專利名稱：利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，尤其涉及一種利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，熱泵作為一種節(jié)能型空調(diào)設(shè)備得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用?？諝庠礋岜玫墓ぷ髟硎牵诙局茻釙r，從室外空氣中提取熱量，輸送到室內(nèi)，提高室內(nèi)空氣的溫度，在夏季制冷時，從室內(nèi)空氣中吸取熱量，然后，排放到大氣中，為人們 的工作、生活創(chuàng)造一個適宜的室內(nèi)環(huán)境；如圖la、圖Ib所示，水源熱泵是主要以地下水為熱(冷)源，進行供暖、制冷及提供生活熱水，在冬季供暖時地溫空調(diào)機組以地下水為吸熱源，工作介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸取地下水的熱量蒸發(fā)，經(jīng)壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然后進入冷凝器內(nèi)釋放熱量以加熱循環(huán)水，制取35 50°C的熱水送入空調(diào)房間達到制熱目的；在夏季制冷時地溫空調(diào)機組以地下水為排熱源，工作介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸取空調(diào)房間的熱量蒸發(fā)，制取7°C冷水(最低40C )送入空調(diào)房間達到制冷目的，工作介質(zhì)再經(jīng)壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然后進入冷凝器，把熱量釋放到地下水中；如圖2a、圖2b所示，土壤源熱泵是以地下土壤為熱(冷)源，靠埋入地下的U型管一進一回形成環(huán)路與大地進行換熱，其它部分的工作原理與水源熱泵類似。上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點水源熱泵和土壤源熱泵需要再次開挖土壤或?qū)ふ业叵滤Y源，成本高、受環(huán)境制約較大；空氣源熱泵直接與室外大氣交換熱量，節(jié)能效果差、環(huán)保性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種成本低、節(jié)能效果好、環(huán)保性好的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，包括空調(diào)機組，所述空調(diào)機組包括外換熱器、內(nèi)換熱器、壓縮機、膨脹閥，所述外換熱器通過循環(huán)風(fēng)管與礦山井下巷道相通。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，由于空調(diào)機組的外換熱器通過循環(huán)風(fēng)管與礦山井下巷道相通，可以利用礦山巷道內(nèi)一年四季常溫的特點，利用已有巷道為熱(冷)源，進行供暖、制冷及提供生活熱水等，不用再次開挖土壤或?qū)ふ业叵滤Y源，成本低、節(jié)能效果好、環(huán)保性好。


圖Ia為現(xiàn)有技術(shù)中的水源熱泵節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)冬季制熱的原理示意圖；圖Ib為現(xiàn)有技術(shù)中的水源熱泵節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)夏季制冷的原理示意圖；圖2a為現(xiàn)有技術(shù)中的土壤源熱泵節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)冬季制熱的原理示意圖；圖2b為現(xiàn)有技術(shù)中的土壤源熱泵節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)夏季制冷的原理示意圖；圖3a為本發(fā)明實施例提供的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)冬季制熱的原理示意圖；圖3b為本發(fā)明實施例提供的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)夏季制冷的原理示意圖。圖中1、取水井，2、回水井，3、外換熱器，4、膨脹閥，5、壓縮機，6、內(nèi)換熱器，7、室 外U形管，8、礦山井下巷道，9、初效空氣過濾器，10、活性炭吸附器，11、循環(huán)泵，12、噴水洗滌裝置。
具體實施例方式下面將對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。本發(fā)明的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，其較佳的具體實施方式
是包括空調(diào)機組，所述空調(diào)機組包括外換熱器、內(nèi)換熱器、壓縮機、膨脹閥，所述外換熱器通過循環(huán)風(fēng)管與礦山井下巷道相通。所述循環(huán)風(fēng)管包括由所述外換熱器向所述礦山井下巷道進風(fēng)的進風(fēng)管、由所述礦山井下巷道向所述外換熱器回風(fēng)的回風(fēng)管，所述進風(fēng)管上設(shè)有循環(huán)泵。所述回風(fēng)管入口處的礦山井下巷道部位設(shè)有噴水洗滌裝置。所述回風(fēng)管上依次設(shè)有初效空氣過濾器和活性炭吸附器。本發(fā)明利用礦山巷道內(nèi)一年四季常溫的特點，將現(xiàn)有的通過地下埋管利用土壤進行地熱資源的利用和利用地下水的水資源的利用的技術(shù)延伸到了利用地下巷道內(nèi)的空氣溫度方面，從而利用了已有巷道，不用再次開挖土壤或?qū)ふ业叵滤Y源。利用礦山巷道地下風(fēng)的低溫熱能夏季制冷、冬季取暖，無疑是一種既節(jié)能又對周圍環(huán)境影響小的技術(shù)。地下巷道多屬于淺埋地下構(gòu)筑物，淺地層原始溫度的變換，主要取決于地層表面溫度的變化。由于地層的蓄熱作用，溫度波在向地層深處傳遞時，不僅存在溫度波的衰減，而且相對地面溫度而言，還有時間的延遲，當?shù)貙訕?gòu)造一定時，溫度波的延遲時間只與地層深度有關(guān)。如，對于一般土壤地層，深度每增加lm，時間延遲約為560小時，大約23天，那么埋深8米的地道來說，其周圍的地層的溫度應(yīng)該是184天以前的地面溫度所決定的，也就是說當在炎熱的夏季的時候，地道周圍的溫度是由184天前的地面溫度決定的，而在冬季是同樣的道理。因此，地層溫度波的衰減、時間的延遲，都為地道風(fēng)降(升)溫工程的應(yīng)用提供了良好的冷、熱源條件。由于地層的原始溫度在地層深度4米以下時，即接近于全年地面平均溫度，而在最熱(冷)月時，地面的空氣溫度為全年的最高(低)值，所以在此期間，地面熱(冷)空氣與地層具有較大的溫度差，這個溫度差的存在使流經(jīng)地道的熱(冷)空氣與地道壁面發(fā)生熱交換。并且隨著流程的增加，空氣的溫度逐漸降低(升高)，理想狀態(tài)下，在達到地道終點時，空氣狀態(tài)應(yīng)該能夠達到地層原始溫度。礦山開采形成了規(guī)模大，長度長的巷道，利用礦山地道風(fēng)的資源對生產(chǎn)生活區(qū)域進行夏季供風(fēng)、冬季供暖。本發(fā)明中，地下巷道風(fēng)氣流組織形式采用下送上回式，目的是為了去除地道風(fēng)中的霉味、灰塵及其他有害氣體。同時，在送風(fēng)系統(tǒng)中采取噴水洗滌等措施，地道風(fēng)的相對濕度比較高，而且常常因為通風(fēng)不良而蘊含異味。利用噴水洗滌的方法處理空氣會造成送風(fēng)氣流的含濕量增加，加大了送風(fēng)濕差，影響了室內(nèi)熱舒適性。因此采用活性炭技術(shù)，活性炭本身具有大量的微小空隙，具有很強的吸附能力，能吸附大量水蒸氣和一些有害或者有異味的氣體。當?shù)氐里L(fēng)經(jīng)初效空氣過濾器過濾之后，穿過活性炭吸附器時，地道風(fēng)中的水分和異味被活性炭吸附。若合理地控制吸附器的吸附量，可以達到控制送風(fēng)溫差、改善室內(nèi)相對濕度、提聞空調(diào)精度的目的。具體實施例的工作原理是如圖3a、圖3b所示，在冬季供暖時地溫空調(diào)機組以巷道內(nèi)空氣為吸熱源，工作介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸取地道風(fēng)中的熱量蒸發(fā)，經(jīng)壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然后進入冷凝器內(nèi)釋放熱量以加熱循環(huán)水，制取35 50°C的熱水送入空調(diào)房間達到制熱目的。在夏季制冷時地溫空調(diào)機組以地道風(fēng)為排熱源，工作介質(zhì)在蒸發(fā)器中吸取空調(diào)房間的熱量蒸發(fā)，制取TC冷水(最低4°C)送入空調(diào)房間達到制冷目的，工作介質(zhì)再經(jīng)壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然后進入冷凝器，把熱量釋放到礦山開挖巷道中。礦山多在人口密集度不大的地區(qū)，在礦山資源開挖的同時，將開挖形成的巷道利用起來，對周邊生產(chǎn)生活區(qū)冬季供暖、夏季制冷。系統(tǒng)運行費用低、壽命長、投資額度小、節(jié)省供暖制冷造價，能很大限度的節(jié)省電能，系統(tǒng)運行中無燃燒、無排煙、沒有廢棄物，因而環(huán) 境效益明顯。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，包括空調(diào)機組，所述空調(diào)機組包括外換熱器、內(nèi)換熱器、壓縮機、膨脹閥，其特征在于，所述外換熱器通過循環(huán)風(fēng)管與礦山井下巷道相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)風(fēng)管包括由所述外換熱器向所述礦山井下巷道進風(fēng)的進風(fēng)管、由所述礦山井下巷道向所述外換熱器回風(fēng)的回風(fēng)管，所述進風(fēng)管上設(shè)有循環(huán)泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述回風(fēng)管入口處的礦山井下巷道部位設(shè)有噴水洗滌裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述回風(fēng)管上依次設(shè)有初效空氣過濾器和活性炭吸附器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用礦山井下地道風(fēng)的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)，包括空調(diào)機組，空調(diào)機組包括外換熱器、內(nèi)換熱器、壓縮機、膨脹閥，空調(diào)機組的外換熱器通過循環(huán)風(fēng)管與礦山井下巷道相通，可以利用礦山巷道內(nèi)一年四季常溫的特點，利用已有巷道為熱(冷)源，進行供暖、制冷及提供生活熱水等，不用再次開挖土壤或?qū)ふ业叵滤Y源，成本低、節(jié)能效果好、環(huán)保性好。
文檔編號F24F5/00GK102901166SQ20121036533
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者馬海濤, 王云海, 謝旭陽, 劉勇鋒, 秦宏楠 申請人:中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院