矿山排水的地热综合利用系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种矿山排水的地热综合利用系统及方法，其特征在于：包括除砂过滤设备、水质处理设备、换热器、蒸汽锅炉、溴化锂冷水机组和风机盘管，水质处理设备的出口端设有支管道Ⅰ与洗浴用水管道连接，换热器热水出口端设有与采暖供水管道连接的支管道Ⅱ和与风机盘管的盘管入口端连接的支管道Ⅲ，溴化锂冷水机组的低温热水出口端设有与洗浴用水管道连接的支管道Ⅳ和与选矿厂药剂搅拌池连通的支管道Ⅴ，风机盘管的盘管出口端设有与支管道Ⅳ和支管道Ⅴ相通的支管道Ⅵ。从根本上解决了现有矿山采暖供热、通风降温方法存在的燃煤和电力能源消耗大且污染环境的问题，以及目前矿井低温余热资源未能充分利用的问题，有利于减少资源损耗，实现节能减排。
【专利说明】矿山排水的地热综合利用系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及将矿山排水转化为通风降温、采暖及洗浴用水的低能耗方法，特别是一种矿山排水的地热综合利用系统及方法，适用于低位能源丰富的矿山，尤其是深度开采并且地下温度较高的矿山，属于矿山通风空调领域。
【背景技术】
[0002]在矿山建设中，冬季副井井口防冻、建筑采暖、夏季建筑中央空调冷源以及全年洗浴热水热源等能源供应问题是工程技术人员必须考虑的。传统做法是冬季采用锅炉供热，夏季采用电制冷空调进行冷风或制冰降温等办法对地下空气通风降温。这些方法不仅消耗大量燃煤和电力，能耗几乎接近矿山能耗的一半，而且产生烟尘、CO2和SO2等污染物，造成环境污染和温室效应，不符合节能环保要求。
[0003]而在地下矿山开采过程中，矿山排水蕴含的丰富低位能源都没有得到应有的重视。通过对国内部分地下矿山的调研，低温余热资源主要包括矿山排水和排风，这些余热资源都非常适合再次利用。矿山排水的温度常年保持在13?20°C，深井排水温度更高，可达45?60°C，而且基本全天水量丰富。这些低温余热资源若能加以利用，则可以减少锅炉燃煤或者替代锅炉、空调，为节能减排提供一条重要解决途径。但目前针对矿山低温余热资源的应用技术还不成熟，不能充分利用，亟待改进。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种矿山排水的地热综合利用系统及方法，从根本上解决现有矿山采暖供热、通风降温方法存在的燃煤和电力能源消耗大且污染环境的问题，以及目前矿井低温余热资源未能充分利用的问题，有利于减少资源损耗，实现节能减排。
[0005]本发明的技术方案是:
一种矿山排水的地热综合利用系统，其特征在于:包括与地下矿山排水井连通的除砂过滤设备、连接于除砂过滤设备的出口端的水质处理设备、连接于水质处理设备的出口端的换热器、与换热器连通的蒸汽锅炉、连接于换热器热水出口端的溴化锂吸收式冷水机组、连接于溴化锂吸收式冷水机组的冷水出口端且与矿山通风井连通的风机盘管，所述换热器与水质处理设备的连接管道上设有控制阀I，所述水质处理设备的出口端另设有支管道I与洗浴用水管道连接且在支管道I上设有控制阀II，所述换热器热水出口端另设有与采暖供水管道连接的支管道II和与风机盘管的盘管入口端连接的支管道III，所述支管道I1、支管道II1、换热器与溴化锂吸收式冷水机组间的连接管道、溴化锂吸收式冷水机组与风机盘管的连接管道上分别设有控制阀II1、控制阀IV、控制阀V和控制阀VI，所述溴化锂吸收式冷水机组的低温热水出口端设有与洗浴用水管道连接的支管道IV和与选矿厂药剂搅拌池连通的支管道V，所述风机盘管的盘管出口端设有与支管道IV和支管道V相通的支管道VI且在支管道VI上设有控制阀νπ。
[0006]一种矿山排水的地热综合利用方法，其特征在于:将地下矿山排出的低温热水经过过滤与水质处理后，与蒸汽锅炉产生的蒸汽混合成高温热水；
在夏季以此热水作为溴化锂吸收式冷水机组的热源，由溴化锂吸收式冷水机组产生的低温冷水经过风机盘管，空气被冷却后吹向矿山通风井实现通风降温，被溴化锂吸收式冷水机组吸热后的热源温度降低，送入洗浴用水管道和选矿厂的药剂搅拌池再次使用；
在冬季关闭溴化锂吸收式冷水机组，高温热水一方面通过风机盘管后将被加热空气吹向矿山通风井口预热，另一方面直接供应给采暖供水管道，经过风机盘管降温后的热水送入洗浴用水管道和选矿厂的药剂搅拌池再次使用；
在过渡季节，蒸汽锅炉与溴化锂吸收式冷水机组停止运行，将地下矿山排出的低温热水经过过滤与水质处理后，直接供应到洗浴用水管道。
[0007]本发明的有益效果:
1、避免了大量低温余热的矿井水直接排放污染环境，同时造成水资源及热能的浪费，节能环保，相比传统做法，减小了蒸汽锅炉的容量，污染小、自动化程度高、运行平稳可靠、节约投资，有利于改进矿山环境；
2、充分利用了矿山排水的低温余热资源，且矿井水刚出地面直接取热，热量损失小，系统效率高，比单独使用冷水机组或锅炉进行矿井降温和制冷采暖要更加节能；
3、该系统一机多用，不仅可进行矿井降温，还可以实现冬季副井井口防冻和供暖、夏季供冷以及全年日常洗浴等，充分利用地下的低位能源，实现分季节利用，且可应用到矿山中的不同领域，既可以降低井中的工作环境温度，又可以应用到日常生活中。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明的结构框图。
[0009]图中序号说明:1排水井、2除砂过滤设备、3水质处理设备、4换热器、5蒸汽锅炉、6溴化锂吸收式冷水机组、7风机盘管、8通风井、9控制阀1、10控制阀11、11支管道1、12洗浴用水管道、13支管道II1、14控制阀IV、15支管道I1、16控制阀II1、17采暖供水管道、18控制阀V、19支管道IV、20支管道V、21药剂搅拌池、22支管道V1、23控制阀VI1、24控制阀VI。
【具体实施方式】
[0010]如图所示，该矿山排水的地热综合利用系统，包括与地下矿山排水井I连通的除砂过滤设备2、连接于除砂过滤设备2的出口端的水质处理设备3、连接于水质处理设备3的出口端的换热器4、与换热器4连通的蒸汽锅炉5、连接于换热器4热水出口端的溴化锂吸收式冷水机组6，连接于溴化锂吸收式冷水机组6的冷水出口端且与矿山通风井8连通的风机盘管7。所述换热器4与水质处理设备3的连接管道上设有控制阀I 9，所述水质处理设备3的出口端另设有支管道I 11与洗浴用水管道12连接且在支管道I 11上设有控制阀II 10，所述换热器4热水出口端另设有与采暖供水管道17连接的支管道II 15和与风机盘管7的盘管入口端连接的支管道III13，所述支管道II 15、支管道III13、换热器4与溴化锂吸收式冷水机组6间的连接管道、溴化锂吸收式冷水机组6与风机盘管7的连接管道上分别设有控制阀III 16、控制阀IV 14、控制阀V 18和控制阀VI 24，所述溴化锂吸收式冷水机组6的低温热水出口端设有与洗浴用水管道12连接的支管道IV 19和与选矿厂药剂搅拌池21连通的支管道V 20，所述风机盘管7的盘管出口端设有与支管道IV 19和支管道V 20相通的支管道VI 22且在支管道VI 22上设有控制阀VII 23。
[0011]上述矿山排水的地热综合利用系统的利用方法，具体是:将地下矿山排出的低温热水(40-60°C)经过过滤与水质处理后，与蒸汽锅炉5产生的蒸汽混合成高温热水(85-95°C)ο夏季通风制冷时，关闭控制阀II 10、控制阀III16、控制阀IV 14和控制阀VII 23，开启控制阀I 9、控制阀V 18、控制阀VI24，以此热水作为溴化锂吸收式冷水机组6的热源，由溴化锂吸收式冷水机组6产生的低温冷水经过风机盘管7，空气被冷却后吹向矿山通风井送入工作岗位，降低工作地点的温度，实现通风降温，被溴化锂吸收式冷水机组6吸热后的热源温度降低(大约降至50-60°C )，送入洗浴用水管道12和选矿厂的药剂搅拌池21再次使用。
[0012]冬季采暖通风时，关闭溴化锂吸收式冷水机组6，同时关闭控制阀II 10、控制阀V 18和控制阀VI 24，开启控制阀I 9、控制阀III 16、控制阀IV 14和控制阀VII 23，高温热水一方面通过风机盘管7后将被加热空气吹向矿山通风井口预热，另一方面直接供应给采暖供水管道17，经过风机盘管7降温后的热水送入洗浴用水管道12和选矿厂的药剂搅拌池21再次使用。控制阀III 16和控制阀IV 14根据实际负荷决定开启程度。
[0013]在其他过渡季节，除开启控制阀II 10外，其余控制阀均关闭，关闭蒸汽锅炉5及溴化锂吸收式冷水机组6使其停止运行，将地下矿山排出的低温热水经过过滤与水质处理后，直接供应到洗浴用水管道12。
[0014]由于不同的矿山水中含有不同的成分，故水质处理设备具体包括去酸设备、去碱设备等，视检测结果确定水质处理的设备。
【权利要求】
1.一种矿山排水的地热综合利用系统，其特征在于:包括与地下矿山排水井连通的除砂过滤设备、连接于除砂过滤设备的出口端的水质处理设备、连接于水质处理设备的出口端的换热器、与换热器连通的蒸汽锅炉、连接于换热器热水出口端的溴化锂吸收式冷水机组、连接于溴化锂吸收式冷水机组的冷水出口端且与矿山通风井连通的风机盘管，所述换热器与水质处理设备的连接管道上设有控制阀I，所述水质处理设备的出口端另设有支管道I与洗浴用水管道连接且在支管道I上设有控制阀II，所述换热器热水出口端另设有与采暖供水管道连接的支管道II和与风机盘管的盘管入口端连接的支管道III，所述支管道I1、支管道II1、换热器与溴化锂吸收式冷水机组间的连接管道、溴化锂吸收式冷水机组与风机盘管的连接管道上分别设有控制阀II1、控制阀IV、控制阀V和控制阀VI，所述溴化锂吸收式冷水机组的低温热水出口端设有与洗浴用水管道连接的支管道IV和与选矿厂药剂搅拌池连通的支管道V，所述风机盘管的盘管出口端设有与支管道IV和支管道V相通的支管道VI且在支管道VI上设有控制阀νπ。
2.—种矿山排水的地热综合利用方法，其特征在于:将地下矿山排出的低温热水经过过滤与水质处理后，与蒸汽锅炉产生的蒸汽混合成高温热水； 在夏季以此热水作为溴化锂吸收式冷水机组的热源，由溴化锂吸收式冷水机组产生的低温冷水经过风机盘管，空气被冷却后吹向矿山通风井实现通风降温，被溴化锂吸收式冷水机组吸热后的热源温度降低，送入洗浴用水管道和选矿厂的药剂搅拌池再次使用； 在冬季关闭溴化锂吸收式冷水机组，高温热水一方面通过风机盘管后将被加热空气吹向矿山通风井口预热，另一方面直接供应给采暖供水管道，经过风机盘管降温后的热水送入洗浴用水管道和选矿厂的药剂搅拌池再次使用； 在过渡季节，蒸汽锅炉与溴化锂吸收式冷水机组停止运行，将地下矿山排出的低温热水经过过滤与水质处理后，直接供应到洗浴用水管道。
【文档编号】F25B15/06GK104329760SQ201410638495
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】刘召胜, 刘振利, 付柏淋, 门辰琼, 何海明, 张宇 申请人:中冶北方（大连）工程技术有限公司