專利名稱：煤礦井下水源熱泵機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及 一 種可以設(shè)置在采掘工作面的用于煤礦井下的防爆型水 源熱泵纟幾纟且。
背景技術(shù)：
隨著煤礦礦井開采深度的增加，高溫?zé)岷栴}越來越嚴(yán)重。隨著礦井開 采深度和強(qiáng)度的逐漸增大，機(jī)械化程度的不斷提高，井下作業(yè)場(chǎng)所的溫度大 幅度提高，工作環(huán)境逐漸惡化，導(dǎo)致工人工作效率大大降低，并且大大增加 了發(fā)生事故的幾率。建立井下適宜的掘進(jìn)作業(yè)環(huán)境，保護(hù)礦工的身體健康， 是保證礦井安全、穩(wěn)定、高效生產(chǎn)的重要保障。因此需要降低井下工作面溫 度和濕度。
為了降低井下工作面的工作溫度，通常使用增大通風(fēng)量、地面制冰站等 方法。工作面風(fēng)量加大后，采面絕對(duì)熱分量分配到單位風(fēng)量上的熱量減少， 風(fēng)溫下降，并且風(fēng)量加大隨之風(fēng)速提高，有利于人員散熱，但隨著井下圍巖
溫度進(jìn)一步升高，增風(fēng)降溫受到采面最高風(fēng)速4m/s的限制，靠增風(fēng)降溫難以 滿足要求。地面制冰站具有降溫效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，但其設(shè)備復(fù)雜，需要制冷 機(jī)組、片冰機(jī)、冷卻塔、融冰池等多套設(shè)備配合使用，因此具有基建投資大， 操作復(fù)雜、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。采用地面制冰站降溫時(shí)，其COP(能效比)值 一般在l: 2以下，因此其能源利用率較低。
水源熱泵機(jī)組又稱水源中央空調(diào)，是以水為熱源或冷源，可以進(jìn)行制冷/ 制熱循環(huán)的熱泵型整體式空調(diào)裝置。通常，水源熱泵機(jī)組的COP可達(dá)到1: 5 或更高，因此水源熱泵機(jī)組具有節(jié)約能源、節(jié)省投資、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。 因此，近來水源熱泵機(jī)組已經(jīng)開始得到廣泛的應(yīng)用。第CN201043829Y號(hào)實(shí) 用新型專利公開了一種礦井水源熱泵空調(diào)裝置，該裝置包含水泵、水處理設(shè) 備、水源熱泵機(jī)組、循環(huán)泵、熱交換器等，可以用于冬季礦井井口采暖及夏 季井下降溫。然而該空調(diào)裝置主要用于冬季礦井井口采暖，并且由于沒有防 爆設(shè)計(jì)，因此只能在礦井井上設(shè)置主機(jī)，在夏季降溫時(shí)需要將冷風(fēng)從井口送
3至工作面，因此其管網(wǎng)的輸配距離長(zhǎng)，在輸送冷風(fēng)的過程中，冷風(fēng)被井下圍 巖加熱，導(dǎo)致制冷效果下降。
因此，需要提供一種能夠應(yīng)用于井下的水源熱泵機(jī)組。

實(shí)用新型內(nèi)容
因此，本實(shí)用新型提供一種用于煤礦井下的水源熱泵機(jī)組，該機(jī)組包括 由冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥順序連接形成的制冷回路、電控部分和 表冷器，所述表冷器通過冷凍水循環(huán)泵與蒸發(fā)器連接，所述冷凝器通過管路 與礦井排水系統(tǒng)連接，并且所述機(jī)組的構(gòu)成制冷回路的部件以及電控部分、 表冷器和冷凍水循環(huán)泵均為防爆設(shè)計(jì)，以保證機(jī)組在使用過程中不會(huì)引起環(huán) 境中的可燃性氣體發(fā)生燃燒或爆炸。其中，所述電控部分具有防爆外殼，所 述防爆外殼分為設(shè)備腔和接線腔，設(shè)備腔用來容納控制電路和控制元件，控 制電路與外部設(shè)備通過接線腔彼此連接。
蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷凍水經(jīng)冷凍水循環(huán)泵輸送至表冷器，通過表冷器產(chǎn)生 的冷空氣被輸送至井下采掘工作面附近，以進(jìn)行降溫。
與冷凝器進(jìn)行熱交換后的井下水由礦井排水系統(tǒng)排放至地面。
該水源熱泵機(jī)組還可包括行走裝置，以使其能夠隨工作面的推移而方便 地移動(dòng)。
因此，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于由于使用了防爆設(shè)計(jì)，因此可以將機(jī)組 設(shè)置在采掘工作面附近，從而可以降低管網(wǎng)的輸配距離，可以改善制冷效果、 節(jié)省電耗并降低基建投資。


通過
以下結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述和/或其他 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的煤礦井下水源熱泵機(jī)組的示意圖。
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的煤礦井下水源熱泵機(jī)組的電控部分的示意圖。
具體實(shí)施方式下面通過參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。 參照?qǐng)D1，根據(jù)本實(shí)用新型的煤礦井下水源熱泵機(jī)組可包括冷凝器l、
4蒸發(fā)器2、壓縮機(jī)3、膨脹閥4、電控部分(在圖1中未示出)、冷凍水循環(huán)泵5、 表冷器6等部分。其中，冷凝器l、壓縮機(jī)3、蒸發(fā)器2、膨脹閥4順序連接 形成制冷回路。表冷器6通過冷凍水循環(huán)泵5與蒸發(fā)器2連接，冷凝器l通 過管路與礦井排水系統(tǒng)連接。
根據(jù)本實(shí)施的煤礦井下水源熱泵機(jī)組的制冷工況的工作過程是首先通 過壓縮機(jī)3從蒸發(fā)器2中吸收制冷劑蒸汽，以保證蒸發(fā)器2內(nèi)維持約0.4MPa 左右的蒸發(fā)壓力以及2。C至4。C的蒸發(fā)溫度，在此溫度壓力下，蒸發(fā)器內(nèi)的制 冷劑不斷蒸發(fā)并吸收冷凍水的熱量，以保持冷凍水7。C的出水溫度。冷凍水 經(jīng)冷凍水循環(huán)泵5送至采掘工作面的表冷器6,與風(fēng)筒配風(fēng)換熱以產(chǎn)生冷風(fēng)， 以對(duì)工作面進(jìn)行降溫。通過壓縮機(jī)做功將低壓低溫的制冷劑蒸汽壓縮成為 2.0MPa、 7(TC至8(TC的過熱蒸汽，經(jīng)過礦井排水冷卻由氣態(tài)凝結(jié)為液態(tài)，并 在此過程中釋放了冷凝廢熱，吸收了冷凝廢熱的礦井排水隨礦井排水系統(tǒng)排 至地面。
考慮到井下易燃、易爆的環(huán)境，因此，電氣部件應(yīng)采用防爆設(shè)計(jì)。在本 實(shí)施例中，電控部分、壓縮機(jī)3、冷凍水循環(huán)泵5及其他附屬部件均采用防 爆設(shè)計(jì)，以符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，保證機(jī)組在使用過程中的安 全性。
在本實(shí)施例的水源熱泵機(jī)組中，壓縮機(jī)采用了已有的防爆型壓縮機(jī)，其 主回路中采用了已有的防爆真空磁力啟動(dòng)器。
參見圖2，根據(jù)本實(shí)施例的機(jī)組的電控部分具有隔爆殼11,其中，隔爆 殼11包括設(shè)備腔12和接線腔13。設(shè)備腔12用來容納控制電路及控制元件， 接線腔13用來提供外部設(shè)備與控制電路之間的連接。
由于采用了防爆設(shè)計(jì)，因此根據(jù)本實(shí)施例的機(jī)組可設(shè)置在工作面附近， 產(chǎn)生的冷凍水只需經(jīng)過很短的輸配距離即可達(dá)到設(shè)置在采掘工作面處的表冷 器，與外界空氣換熱從而降低采掘工作面的溫度。由于輸配距離短，可以有 效地降低在輸配過程中的能量損耗，因此可進(jìn)一步提高制冷效果，同時(shí)可降 j氐運(yùn)4亍成本。
該水源熱泵機(jī)組有效的利用礦井排水作為載體，攜帶制冷機(jī)組產(chǎn)生的冷 凝廢熱，并通過原礦井排水系統(tǒng)排至地面，因此在不額外增加設(shè)備的情況下， 有效地解決了冷凝廢熱的排放問題，對(duì)照傳統(tǒng)的地面制冰站制冰降溫的方式， 取消了片冰機(jī)、冷卻塔、融冰池等，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減少了設(shè)備造價(jià)，降
5低了運(yùn)行費(fèi)用。
根據(jù)本實(shí)施例的水源熱泵機(jī)組還可包括行走裝置(未示出)，根據(jù)井下具 體條件，該行走裝置可以為軌道車輪、膠輪、拖靴等各種可合適的行走裝置， 使得該機(jī)組可以隨工作面的推移而移動(dòng)。
這里公開了本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，雖然使用了特定的術(shù)語，但是 僅以一般的和描述性的意思來使用并解釋這些特定術(shù)語，而不是限制的目的。 因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離如權(quán)利要求所闡述的本實(shí)用 新型的精神和范圍的情況下，可以在形式和細(xì)節(jié)上做出改變。
權(quán)利要求1、一種用于煤礦井下的水源熱泵機(jī)組，其特征在于該機(jī)組包括由冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥順序連接形成的制冷回路、電控部分和表冷器，所述表冷器通過冷凍水循環(huán)泵與蒸發(fā)器連接，所述冷凝器通過管路與礦井排水系統(tǒng)連接，并且所述機(jī)組的構(gòu)成制冷回路的部件以及電控部分、表冷器和冷凍水循環(huán)泵均為防爆設(shè)計(jì)。
2、 如權(quán)利要求1所述的水源熱泵機(jī)組，其中，所述電控部分具有防爆外 殼，所述防爆外殼分為設(shè)備腔和接線腔，設(shè)備腔用來容納控制電路和控制元 件，控制電路與外部設(shè)備通過接線腔彼此連接。
3、 如權(quán)利要求1所述的水源熱泵機(jī)組，其特征在于該機(jī)組還包括行走裝 置，以使其能夠隨工作面的推移而方便地移動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于煤礦井下的水源熱泵機(jī)組。該機(jī)組包括由冷凝器、壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、膨脹閥順序連接形成的制冷回路、電控部分和表冷器，所述表冷器通過冷凍水循環(huán)泵與蒸發(fā)器連接，所述冷凝器通過管路與礦井排水系統(tǒng)連接，并且所述機(jī)組的構(gòu)成制冷回路的部件以及電控部分、表冷器和冷凍水循環(huán)泵均為防爆設(shè)計(jì)。由于使用了防爆設(shè)計(jì)，因此可以將該機(jī)組設(shè)置在采掘工作面附近，從而可以降低管網(wǎng)的輸配距離，可以改善制冷效果、節(jié)省電耗并降低基建投資。
文檔編號(hào)F25B30/06GK201373625SQ200820123329
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者黃德洪 申請(qǐng)人:中青國(guó)能(北京)科技發(fā)展有限公司