矿井原生态涌水热泵机组.pdf

矿井原生态涌水热泵机组，包括除砂石器，除砂石器的顶部的出水口通过管路与多流程箱管式蒸发冷凝器的进水口相连，多流程箱管式蒸发冷凝器的换热管路的出口与输送管路的进口相连，输送管路的出口通过四通阀分别与压缩机的进口、压缩机的出口和壳管满液式蒸发冷凝器的进口相连，壳管满液式蒸发冷凝器的出口通过连接管路与多流程箱管式蒸发冷凝器的换热管路的进口相连，壳管满液式蒸发冷凝器内设有热交换管路。其目的在于提供一种可直接使用矿井原生态涌水，不需经过任何预处理，既节约了工程造价，又可充分利用矿井原生态涌水中蕴藏的大量热能资源，同时还提高了机组的换制热性能系数(COP值)，进而可节约大量能源的矿井原生态涌水热泵机组。

权利要求书
1.  矿井原生态涌水热泵机组，其特征是：包括除砂石器（1），除砂石器（1）侧壁的上部设有涌水入口（2），除砂石器（1）的顶部设有出水口（3），除砂石器（1）的下部设有排砂口阀（4），所述除砂石器（1）的出水口（3）通过管路与多流程箱管式蒸发冷凝器（5）的进水口（18）相连，多流程箱管式蒸发冷凝器（5）的底部设有排泥口阀（6）和涌水排放口（7），多流程箱管式蒸发冷凝器（5）的换热管路的出口与输送管路（8）的进口相连，输送管路（8）的出口通过四通阀（9）分别与压缩机（10）的进口、压缩机（10）的出口和壳管满液式蒸发冷凝器（11）的进口相连，壳管满液式蒸发冷凝器（11）的出口通过连接管路（12）与所述多流程箱管式蒸发冷凝器（5）的换热管路的进口相连，壳管满液式蒸发冷凝器（11）内设有热交换管路（14）；
所述多流程箱管式蒸发冷凝器（5）包括沿水平方向设置的筒体（15），筒体（15）的左端设有左封头（16），筒体（15）的右端设有右封头（17），筒体（15）的左端与所述左封头（16）之间沿前后竖直方向设有左隔板（19），左隔板（19）与左封头（16）围构出一个左空腔，所述筒体（15）的右端与所述右封头（17）之间沿前后竖直方向设有右隔板（20），右隔板（20）与右封头（17）围构出一个右空腔，右空腔的下部沿水平方向设有一个右密封板（21），右密封板（21）将右空腔分隔成右上空腔（23）和右下空腔（24），所述左空腔的上部沿水平方向设有一个左密封板（22），左密封板（22）将左空腔分隔成左上空腔（25）和左下空腔（26），所述筒体（15）内沿左右水平方向自上而下设有上分流板（27）和下分流板（28），上分流板（27）和下分流板（28）将筒体（15）内的空腔分隔成上通道（29）、中通道（30）和下通道（31），所述进水口（18）位于上通道（29）顶端的左侧，上通道（29）的右端向下穿过上分流板（27）的右端与中通道（30）的右端相通，中通道（30）的左端向下穿过下分流板（28）的左端与所述下通道（31）的左端相通，所述涌水排放口（7）位于下通道（31）底端的右侧，所述排泥口阀（6）位于下通道（31）底端的中部；
所述上通道（29）内沿左右水平方向设有一个以上的上换热管（38），每个上换热管（38）的左端分别与所述左上空腔（25）相通，每个上换热管（38）的右端分别与所述右上空腔（23）的上部相通；
所述中通道（30）内沿左右水平方向设有一个以上的中换热管（32），每个中换热管（32）的左端分别与所述左下空腔（26）的上部相通，每个中换热管（32）的右端分别与所述右上空腔（23）的下部相通；
所述下通道（31）内沿左右水平方向设有一个以上的下换热管（33），每个下换热管（33）的左端分别与所述左下空腔（26）的下部相通，每个下换热管（33）的右端分别与所述右下空腔（24）相通；
所述多流程箱管式蒸发冷凝器（5）的换热管路的出口与所述左上空腔（25）相通，多流程箱管式蒸发冷凝器（5）的换热管路的进口与所述右下空腔（24）相通。

2.  如权利要求1所述的矿井原生态涌水热泵机组，其特征是：所述筒体（15）的截面为矩形，所述上通道（29）右端的下部设有上层冲洗槽（34），上层冲洗槽（34）的出水口位于上层冲洗槽（34）的右端，上层冲洗槽（34）的左端通过上层冲洗槽进水管（35）与水源相连，所述中通道（30）左端的下部设有下层冲洗槽（37），下层冲洗槽（37）的出水口位于下层冲洗槽（37）的左端，下层冲洗槽（37）的右端通过下层冲洗槽进水管（36）与水源相连。

3.  如权利要求2所述的矿井原生态涌水热泵机组，其特征是：所述上换热管（38）的数量为4—20个，所述中换热管（32）的数量为4—20个，所述下换热管（33）的数量为4—20个，所述左下空腔（26）的高度为所述左上空腔（25）的高度的2倍，所述右上空腔（23）的高度为所述右下空腔（24）的高度的2倍。

4.  如权利要求3所述的矿井原生态涌水热泵机组，其特征是：所述连接管路（7）上串联有膨胀阀（13）。

5.  如权利要求4所述的矿井原生态涌水热泵机组，其特征是：所述除砂石器（1）为螺旋式除砂石器，所述压缩机（8）为涡轮压缩机或往复压缩机或螺杆压缩机或离心压缩机。

说明书矿井原生态涌水热泵机组
技术领域
 本发明涉及一种矿井原生态涌水热泵机组。
背景技术
现有的换热器对水质有较严格的要求，由于原生态矿井涌水中的煤泥砂石含量较高，原生态矿井涌水不能直接引入机组，需要对其进行系列的净化处理后，才能供换热器机组使用。但经过净化处理的水，其成本会大幅度增加，在冬季涌水的余热散发损失非常大，导致涌水的温度非常低，引入换热器机组后，还会造成换制热性能系数(COP值)下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可直接使用矿井原生态涌水，不需经过任何预处理，既节约了工程造价，又可充分利用矿井原生态涌水中蕴藏的大量热能资源，同时还提高了机组的换制热性能系数(COP值)，进而可节约大量能源，降低环境污染的矿井原生态涌水热泵机组。
本发明的矿井原生态涌水热泵机组，包括除砂石器，除砂石器侧壁的上部设有涌水入口，除砂石器的顶部设有出水口，除砂石器的下部设有排砂口阀，所述除砂石器的出水口通过管路与多流程箱管式蒸发冷凝器的进水口相连，多流程箱管式蒸发冷凝器的底部设有排泥口阀和涌水排放口，多流程箱管式蒸发冷凝器的换热管路的出口与输送管路的进口相连，输送管路的出口通过四通阀分别与压缩机的进口、压缩机的出口和壳管满液式蒸发冷凝器的进口相连，壳管满液式蒸发冷凝器的出口通过连接管路与所述多流程箱管式蒸发冷凝器的换热管路的进口相连，壳管满液式蒸发冷凝器内设有热交换管路；
所述多流程箱管式蒸发冷凝器包括沿水平方向设置的筒体，筒体的左端设有左封头，筒体的右端设有右封头，筒体的左端与所述左封头之间沿前后竖直方向设有左隔板，左隔板与左封头围构出一个左空腔，所述筒体的右端与所述右封头之间沿前后竖直方向设有右隔板，右隔板与右封头围构出一个右空腔，右空腔的下部沿水平方向设有一个右密封板，右密封板将右空腔分隔成右上空腔和右下空腔，所述左空腔的上部沿水平方向设有一个左密封板，左密封板将左空腔分隔成左上空腔和左下空腔，所述筒体内沿左右水平方向自上而下设有上分流板和下分流板，上分流板和下分流板将筒体内的空腔分隔成上通道、中通道和下通道，所述进水口位于上通道顶端的左侧，上通道的右端向下穿过上分流板的右端与中通道的右端相通，中通道的左端向下穿过下分流板的左端与所述下通道的左端相通，所述涌水排放口位于下通道底端的右侧，所述排泥口阀位于下通道底端的中部；
所述上通道内沿左右水平方向设有一个以上的上换热管，每个上换热管的左端分别与所述左上空腔相通，每个上换热管的右端分别与所述右上空腔的上部相通；
所述中通道内沿左右水平方向设有一个以上的中换热管，每个中换热管的左端分别与所述左下空腔的上部相通，每个中换热管的右端分别与所述右上空腔的下部相通；
所述下通道内沿左右水平方向设有一个以上的下换热管，每个下换热管的左端分别与所述左下空腔的下部相通，每个下换热管的右端分别与所述右下空腔相通；
所述多流程箱管式蒸发冷凝器的换热管路的出口与所述左上空腔相通，多流程箱管式蒸发冷凝器的换热管路的进口与所述右下空腔相通。
本发明的矿井原生态涌水热泵机组，其中所述筒体的截面为矩形，所述上通道右端的下部设有上层冲洗槽，上层冲洗槽的出水口位于上层冲洗槽的右端，上层冲洗槽的左端通过上层冲洗槽进水管与水源相连，所述中通道左端的下部设有下层冲洗槽，下层冲洗槽的出水口位于下层冲洗槽的左端，下层冲洗槽的右端通过下层冲洗槽进水管与水源相连。
本发明的矿井原生态涌水热泵机组，其中所述上换热管的数量为4—20个，所述中换热管的数量为4—20个，所述下换热管的数量为4—20个，所述左下空腔的高度为所述左上空腔的高度的2倍，所述右上空腔的高度为所述右下空腔的高度的2倍。
本发明的矿井原生态涌水热泵机组，其中所述连接管路上串联有膨胀阀。
本发明的矿井原生态涌水热泵机组，其中所述除砂石器为螺旋式除砂石器，所述压缩机为涡轮压缩机或往复压缩机或螺杆压缩机或离心压缩机。
本发明的矿井原生态涌水热泵机组具有以下优点：
1、本发明的矿井原生态涌水热泵机组可直接使用矿井原生态涌水，不需经过任何预处理，既节约了工程造价，又可充分利用矿井原生态涌水中蕴藏的大量热能资源，同时还提高了机组的换制热性能系数(COP值)。
2、由于是对矿井原生态涌水采用砂石与泥分别进行处理，可有效保障涌水侧的多流程箱管式蒸发冷凝器的使用寿命，同时也大幅度提高了机组的换热效率。
3、本发明的矿井原生态涌水热泵机组可节约大量能源，并且运行费用低，对环境友好，可有效减少对环境的污染，推广使用的经济效益和社会效益都极其突出。
下面结合附图及实施例详述本发明。
附图说明
图1为本发明的矿井原生态涌水热泵机组的原理图；
图2为本发明的矿井原生态涌水热泵机组的多流程箱管式蒸发冷凝器的结构示意图的主视剖面图；
图3为图2的侧视剖面图；
图4为图2的俯视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的矿井原生态涌水热泵机组，包括除砂石器1，除砂石器1侧壁的上部设有涌水入口2，除砂石器1的顶部设有出水口3，除砂石器1的下部设有排砂口阀4，除砂石器1的出水口3通过管路与多流程箱管式蒸发冷凝器5的进水口18相连，多流程箱管式蒸发冷凝器5的底部设有排泥口阀6和涌水排放口7，多流程箱管式蒸发冷凝器5的换热管路的出口与输送管路8的进口相连，输送管路8的出口通过四通阀9分别与压缩机10的进口、压缩机10的出口和壳管满液式蒸发冷凝器11的进口相连，壳管满液式蒸发冷凝器11的出口通过连接管路12与多流程箱管式蒸发冷凝器5的换热管路的进口相连，壳管满液式蒸发冷凝器11内设有热交换管路14；热交换管路14可对外输出热水或冷水，用于供暖或供冷等用途。
如图2、图3和图4所示，多流程箱管式蒸发冷凝器5包括沿水平方向设置的筒体15，筒体15的左端设有左封头16，筒体15的右端设有右封头17，筒体15的左端与左封头16之间沿前后竖直方向设有左隔板19，左隔板19与左封头16围构出一个左空腔，筒体15的右端与右封头17之间沿前后竖直方向设有右隔板20，右隔板20与右封头17围构出一个右空腔，右空腔的下部沿水平方向设有一个右密封板21，右密封板21将右空腔分隔成右上空腔23和右下空腔24，左空腔的上部沿水平方向设有一个左密封板22，左密封板22将左空腔分隔成左上空腔25和左下空腔26，筒体15内沿左右水平方向自上而下设有上分流板27和下分流板28，上分流板27和下分流板28将筒体15内的空腔分隔成上通道29、中通道30和下通道31，进水口18位于上通道29顶端的左侧，上通道29的右端向下穿过上分流板27的右端与中通道30的右端相通，中通道30的左端向下穿过下分流板28的左端与下通道31的左端相通，涌水排放口7位于下通道31底端的右侧，排泥口阀6位于下通道31底端的中部； 
上通道29内沿左右水平方向设有一个以上的上换热管38，每个上换热管38的左端分别与左上空腔25相通，每个上换热管38的右端分别与右上空腔23的上部相通；
中通道30内沿左右水平方向设有一个以上的中换热管32，每个中换热管32的左端分别与左下空腔26的上部相通，每个中换热管32的右端分别与右上空腔23的下部相通；
下通道31内沿左右水平方向设有一个以上的下换热管33，每个下换热管33的左端分别与左下空腔26的下部相通，每个下换热管33的右端分别与右下空腔24相通；
多流程箱管式蒸发冷凝器5的换热管路的出口与左上空腔25相通，多流程箱管式蒸发冷凝器5的换热管路的进口与右下空腔24相通。
多流程箱管式蒸发冷凝器5在使用时，原生态涌水可通过进水口18进入筒体15内，并按顺序流经上通道29、中通道30和下通道31，最后从涌水排放口7流出筒体15。而导热的流体介质则从右下空腔24处进入多流程箱管式蒸发冷凝器5中，然后流体介质由此流经每个下换热管33，再由每个下换热管33按顺序流经左下空腔26、每个中换热管32、右上空腔23、每个上换热管38后，再进入左上空腔25，然后由此流出多流程箱管式蒸发冷凝器5。
作为本发明的改进，上述筒体15的截面为矩形，上通道29右端的下部设有上层冲洗槽34，上层冲洗槽34的出水口位于上层冲洗槽34的右端，上层冲洗槽34的左端通过上层冲洗槽进水管35与水源相连，中通道30左端的下部设有下层冲洗槽37，下层冲洗槽37的出水口位于下层冲洗槽37的左端，下层冲洗槽37的右端通过下层冲洗槽进水管36与水源相连。在使用时，可通过上层冲洗槽进水管35向上层冲洗槽34内注入清水来冲洗上通道29、中通道30和下通道31；也可通过下层冲洗槽进水管36向下层冲洗槽37内注入清水来冲洗中通道30和下通道31。