直热式乏风热泵井口防冻系统
技术领域
本实用新型涉及一种余热回收系统，特别是涉及一种用于回收煤矿乏风(回风)余热的系统。
背景技术
矿井乏风(回风)具有风量大，风温稳定、相对湿度大，连续性好的特点，是良好的低温余热资源，通过乏风热泵技术，将乏风中余热提取出来，可以满足矿井建筑采暖、洗浴热水制备和井口防冻用热的需要。同时夏季可以利用乏风热泵制冷用于建筑空调或井下降温。
对煤矿乏风余热利用目前以两种技术路线为主：其一是“淋水式乏风热泵”技术路线，即在煤矿回风口建喷淋式扩散塔进行喷淋取热的直接接触式换热；另一条是“直蒸式乏风热泵”技术路线，即采用换热器实现制冷剂与风之间换热，将热量置换给制冷剂的直蒸式乏风取热方式。上述两种技术路线均存在结构复杂、乏风利用率低的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、乏风利用率高的直热式乏风热泵井口防冻系统。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，包括设置于煤矿回风井扩散塔口处的乏风取热室和设置于煤矿进风井口处的空气加热室，所述乏风取热室上设置有乏风取热器，所述空气加热室上设置有空气加热器，所述乏风取热器通过循环管路与蒸发器的加热室连接，所述循环管路上设置有循环泵，所述蒸发器的蒸发室出口通过第一管路与空气加热器的进口连接，所述蒸发器的蒸发室进口通过第二管路与空气加热器的出口连接，所述第一管路上连接有压缩机，所述第二管路上连接有膨胀阀，所述第一管路、空气加热器、第二管路和蒸发器的蒸发室内流通有制冷剂，所述循环管路内流通有防冻液。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，其中所述循环管路包括第三管路和第四管路，所述第三管路连接乏风取热器的出口和蒸发器的加热室进口，所述第四管路连接乏风取热器的进口和蒸发器的加热室出口，所述第四管路上连接有所述循环泵。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，其中所述乏风取热器设置于所述乏风取热室的侧壁上。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，其中所述乏风取热器包括第一壳体，所述第一壳体内设置有第一换热管，所述第一换热管的两端分别为乏风取热器的进口和出口。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，其中所述空气加热器设置于空气加热室的侧壁上。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，其中所述空气加热器包括第二壳体，所述第二壳体内设置有风机和第二换热管，所述第二换热管的两端分别为空气加热器的进口和出口，所述风机用于将空气加热室外的空气经第二换热管吹入到空气加热室内。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统与现有技术不同之处在于乏风流过乏风取热器时与乏风取热器内的防冻液进行换热，防冻液经过换热后温度升高，之后防冻液经循环管路进入到蒸发器的加热室内与蒸发室内的制冷剂进行换热，蒸发室内的制冷剂吸热蒸发，之后制冷剂再经过压缩机进入到空气加热器内，空气加热室外的冷空气经空气加热器进入空气加热室内，冷空气在流经空气加热器时与其中的制冷剂进行换热，此时空气加热器充当冷凝器的作用，换热后的冷空气温度升高，之后空气再从煤矿进风井口进入到井下，从而防止进风井口冻坏。在本实用新型中，乏风与防冻液在乏风取热器内进行第一次热交换，乏风放热，防冻液吸热，之后防冻液与制冷剂在蒸发器内进行第二次热交换，防冻液放热，制冷剂吸热，最后制冷剂和空气在空气加热器内进行第三次热交换，制冷剂放热，空气吸热。防冻液在乏风取热器、循环管路和蒸发器的加热室之间进行循环，制冷剂在第一管路(其上连接有压缩机)、空气加热器、第二管路(其上连接有膨胀阀)和蒸发器的蒸发室之间进行循环，即可实现回风井乏风热量不断被置换入进风井的进风内，最终达到进风井防冻的目的。由此可见，本实用新型结构简单、乏风利用率高。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统包括设置于煤矿回风井扩散塔口处的乏风取热室3和设置于煤矿进风井口9处的空气加热室8，所述乏风取热室3上设置有乏风取热器4，所述空气加热室8上设置有空气加热器7，所述乏风取热器4通过循环管路与蒸发器10的加热室连接，所述循环管路上设置有循环泵11，所述蒸发器10的蒸发室出口通过第一管路14与空气加热器7的进口连接，所述蒸发器10的蒸发室进口通过第二管路15与空气加热器7的出口连接，所述第一管路14上连接有压缩机5，所述第二管路15上连接有膨胀阀6，所述第一管路14、空气加热器7、第二管路15和蒸发器10的蒸发室内流通有制冷剂，所述循环管路内流通有防冻液。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，其中所述循环管路包括第三管路12和第四管路13，所述第三管路12连接乏风取热器4的出口和蒸发器10的加热室进口，所述第四管路13连接乏风取热器4的进口和蒸发器10的加热室出口，所述第四管路13上连接有所述循环泵11。循环泵11为防冻液的循环流动提供动力。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，其中所述乏风取热器4设置于所述乏风取热室3的侧壁上。回风井内设置有通风机1，通风机1将乏风吹向回风井扩散塔2(也称之为乏风扩散塔)，之后再进入到乏风取热室3内，乏风经乏风取热器4流到乏风取热室3外。
本实用新型中的乏风取热器4为换热设备，乏风取热器4包括第一壳体，所述第一壳体内设置有第一换热管，所述第一换热管的两端分别为乏风取热器4的进口和出口。
第一换热管内流通有防冻液，防冻液为乙二醇溶液，在乏风流经乏风取热器4时，即乏风流过第一换热管的外部时，此时防冻液与乏风进行换热，乏风的热量转移到防冻液中。
本实用新型直热式乏风热泵井口防冻系统，其中所述空气加热器7设置于空气加热室8的侧壁上。
本实用新型中的空气加热器7为换热设备，空气加热器7包括第二壳体，所述第二壳体内设置有风机和第二换热管，所述第二换热管的两端分别为空气加热器7的进口和出口，所述风机用于将空气加热室8外的空气经第二换热管吹入到空气加热室8内。
第二换热管内流通有制冷剂，在空气流经空气加热器7时，即空气流过第二换热管的外部时，此时制冷剂与空气进行换热，制冷剂的热量转移到空气中，空气温度升高，在这一换热过程中，空气加热器7充当冷凝器的作用。
如图1所示，在本实用新型中，乏风流过乏风取热器4时与乏风取热器4内的防冻液进行换热，防冻液经过换热后温度升高，之后防冻液经循环管路进入到蒸发器10的加热室内与蒸发室内的制冷剂进行换热，蒸发室内的制冷剂吸热蒸发，之后制冷剂再经过压缩机5进入到空气加热器7内，空气加热室8外的冷空气经空气加热器7进入空气加热室8内，冷空气在流经空气加热器7时与其中的制冷剂进行换热，此时空气加热器7充当冷凝器的作用，换热后的冷空气温度升高，之后空气再从煤矿进风井口9进入到井下，从而防止进风井口9冻坏。在本实用新型中，乏风与防冻液在乏风取热器4内进行第一次热交换，乏风放热，防冻液吸热，之后防冻液与制冷剂在蒸发器10内进行第二次热交换，防冻液放热，制冷剂吸热，最后制冷剂和空气在空气加热器7内进行第三次热交换，制冷剂放热，空气吸热。防冻液在乏风取热器4、循环管路和蒸发器10的加热室之间进行循环，制冷剂在第一管路14(其上连接有压缩机5)、空气加热器7、第二管路15(其上连接有膨胀阀6)和蒸发器10的蒸发室之间进行循环，即可实现回风井乏风热量不断被置换入进风井的进风内，最终达到进风井防冻的目的。由此可见，本实用新型结构简单、乏风利用率高。
本实用新型中的压缩机5、空气加热器7(相当于冷凝器)、膨胀阀6和蒸发器10中的制冷剂的循环工作原理为现有技术，在此对其不予赘述。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
