水源热泵产生的热水经过分水器分别向建筑供暖和井口保温等供热。完成供热的回水汇集到收水器，进入水源热泵，循环周而复始。由于供热***内流动阻力大，为了保证***循环水通畅，满足供热需求，所述一次换热水循环管路3的回水段安装第一循环水泵8；所述二次换热水循环管路5的进水段安装第二循环水泵9；所述水源热泵2的供热端和所述集水器7之间安装第三循环水泵10。
当环境温度0℃以上时，气温相对较高，供热负荷相对较小。空气源热泵单独运行，提供50℃以上的热水，满足供热需求，能效比4左右。此时，空气源热泵单独运行，直接向用户供热。所述一次换热水循环管路3的进水段设有直接连通所述分水器6的供水支管11，所述一次换热水循环管路3的回水段设有直接连通所述集水器7的回水支管12；所述供水支管上设有第四循环水泵13。构成空气源热泵独立运行，直接供热的供热***。供水支管和回水支管上均设有开关阀，当只需要空气源热泵独立运行时，打开支路上的两个开关阀，关闭空气源热泵与蓄热水箱的连接阀即可。
本实用新型所述严寒地区煤矿空气能供热***具体工作过程如下：
1、当严寒地区的环境温度0~-15℃甚至更低时，空气源热泵与水源热泵通过蓄热水箱耦合串联运行。空气源热泵以-15℃左右的空气为低温热源，为水源热泵提供20℃的热水进入蓄热水箱，此时空气源热泵的能效比为5左右。同时，水源热泵以20℃的水为热源，回水15℃。输出60℃以上的热水，经过分水器向用户供热后，通过集水器回到***，此时水源热泵的能效比4.5左右；本实用新型所述的严寒地区煤矿空气能供热***综合能效比为：
η总=η空xη水/(η空+η水-1)=5x4.5/(5+4.5-1)=2.65；
2、当环境温度0℃以上时，气温相对较高，供热负荷相对较小。空气源热泵单独运行，通过供水支管和回水支管与分水器和集水器相连，如图虚线所示，构成新的供热循环***，提供50℃以上的热水满足供热需求，其能效比在4左右。
本实用新型所述空气能供热***蓄热水箱中，储备了水源热泵足以正常运行40分钟以上的20℃左右的热水量。当空气源热泵除霜时，以20℃左右的储备热水为低温热源，热容量大，反向制热除霜快速高效。同时，水源热泵正常运行供热。克服了空气源热泵除霜时无法供热的弊端，是该供热***的一大创新。
在严寒地区煤矿通过本实用新型所述的空气能供热***，将普通空气源热泵与水源热泵耦合，构成供热***。利用热泵技术，以空气为低温热源，为煤矿制备高温热源。根据二种热泵各自的优势特点及环境温度的变化，空气源热泵可单独运行，也可与水源热泵耦合串联运行，各自始终运行在最佳能效比温度区域。既满足严寒地区煤矿供热需求，又经济稳定高效，是良好的严寒地区煤矿新型空气能供热***。
Claims (4)
1.一种严寒地区煤矿空气能供热***，其特征在于，包括空气源热泵（1）和水源热泵（2），
所述空气源热泵（1）冷凝器输出的一次换热水循环管路（3）通过蓄热水箱（4）与所述水源热泵（2）蒸发器的二次换热水循环管路（5）连接；
所述水源热泵（2）的供热端连接有分流热水的分水器（6）和集收回水的集水器（7）。
2.根据权利要求1所述的严寒地区煤矿空气能供热***，其特征在于，所述一次换热水循环管路（3）的进水管和回水管连通所述蓄热水箱（4），所述二次换热水循环管路（5）也与所述蓄热水箱（4）相连。
3.根据权利要求2所述的严寒地区煤矿空气能供热***，其特征在于，所述一次换热水循环管路（3）的回水段设有第一循环水泵（8）；所述二次换热水循环管路（5）的进水段设有第二循环水泵（9）；所述水源热泵（2）的供热端和所述集水器（7）之间设有第三循环水泵（10）。
4.根据权利要求1-3任一项所述的严寒地区煤矿空气能供热***，其特征在于，所述一次换热水循环管路（3）的进水段设有直接连通所述分水器（6）的供水支管（11）；所述一次换热水循环管路（3）的回水段设有直接连通所述集水器（7）的回水支管（12）；所述供水支管上设有第四循环水泵（13）。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201920841613.6U CN210153911U (zh) | 2019-06-05 | 2019-06-05 | 一种严寒地区煤矿空气能供热*** |
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| CN201920841613.6U CN210153911U (zh) | 2019-06-05 | 2019-06-05 | 一种严寒地区煤矿空气能供热*** |
Publications (1)
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| CN201920841613.6U Active CN210153911U (zh) | 2019-06-05 | 2019-06-05 | 一种严寒地区煤矿空气能供热*** |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113757772A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-07 | 孟伟 | 一种多热源互补供热***及方法 |
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2019
- 2019-06-05 CN CN201920841613.6U patent/CN210153911U/zh active Active
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