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低温排 风源喷淋取热高效 水源 热 泵新风系统

阅读：949发布：2021-04-10

专利汇可以提供低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统：喷淋防冻液从低温排风源取热，再由水源热泵提升为高位热量后加热矿井新风，避免喷淋水冻结；热泵以大流量方式吸热，提高蒸发温度与能效；冷热分隔供液池与回液池，使热泵从喷淋取热后升温的供液池取液，提高蒸发温度与能效；并使喷淋室从热泵蒸发吸热后降温的回液池取液，加大换热温差与取热效率；降低热泵供水温度，提高制热能效；热泵以小流量方式供热，降低循环泵功率。，下面是低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其由排风源扩散塔(1)；防冻液喷淋室(2)；大流量吸热高效水源热泵(3)；新风空调箱(4)；排风源引出风机(5)；防冻液(6)；汇液池(7)；喷嘴(8)；喷淋管(9)；回液池(10)；喷淋泵(11)；过滤器(12)；隔液隔热板(13)；供液池(14)；溢流口(15)；供液泵(16)；水处理器(17)；蒸发器(18)；冷凝器(19)；冷媒(20)；四通换向阀(21)；压缩机(22)；干燥过滤器(23)；单向阀(24)；膨胀阀(25)；循环泵(26)；隔热板(27)；导流槽(28)；挡液板(29)；旋流除砂器(30)；全自动过滤器(31)；补水浮球阀(32)；防冻剂(33)；排泄阀(34)；屋顶新风风管机(35)等组成。其特征在于：设置有排风源扩散塔(1)中的防冻液喷淋室(2)、大流量吸热高效水源热泵(3)和新风空调箱(4)组成的排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统；所述排风源扩散塔(1)的进口连接矿井排风源的排风源引出风机(5)，其出口设置在排风源扩散塔(1)的顶部；所述排风源扩散塔(1)的上部设置用于喷淋防冻液(6)的防冻液喷淋室(2)，排风源扩散塔(1)的底部设置有汇液池(7)；所述防冻液喷淋室(2)内设置带有若干喷嘴(8)、两层布置及上下对喷的多根并联喷淋管(9)；所述多根并联喷淋管(9)的输入端，通过管路连接设置在所述排风源扩散塔(1)外部回液池(10)中的喷淋泵(11)及其过滤器(12)；所述回液池(10)的上部开口通过管路连接大流量吸热高效水源热泵(3)的出液口，且回液池(10)中的防冻液(6)通过隔液隔热板(13)溢流至供液池(14)；所述供液池(14)内设置有溢流口(15)，供液池(14)的底部过滤器(12)通过管路连接供液泵(16)、水处理器(17)、大流量吸热高效水源热泵(3)的进液口；所述汇液池(7)的底部过滤器(12)通过管路连接供液池(14)的上部开口；所述大流量吸热高效水源热泵(3)内设置有蒸发器(18)与冷凝器(19)，且其换热管的一侧充有冷媒(20)，并通过冷媒(20)的气管和液管连接成高效水源热泵循环回路，其中冷媒(20)的气管连接有四通换向阀(21)和压缩机(22)，冷媒(20)的液管两端对称连接有干燥过滤器(23)与单向阀(24)的并联组件，并与中间的膨胀阀(25)串联连接，而单向阀24的流向分别指向所连接的蒸发器(18)或冷凝器(19)的冷媒(20)液管接口；所述冷凝器(19)的水侧进口通过管路连接循环泵(26)及新风空调箱(4)的盘管水侧出口，而冷凝器(19)的水侧出口则通过管路连接新风空调箱(4)的盘管水侧进口。
2.如权利要求1所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述汇液池(7)、回液池(10)、供液池(14)的外壁面设置有隔热板(27)。
3.如权利要求1或2所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述排风源扩散塔(1)的外壁面设置有隔热板(27)。
4.如权利要求1或2或3所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述排风源扩散塔(1)的一侧底部呈圆弧形，且上表面设置有若干通向汇液池(7)的导流槽(28)。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述防冻液喷淋室(2)的顶部出口设置有若干层“S”形挡液板(29)。
6.如权利要求1或2或3或4或5所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述压缩机(22)为半封闭螺杆压缩机、开启式螺杆压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机、活塞式压缩机，或上述各种压缩机之间的并联连接。
7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述大流量吸热高效水源热泵(3)为若干台模块化高效水源热泵机组的并联连接。
8.如权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述水处理器(17)包含按照流向前后串联的旋流除砂器(30)和全自动过滤器(31)。
9.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述蒸发器(18)和或冷凝器(19)为壳管式换热器、板式换热器、板翅式换热器、套管式换热器、盘管式换热器等冷媒(20)与防冻液(6)或水之间的换热器。
10.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述供液池(14)，其上部开口设置有补水浮球阀(32)和防冻剂(33)，其底部设置有排泄阀(34)。
11.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10所述的一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：作为热量补充，在所述新风空调箱(4)的出风口附近，设置有若干台屋顶新风风管机(35)。
12.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11所述的一种低温排
风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述防冻液(6)是防冻剂(33)的浓度介于60ppm至190000ppm的水溶液。
13.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12所述的一种低
温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述新风空调箱(4)是若干台新风空调箱、风机盘管、卫生热水加热盘管等的并联连接。
14.如权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12或13所述的
一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，其特征在于：所述防冻剂(33)是CaCl2或NaCl或乙二醇或海水。

说明书全文

低温排风源喷淋取热高效 水源 热 泵新风系统

(一)技术领域

[0001] 本发明涉及一种低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统，是关于通过喷淋防冻液而从矿井低温排风源中取热，再由高效水源热泵提升为高位热量后，再加热矿井新风，以防新风井壁管线冻结的技术。(二)背景技术

[0002] 煤矿新风井壁管线的冬季加热防冻、职工浴室的洗澡热水、煤矿地面建筑的采暖等，都需要消耗巨大高位热量；而传统做法则是通过燃煤锅炉提供热源以满足上述各项需求，这就不仅消耗大量煤炭，而且其也将严重污染环境。另一方面，矿井的排风量巨大，并且排风温度与湿度四季保持基本稳定，因此其蕴藏着巨大的低位热能；而目前矿井排风源则是直接排放环境，其热能并未获得有效利用，从而造成巨大的热能浪费。 [0003] 现有实用新型专利“一种矿井回风源热泵系统(申请号201020601988.1)”针对上述问题，提供一种用于回收煤矿矿井排风源中低位热能，从而为煤矿生活生产提供所需热量的热泵系统。

[0004] 为实现上述目的，该实用新型采用的技术方案如下：用户可根据冷、热量需求，选择与其匹配的热泵系统运行模式。冬季运行时，由喷淋室提取矿井排风源中的低位热能，并由热泵机组将其提升为高位热量，再供给用户；夏季运行时，由喷淋室提取矿井排风源中的冷却量，并由四通换向阀切换后的冷水机组利用该冷却量制冷，再将冷量供给空调用户。因此该实用新型可应用于冬季排风源温度高于12℃煤矿的生活生产需求，只能部分替代燃煤锅炉为煤矿建筑的冬季采暖、生活热水和新风井壁管线的防冻提供热量；为夏季空调提供冷量，从而具有部分节能减排效果。

[0005] 该实用新型所具有的技术优势如下：

[0006] 1、通过喷淋水雾与矿井排风源进行水与气的热、湿交换，其换热效率要明显高于普通换热器；因为喷淋的水雾不但回收矿井排风源的显热，而且回收排风源中的凝露潜热；同时所喷水雾还可对矿井排风源进行除尘与降噪。

[0007] 2、喷淋室内无电动设备，因此无需防爆，也不影响矿井反风。 [0008] 3、由于喷淋室增加的排风阻力小于50Pa，因此对矿井通风的影响较小。 [0009] 4、采用过滤精度较高的水处理设备，可提高进入热泵机组的水质，以减少热泵的换热热阻，以保护热泵机组。

[0010] 5、水与气热、湿交换后的水滴汇入集水池中，冬季运行时作为热泵机组的低位热源，夏季运行时作为冷水机组的冷却水源。

[0011] 6、作为载冷剂的喷淋水，先与热泵机组换热后，再返回集水池以重新与矿井排风源进行热、湿交换，因此循环利用就可节约水源。

[0012] 然而该实用新型也存在下列缺点：

[0013] 1、对于冬季排风源温度低于12℃的矿井，当喷淋水雾从排风源取热时，由于其矿井的新风负荷也较大，因此就难以避免喷淋水雾的冻结，从而使得该实用新型不适用于山西、陕西、内蒙等冬季排风源温度低于12℃的煤矿；

[0014] 2、由于集水池中喷淋取热后的升温出水与热泵蒸发吸热后的降温回水直接混合，导致水源热泵从降低的混合温度水源吸热蒸发，从而降低其蒸发温度、吸热量、制热能效；并导致喷淋室以提高的混合温度水源喷淋取热，从而减少其换热温差、取热量、取热效率；

[0015] 3、如热泵机组仍维持5℃进出水温差的标准流量下吸热蒸发，则当矿井的排风源温度低于12℃时，其蒸发温度则迅速降低，热泵的吸热量与制热能效也很快衰减； [0016] 4、如热泵机组仍维持在45℃的标准供水温度下制热，则当矿井排风源温度低于12℃时，热泵的制热量与制热能效也很快衰减。
(三)发明内容

[0017] 本发明的目的是综合现有矿井排风源热回收技术的优势，改进其低温排风源中取热喷淋水雾冻结的技术缺陷，确保系统可从低于12℃的排风源中取热；改进喷淋取热的升温出水与热泵蒸发吸热的降温回水之间冷热混合后，所导致的降低喷淋取热的换热温差、取热量、取热效率，以及导致的降低热泵吸热的蒸发温度、吸热量、制热能效等技术缺陷，确保喷淋取热与热泵蒸发吸热的高效率；从而不仅提高系统的热回收效率，而且提高系统运行的温度范围及长期运行的可靠性。

[0018] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

[0019] 本发明采用的技术方案，即低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统如附图1所示，其中：1-排风源扩散塔；2-防冻液喷淋室；3-大流量吸热高效水源热泵；4-新风空调箱；5-排风源引出风机；6-防冻液；7-汇液池；8-喷嘴；9-喷淋管；10-回液池；11-喷淋泵；12-过滤器；13-隔液隔热板；14-供液池；15-溢流口；16-供液泵；17-水处理器；18-蒸发器；19-冷凝器；20-冷媒；21-四通换向阀；22-压缩机；23-干燥过滤器；24-单向阀；25-膨胀阀；26-循环泵；27-隔热板；28-导流槽；29-挡液板；30-旋流除砂器；31-全自动过滤器；32-补水浮球阀；33-防冻剂；34-排泄阀；35-屋顶新风风管机。 [0020] 按照附图1所示的低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统：它设置有排风源扩散塔1中的防冻液喷淋室2、大流量吸热高效水源热泵3和新风空调箱4组成的排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统；所述排风源扩散塔1的进口连接矿井排风源的排风源引出风机5，其出口设置在排风源扩散塔1的顶部；所述排风源扩散塔1的上部设置用于喷淋防冻液6的防冻液喷淋室2，排风源扩散塔1的底部设置有汇液池7；所述防冻液喷淋室
2内设置带有若干喷嘴8、两层布置及上下对喷的多根并联喷淋管9；所述多根并联喷淋管9的输入端，通过管路连接设置在所述排风源扩散塔1外部回液池10中的喷淋泵11及其过滤器12；所述回液池10的上部开口通过管路连接大流量吸热高效水源热泵3的出液口，且回液池10中的防冻液6通过隔液隔热板13溢流至供液池14；所述供液池14内设置有溢流口15，供液池14的底部过滤器12通过管路连接供液泵16、水处理器17、大流量吸热高效水源热泵3的进液口；所述汇液池7的底部过滤器12通过管路连接供液池14的上部开口；
所述大流量吸热高效水源热泵3内设置有蒸发器18与冷凝器19，且其换热管的一侧充有冷媒20，并通过冷媒20的气管和液管连接成高效水源热泵循环回路，其中冷媒20的气管连接有四通换向阀21和压缩机22，冷媒20的液管两端对称连接有干燥过滤器23与单向阀24的并联组件，并与中间的膨胀阀25串联连接，而单向阀24的流向分别指向所连接的蒸发器
18或冷凝器19的冷媒20液管接口；所述冷凝器19的水侧进口通过管路连接循环泵26及新风空调箱4的盘管水侧出口，而冷凝器19的水侧出口则通过管路连接新风空调箱4的盘管水侧进口。

[0021] 所述汇液池7、回液池10、供液池14的外壁面设置有隔热板27。 [0022] 所述排风源扩散塔1的外壁面设置有隔热板27。

[0023] 所述排风源扩散塔1的一侧底部呈圆弧形，且上表面设置有若干通向汇液池7的导流槽28。

[0024] 所述防冻液喷淋室2的顶部出口设置有若干层“S”形挡液板29。 [0025] 所述压缩机22为半封闭螺杆压缩机、开启式螺杆压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机、活塞式压缩机，或上述各种压缩机之间的并联连接。

[0026] 所述大流量吸热高效水源热泵3为若干台模块化高效水源热泵机组的并联连接。 [0027] 所述水处理器17包含按照流向前后串联的旋流除砂器30和全自动过滤器31。 [0028] 所述蒸发器18和或冷凝器19为壳管式换热器、板式换热器、板翅式换热器、套管式换热器、盘管式换热器等冷媒20与防冻液6或水之间的换热器。

[0029] 所述供液池14，其上部开口设置有补水浮球阀32和防冻剂33，其底部设置有排泄阀34。

[0030] 作为热量补充，在所述新风空调箱4的出风口附近，设置有若干台屋顶新风风管机35。

[0031] 所述防冻液6是防冻剂33的浓度介于60ppm至190000ppm的水溶液。 [0032] 所述新风空调箱4是若干台新风空调箱、风机盘管、卫生热水加热盘管等的并联连接。

[0033] 所述防冻剂33是CaCl2或NaCl或乙二醇或海水。

[0034] 本发明冬季制热运行可为矿井用户提供热量，夏季制冷运行可为矿井用户提供冷量，其工作原理具体说明如下：

[0035] 1、冬季制热运行提供热量：如附图1所示，冬季低环温矿井虽然排风源温度为12℃以下，但其相对湿度则接近饱和，因此矿井排风源中蕴含巨量的低位热能。矿井排风源首先经排风源引出风机5驱动从下至上流经排风源扩散塔1，再由防冻液喷淋室2中两层布置的多根并联喷淋管9中，均匀分布的众多喷嘴8上下相对喷淋防冻液6，以实现大量防冻液滴与矿井排风源进行热、湿交换，然后降温、减湿后的矿井排风再经挡液板29的挡液后排至环境；同时提取排风源的降温显热与凝露潜热而升温的防冻液滴，受重力作用落入排风源扩散塔1底部，并经导流槽28的引导流入汇液池7中，再经底部过滤器12的过滤后流入供液池14，最后由于喷淋取热而升温的防冻液6经其底部过滤器12、循环泵16、水处理器17中的旋流除砂器30和全自动过滤器31的净化处理，进入高效水源热泵3内的大流量吸热蒸发器18防冻液6侧进口，并向另侧的冷媒20放热、降温，然后排至回液池10中，以使另侧的两相冷媒20吸热蒸发，而成为低温低压的冷媒20气，再经过四通换向阀21，被压缩机22压缩成高温高压的过热冷媒20气，又经四通换向阀21进入冷凝器19的冷媒20侧，以向另侧的循环水放热冷凝，以成为高温高压的冷媒20液，再经干燥过滤器23的干燥，而被膨胀阀25节流成低温低压的两相冷媒20，最后经单向阀24流入蒸发器18的冷媒20侧，继续吸收防冻液6的喷淋取热，以完成冷媒20的高效水源热泵循环。 [0036] 冷凝器19的水侧中因吸收另侧冷媒20的冷凝放热而升温的循环水，在循环泵26的驱动下流入新风空调箱4的盘管水侧进口，并向盘管气侧所流经的室外新风放热后降温，被加热而升温的室外新风流入煤矿新风井内，用于防止管线冻结；而降温后的循环水则重新流回冷凝器19中以被冷媒20循环加热后升温。

[0037] 2、夏季制冷运行提供冷量：如附图2所示，夏季矿井虽然排风源的相对湿度较大，但其温度较低，因此矿井排风源中蕴含巨大冷量。矿井排风源首先经排风源引出风机5驱动从下至上流经排风源扩散塔1，再由防冻液喷淋室2中两层布置的多根并联喷淋管9中，均匀分布的众多喷嘴8上下相对喷淋水雾6，以实现大量水雾与矿井排风源进行热、湿交换，然后升温、加湿的矿井排风再经挡液板29的挡水后排至环境；同时因向排风源释放显热及部分水雾吸收潜热蒸发而降温的水滴6，受重力作用落入排风源扩散塔1底部，并经导流槽28的引导流入汇液池7中，再经底部过滤器12的过滤后流入供液池14，最后由于喷淋放热而降温的水滴6经其底部过滤器12、循环泵16、水处理器17中的旋流除砂器30和全自动过滤器31的净化处理，进入已经四通换向阀21切换的高效水源热泵3内的大流量放热冷凝器18水6侧，以吸收另侧冷媒20的冷凝放热而升温，然后排至回液池10中，而另侧冷凝为高温高压的冷媒20液，则经干燥过滤器23的干燥，而被膨胀阀25节流成低温低压的两相冷媒20，再经单向阀24流入蒸发器19的冷媒20侧，以吸收另侧循环水的降温放热，而蒸发成低温低压的冷媒20气，然后经过四通换向阀21，被压缩机22压缩成高温高压的过热冷媒20气，又经四通换向阀21进入冷凝器19的冷媒20侧，继续向另侧的喷淋放热水6释放冷凝热，以完成冷媒20的高效制冷循环。

[0038] 蒸发器19的水侧中因被另侧冷媒20蒸发吸热而降温的循环水，在循环泵26的驱动下流入新风空调箱4的盘管水侧进口，并从盘管气侧所流经的室外新风吸热后升温，被吸热而降温的室外新风流入煤矿新风井内，用于实现矿井空调；而升温后的循环水则重新流回蒸发器19中以被冷媒20循环吸热降温。

[0039] 本发明由于采用上述技术方案，因此与现有同类专利技术相比较，具有以下技术优势：

[0040] 1、通过双排对喷防冻液6，确保从冬季矿井的低温排风源中提取降温显热及凝露潜热，再由高效水源热泵提升为高位热量后，再加热矿井新风，以避免低环温煤矿出现喷淋水冻结；系统根据不同地区和季节的环境温度要求，选择防冻液6的种类与浓度；以使本发明的应用不再受冬季矿井排风源温度的限制，从而真正替代现有燃煤热风炉及喷淋水雾的排风源取热技术，可广泛应用于寒冷地区的低环温煤矿，为煤矿新风井的冬季管线防冻提供热量，具有明显的节能减排效果；

[0041] 2、高效水源热泵3以大流量小温差方式吸热，以提高其蒸发温度、吸热量与制热能效；

[0042] 3、通过隔液隔热板13冷热分隔供液池14与回液池10，以使高效水源热泵3从喷淋取热后升温的供液池14取液，从而提高热泵的蒸发温度、吸热量与制热能效；并使喷淋室2从热泵蒸发吸热后降温的回液池10取液，以加大喷淋室2的换热温差、取热量与取热效率；

[0043] 4、通过降低热泵的供水温度与冷凝温度，进一步提高其制热量与制热能效； [0044] 5、高效水源热泵3以小流量大温差方式供热，以降低循环泵的流量与功率，提高系统运行效率；

[0045] 6、由屋顶新风风管机高效补热，以降低系统的初投资及运行电耗。 [0046] 综上所述，与现有矿井回风源热回收技术相比较，本发明的技术优势如下：喷淋防冻液从低温排风源取热，再由水源热泵提升为高位热量后加热矿井新风，避免喷淋水冻结；热泵以大流量方式吸热，提高蒸发温度与能效；冷热分隔供液池与回液池，使热泵从喷淋取热后升温的供液池取液，提高蒸发温度与能效；并使喷淋室从热泵蒸发吸热后降温的回液池取液，加大换热温差与取热效率；降低热泵供水温度，提高制热能效；热泵以小流量方式供热，降低循环泵功率；屋顶新风风管机高效补热，降低系统初投资。 (四)附图说明

[0047] 附图1是本发明冬季制热运行提供热量的工作原理示意图。

[0048] 附图2是本发明夏季制冷运行提供冷量的工作原理示意图。(五)具体实施方式

[0049] 本发明提出的低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统实施例如附图1所示，现说明如下：其由高20m、出口直径6m的圆形排风源引出立管，经弯形风管连接到长10m×宽6.7m的下弯排风源扩散塔1；长10m×宽6.7m×高1.4m的防冻液喷淋室2；4台制热3
量787kW、功率185kW、防冻液进液温度1℃/出液温度-2℃、防冻液流量203m/h、使用侧供
3
水温度35℃/回水温度27℃、循环水流量85m/h的大流量吸热高效水源热泵3；6台额定
3 3
风量1167m/m、进水温度35℃/出水温度27℃的新风空调箱4并联连接；风量12000m/m、
3
风压500Pa的排风源引出风机5；112m、浓度100000ppm的NaCl水溶液防冻液6；长5m×
3
宽4.5m×高1.2m的27m 汇液池7；2400只喷口直径4mm、流量288kg/h、工程塑料本体、不锈钢卡口的喷嘴8；56根长10m、直径DN20、喷嘴间距300mm的不锈钢喷淋管9；长3.2m×
3 3
宽3.2m×高3.2m的33m 回液池10；2台流量346m/h、扬程52mH2O、功率64kW的喷淋潜水
3
泵11；处理流量812m/h的过滤器12；宽3.2m×高3.2m的水泥隔液隔热板13；长3.2m×
3 3
宽3.2m×高3.2m的33m 供液池14；接口直径DN50的不锈钢溢流口15；4台流量210m/
3
h、扬程13.4mH2O、功率10kW的供液泵16；处理流量812m/h的水处理器17；有效换热面积
2 2
68.9m 的干式壳管蒸发器18；有效换热面积68.9m 的壳管冷凝器19；R22冷媒20；接口直
3
接108mm的四通换向阀21；理论排气量929m/h的半封闭螺杆压缩机22；接口直径54mm的
3
干燥过滤器23；接口直径54mm的单向阀24；接口直径42mm的膨胀阀25；4台流量95m/h、扬程21mH2O、功率 8kW的循环泵26；厚度30mm聚氨酯发泡隔热板27；高度30mm的导流槽
3
28；长10m×宽6.7m×厚度165mm、片距24mm、ABS材质的挡液板29；处理流量812m/h的
3
旋流除砂器30；处理流量812m/h的全自动过滤器31；接口直径DN25的不锈钢补水浮球阀
32；11200kg的NaCl防冻剂33；接口直径DN50的不锈钢排泄阀34；2台制热量180kW、功率
60kW的屋顶新风风管机35等组成。

[0050] 它设置有排风源扩散塔1中的防冻液喷淋室2、大流量吸热高效水源热泵3和新风空调箱4；所述排风源扩散塔1的进口连接矿井排风源的排风源引出风机5，其出口设置在排风源扩散塔1的顶部；所述排风源扩散塔1的上部设置用于喷淋防冻液6的防冻液喷淋室2，排风源扩散塔1的底部设置有汇液池7；所述防冻液喷淋室2内设置带有若干喷嘴8、两层布置及上下对喷的多根并联喷淋管9；所述多根并联喷淋管9的输入端，通过2根直径DN200的不锈钢管连接设置在所述排风源扩散塔1外部回液池10中的喷淋泵11及其过滤器12；所述回液池10的上部开口通过2根直径DN250的不锈钢管连接4台并联的大流量吸热高效水源热泵3的直径DN125的出液口，且回液池10中的防冻液6通过隔液隔热板
13溢流至供液池14；所述供液池14内设置有溢流口15，供液池14的底部过滤器12通过
2根直径DN250的不锈钢管连接并联的供液泵16、水处理器17、大流量吸热高效水源热泵3的直径DN125进液口；所述汇液池7的底部过滤器12通过2根直径DN250的不锈钢管连接供液池14的上部开口；所述大流量吸热高效水源热泵3内设置有蒸发器18与冷凝器19，且其换热管的一侧充有R22冷媒20，并通过R22冷媒20的直径108mm气管和直径54mm液管连接成高效热泵循环回路，其中R22冷媒20的直径108mm气管连接有四通换向阀21和压缩机22，R22冷媒20的直径54mm液管两端对称连接有干燥过滤器23与单向阀24的并联组件，并与中间的膨胀阀25串联连接，而单向阀24的流向分别指向所连接的蒸发器18或冷凝器19的R22冷媒20液管接口；所述冷凝器19的直径DN100水侧进口通过2根直径DN150的不锈钢管连接并联的循环泵26及并联的新风空调箱4的盘管水侧直径DN50出口，而冷凝器19的直径DN100水侧出口则通过2根直径DN150的不锈钢管连接新风空调箱
4的盘管水侧直径DN50进口。

[0051] 汇液池7、回液池10、供液池14、排风源扩散塔1的外壁面设置有隔热板27。排风源扩散塔1的一侧底部呈圆弧形，且上表面设置有若干通向汇液池7的导流槽28。防冻液喷淋室2的顶部出口设置有若干层“S”形挡液板29。大流量吸热高效水源热泵3为4台模块化高效水源热泵机组的并联连接。水处理器17包含按照流向前后串联的旋流除砂器30和全自动过滤器31。供液池14，其上部开口设置有补水浮球阀32和防冻剂NaCl33，其底部设置有排泄阀34。

[0052] 本发明实施例，通过喷淋流量691m3/h、质量浓度100000ppm的NaCl水溶液，可3
从流量12000m/m、温度10℃、相对湿度95％的矿井排风源取热2437kW，再由4台制热量
787kW、输入功率185kW的高效水源热泵机组提升为供水温度35℃、回水温度27℃的总制
3
热量3147kW，以把流量7000m/m的矿井新风从室外温度-15℃加热至5℃，以避免喷淋水冻结；制热能效比COP4.43的高效水源热泵以大流量3℃小温差方式吸热，以把蒸发温度提高2℃，进而提高热泵的吸热量与制热能效；通过冷热分隔1℃的供液池与-2℃的回液池，以使高效水源热泵从喷淋取热后升温的1℃供液池取液，从而把热泵的蒸发温度又提高
2.5℃，进而提高热泵的吸热量与制热能效；同时使喷淋室从热泵蒸发吸热后降温的-2℃回液池取液，以把喷淋室的换热温差加大2.5℃，进而提高喷淋室的取热热量与取热效率；
最后通过把热泵的供水温度从45℃的标准值降低到35℃，从而把冷凝温度降低10℃，进一步提高热泵的制热量与制热能效；热泵以小流量8℃大温差方式供热，降低循环泵功率
19.2kW；屋顶新风风管机高效补热，降低系统初投资80万元人民币。

[0053] 在室外-15℃的低环温条件下：(1)热泵机组的能效比COP高达4.43；(2)热泵机组+喷淋取热的工艺段能效比COP高达3.4；(3)系统总能效比COP高达2.6；(4)系统初投资为950万元人民币；(5)系统年运行电费为113万元人民币，从而比现有燃媒热风炉的500万元人民币年运行费，节省387万元人民币，2.45年即可回收系统初投资。

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低温排风源喷淋取热高效水源热泵新风系统

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