阅读说明：本技术 集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统 (System integrating functions of coal mine heating, refrigerating and bathing hot water preparation ) 是由 杨允 周忠波 范玮 徐通 刘自学 陈建刚 张丽叶 殷卫峰 于钊 李进 向艳蕾 于 2020-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及煤矿的余热利用技术领域,公开一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统,包括热回收机组、乏风冷却水组件、水源热泵、空气源热泵、天然气组件、瓦斯发电组件、太阳能组件及换热件,换热件用于制取洗浴热水、为煤矿提供热量和吸收煤矿内的热量,其分别与热回收机组、水源热泵、空气源热泵、天然气组件、瓦斯发电组件及太阳能组件连通。本发明公开的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统,运行费用低,能够同时为煤矿制热、制冷以及制取温度适宜的洗浴热水,设备安全性较高,实现了能源的梯级利用,增加了能源的综合利用率,达到了节能减排的目的。(The invention relates to the technical field of waste heat utilization of coal mines, and discloses a system integrating functions of heating, refrigerating and bathing hot water preparation of a coal mine. The system disclosed by the invention integrates the functions of heating, refrigerating and preparing bath hot water in a coal mine, has low operation cost, can simultaneously heat, refrigerate and prepare bath hot water with proper temperature for the coal mine, has higher equipment safety, realizes the gradient utilization of energy, increases the comprehensive utilization rate of the energy, and achieves the purposes of energy conservation and emission reduction.)

集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统

技术领域

本发明涉及煤矿的余热利用技术领域，尤其涉及一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统。

背景技术

煤矿企业规模庞大，创造巨大经济效益的同时，也是重点能耗企业，除了常年用电、洗浴热水、衣物烘干等需求外，在冬季还必须要配备建筑采暖装置以满足井筒防冻的需求，在夏季还必须要配备建筑供冷装置以满足井下降温的需求。

煤矿用热大多通过燃煤锅炉、燃气锅炉或电锅炉来满足。然而，燃煤锅炉存在热效率低、污染物直接排放、资源浪费等问题，使得燃煤锅炉的适用性较低。燃气锅炉存在氮氧化物排放高、运行费用高等问题，在启停炉期间***事故也时有发生，使得燃气锅炉的安全性较差。电锅炉虽然运行相对安全，但应用受煤矿电容量限制，且运行费用也较高。

煤矿用冷大多采用冷水机组、或者燃气锅炉和蒸汽型溴化锂冷水机组的组合来满足，前者存在设备利用率低的问题，后者除了存在设备利用率低的问题，还存在运行费用高、制冷性能系数低(新机组的制冷性能系数仅为1.2)、制冷量衰减速度快(一般每年衰减1％左右)等问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统及煤矿的余热利用，解决了现有技术存在的安全性低、环境污染严重、运行费用高的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统，包括：热回收机组，其内的循环水能够吸收空气压缩机的润滑油的热量形成高温循环水；乏风冷却水组件，其内的循环水能够吸收乏风、和/或冷却水的热量形成低温传热水，所述冷却水包括矿井涌水、和/或设备冷却水；水源热泵，其与所述乏风冷却水组件连通，所述水源热泵能够吸收所述低温传热水内的热量以用于加热循环水使其升温为高温循环水，所述水源热泵还能够吸收循环水的热量使其降温为供冷水；空气源热泵，其能够以空气为热源制取高温循环水，或者以空气为热汇制取供冷水；天然气组件，其能够以天然气为燃料加热循环水使其升温为高温循环水、和/或蒸汽；瓦斯发电组件，其能够将瓦斯的化学能转换为电能，还能够利用发电所产生的余热加热循环水使其升温为高温循环水；太阳能组件，其能够利用太阳能加热循环水使其升温为高温循环水，还能够将所述太阳能转换为电能；换热件，用于制取洗浴热水、为煤矿提供热量和吸收煤矿内的热量，其分别与所述热回收机组、所述水源热泵、所述空气源热泵、所述天然气组件、所述瓦斯发电组件及所述太阳能组件连通。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统还包括储电组件，所述储电组件的输入端分别与所述瓦斯发电组件、所述太阳能组件、所述水源热泵及所述空气源热泵电连接。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述储电组件包括储能电池和储能流变器，所述储能电池和所述储能流变器电连接，所述储能流变器分别与所述瓦斯发电组件和所述太阳能组件电连接。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统还包括电源，所述电源分别与所述储电组件、所述瓦斯发电组件、所述太阳能组件、所述空气源热泵及所述水源热泵电连接。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述换热件包括制热件、浴室防垢换热器及制冷换热器，所述制冷换热器与所述水源热泵、和/或所述空气源热泵连通，且所述制冷换热器能够吸收煤矿内的热量，所述制热件能够为煤矿提供热量，所述浴室防垢换热器内的高温循环水能够加热洗浴冷水。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述制热件包括水暖暖气片、汽暖暖气片、风机盘管及地暖中的一个或者至少两个，所述汽暖暖气片与所述天然气组件连通，所述高温循环水的温度位于第一温度和第二温度之间时，所述换热件为所述风机盘管、和/或所述地暖、和/或浴室防垢换热器，所述高温循环水的温度位于第二温度和第三温度之间时，所述换热件为所述水暖暖气片，所述第一温度、所述第二温度及所述第三温度依次增大。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述浴室防垢换热器包括：箱体，开设有进水口和出水口；一级集水器，设置于所述箱体内；二级集水器，设置有至少一个，所述二级集水器一端封闭，另一端连通于所述一级集水器；一级分水器，设置于所述箱体内；二级分水器，每个所述二级分水器均与一个所述二级集水器相对而设，所述二级分水器一端封闭，另一端连通于所述一级分水器；盘管，呈螺旋状结构，所述盘管的一端连通所述二级集水器，另一端连通相对的所述二级分水器。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述乏风冷却水组件包括乏风喷淋塔、净化件及冷却水换热器，所述乏风喷淋塔和所述净化件串联后与所述冷却水换热器并联设置，所述乏风喷淋塔能够吸收所述乏风的热量形成低温传热水，所述净化件能够净化经所述乏风喷淋塔排出的所述低温传热水，所述冷却水换热器能够吸收所述冷却水的热量形成低温传热水。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，空气的温度低于预设温度时，所述空气源热泵的出口与所述水源热泵的进口连通，所述空气源热泵内的传热水能够吸收空气的热量加热为低温传热水，所述水源热泵内的循环水能吸收低温传热水的热量加热为高温循环水。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述天然气组件包括热水天然气锅炉和蒸汽天然气锅炉，所述热水天然气锅炉和所述蒸汽天然气锅炉并联设置，所述热水天然气锅炉能够以天然气为燃料加热循环水使其升温为高温循环水，所述蒸汽天然气锅炉能够以天然气为燃料加热循环水使其升温为蒸汽。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述蒸汽天然气锅炉的出口与所述换热件连通，或者所述蒸汽天然气锅炉的出口通过汽水换热器与所述换热件连通，所述汽水换热器内的循环水能够吸收所述蒸汽的热量形成高温循环水。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述瓦斯发电组件包括瓦斯发电机组、瓦斯换热器及余热锅炉，所述瓦斯换热器能够利用所述瓦斯发电机组的缸套冷却水的热量以使循环水加热为高温循环水，所述余热锅炉能够利用所述瓦斯发电机组的烟气的热量以使循环水加热为高温循环水。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述太阳能组件包括太阳能集热机组和光伏发电机组，所述太阳能集热机组和所述光伏发电机组并联设置，所述太阳能集热机组能够利用太阳能加热循环水使其升温为高温循环水，所述光伏发电机组能够将所述太阳能转换为电能。

作为一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的优选方案，所述集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统还包括冷却组件，所述热回收机组的润滑油的出口直接与所述空气压缩机连通，或者所述润滑油的出口通过所述冷却组件与所述空气压缩机连通。

本发明的有益效果为：本发明公开的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统，运行费用低，能够同时为煤矿制热、制冷以及制取温度适宜的洗浴热水，由于使用空气压缩机润滑油的热量以及使用乏风、矿井涌水、设备冷却水、瓦斯、空气、太阳能及天然气作为能源，设备安全性较高，实现了能源的梯级利用，增加了能源的综合利用率，达到了节能减排的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施例提供的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统的框图。

图中：

1、热回收机组；

21、乏风喷淋塔；22、净化件；23、冷却水换热器；

3、水源热泵；

4、空气源热泵；

51、热水天然气锅炉；52、蒸汽天然气锅炉；53、汽水换热器；

61、瓦斯发电机组；62、瓦斯换热器；63、余热锅炉；

71、太阳能集热机组；72、光伏发电机组；

81、制热件；82、浴室防垢换热器；83、制冷换热器；

9、储电组件；91、储能电池；92、储能流变器；

10、电源。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供一种集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统，该系统包括热回收机组1、乏风冷却水组件、水源热泵3、空气源热泵4、天然气组件、瓦斯发电组件、太阳能组件及换热件，热回收机组1内的循环水能够吸收空气压缩机的润滑油的热量形成高温循环水，乏风冷却水组件内的循环水能够吸收乏风、和/或冷却水的热量形成低温传热水，冷却水包括矿井涌水、和/或设备冷却水，水源热泵3与乏风冷却水组件连通，水源热泵3能够吸收低温传热水内的热量以用于加热循环水使其升温为高温循环水，水源热泵3还能够吸收循环水的热量使其降温为供冷水，空气源热泵4其能够以空气为热源制取高温循环水，或者以空气为热汇制取供冷水，天然气组件能够以天然气为燃料加热循环水使其升温为高温循环水、和/或蒸汽，瓦斯发电组件能够将瓦斯的化学能转换为电能，还能够利用发电所产生的余热加热循环水使其升温为高温循环水，太阳能组件能够利用太阳能加热循环水使其升温为高温循环水，还能够将太阳能转换为电能。换热件用于制取洗浴热水、为煤矿提供热量、以及吸收煤矿内的热量，其分别与热回收机组1、水源热泵3、空气源热泵4、天然气组件、瓦斯发电组件及太阳能组件连通。

需要说明的是，图1中的实线代表两两连通，虚线代表电连接。本实施例的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统还包括冷却组件，热回收机组1的润滑油的出口直接与空气压缩机连通，或者润滑油的出口通过冷却组件与空气压缩机连通。具体地，当与循环水换热后的润滑油的温度降至60℃以下时，热回收机组1的润滑油的出口直接与空气压缩机连通，而当与循环水换热后的润滑油的温度降仍超过60℃时，润滑油需要首先经冷却组件进行降温，然后再返回空气压缩机。具体地，冷却组件为改进前用于冷却空气压缩机出口的润滑油的结构，冷却组件用于对润滑油进行冷却。

本实施例提供的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统，运行费用低，能够同时为煤矿制热、制冷以及制取温度适宜的洗浴热水，由于使用空气压缩机润滑油的热量以及使用乏风、矿井涌水、设备冷却水、瓦斯、空气、太阳能及天然气作为能源，设备安全性较高，实现了能源的梯级利用，增加了能源的综合利用率，达到了节能减排的目的。

如图1所示，本实施例的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统还包括储电组件9，储电组件9用于储存电能，储电组件9的输入端分别与瓦斯发电组件、太阳能组件、水源热泵3及空气源热泵4电连接。具体地，如图1所示，本实施例的储电组件9包括储能电池91和储能流变器92，储能电池91和储能流变器92电连接，储能流变器92分别与瓦斯发电组件和太阳能组件电连接。

当瓦斯发电组件和太阳能组件的发电量较多时，多余的电能能够存储在储电组件9内，以便于瓦斯发电组件和太阳能组件发电不足时为系统提供电能，从而保证整个系统的正常运行。

如图1所示，本实施例的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统还包括电源10，该电源10为发电厂，电源10分别与储电组件9、瓦斯发电组件、太阳能组件、空气源热泵4及水源热泵3电连接。当瓦斯发电组件和太阳能组件发电不足，且储电组件9内的电量被耗尽时，电源10能够为空气源热泵4和水源热泵3提供电能。若是电源10提供的电价按分时电价政策执行，可考虑在电价低谷段从发电厂购电蓄存在储能电池91中，然后在电价高峰时段，储能电池91释放电能供空气源热泵4和水源热泵3使用，不但可以节省用电成本，还可达到电网调峰的作用，达到削峰填谷的目的。

如图1所示，本实施例的换热件包括制热件81、浴室防垢换热器82及制冷换热器83，制冷换热器83与水源热泵3、和/或空气源热泵4连通，且制冷换热器83能够吸收煤矿内的热量，制热件81能够为煤矿提供热量，浴室防垢换热器82内的高温循环水能够加热洗浴冷水。

具体地，制热件81包括水暖暖气片、汽暖暖气片、风机盘管及地暖中的一个或者至少两个，汽暖暖气片与天然气组件连通，高温循环水的温度位于第一温度和第二温度之间时，换热件为风机盘管、和/或地暖、和/或浴室防垢换热器82，高温循环水的温度位于第二温度和第三温度之间时，换热件为水暖暖气片，第一温度、第二温度及第三温度依次增大。本实施例的第一温度为45℃，第二温度为55℃，第三温度为70℃。当然，在本发明的其他实施例中，第一温度、第二温度及第三温度并不限于本实施例的这种限定，还可以为其他数值，具体根据实际需要设置。

进一步地，当高温循环水通过制热件81为矿井提供热量时，矿井内的温度能够升高至20℃左右，而高温循环水降温至40℃-55℃后返回热回收机组1、水源热泵3、空气源热泵4、天然气组件、瓦斯发电组件及太阳能组件，进而被重新加热为温度在第一温度和第三温度之间的高温循环水。

本实施例的浴室防垢换热器82包括箱体、一级集水器、二级集水器、二级分水器及盘管，浴室防垢换热器82的具体结构未在图中示出，箱体上开设有进水口和出水口，一级集水器设置于箱体内，二级集水器设置有至少一个，二级集水器一端封闭，另一端连通于一级集水器，一级分水器设置于箱体内，每个二级分水器均与一个二级集水器相对而设，二级分水器一端封闭，另一端连通于一级分水器，盘管呈螺旋状结构，盘管的一端连通二级集水器，另一端连通相对的二级分水器。

本实施例的浴室防垢换热器82，通过螺旋状结构的盘管，其一方面有效增加单位体积内的换热面积，另一方面弯曲的螺旋通道有利于增强流体的湍流状态，减小通道内流体阻力，有助于提高换热效率。此外，螺旋状结构的盘管会因管内外介质温度的变化而小幅度伸缩，由于水垢与不锈钢膨胀系数不同，盘管外表面形成的水垢会自行脱落，有效避免水垢累积。

如图1所示，本实施例的乏风冷却水组件包括乏风喷淋塔21、净化件22及冷却水换热器23，乏风喷淋塔21和净化件22串联后与冷却水换热器23并联设置，乏风喷淋塔21能够吸收乏风的热量形成低温传热水，净化件22能够净化经乏风喷淋塔21排出的低温传热水，冷却水换热器23能够吸收冷却水的热量形成低温传热水。

具体地，乏风作为热源时，水源热泵3按制热工况运行，循环水通过乏风喷淋塔21吸收乏风的热量，温度升至13℃-20℃，形成低温传热水，低温传热水经净化件22净化后通过管道送至水源热泵3内，水源热泵3吸收低温传热水的热量，使低温传热水降温至8℃-15℃返回乏风喷淋塔21循环使用，循环水被加热至45℃-70℃后通过供水管道供给换热件。

乏风作为热汇时，水源热泵3按制冷工况运行，水源热泵3还能够吸收循环水的热量使其降温为供冷水，循环水的温度由12℃降至7℃，同时，低温传热水形成高温传热水，低温传热水的温度为32℃，高温传热水的温度升至37℃，7℃的冷却水通过供水管道输送至制冷换热器83内，将室内温度冷却至25℃左右，冷却水温度升至12℃后形成循环水，循环水再通过回水管道送回水源热泵3循环使用。37℃的高温传热水通入乏风喷淋塔21内与乏风进行热交换，温度降至32℃后返回水源热泵3循环使用。

本实施例的空气的温度低于预设温度时，预设温度为0℃，空气源热泵4的出口与水源热泵3的进口连通，空气源热泵4内的传热水能够吸收空气的热量加热为低温传热水，水源热泵3内的循环水能吸收低温传热水的热量加热为高温循环水。当空气的温度不低于预设温度时，空气源热泵4直接吸收空气的热量将循环水加热为高温循环水。

具体地，空气作为热源时，空气源热泵4按制热工况运行，当空气温度不低于0℃时，空气源热泵4在电能驱动下从空气中提取热量，消耗的电能和提取的热量全部转移给制冷换热器83侧的循环水，循环水被加热至45℃-70℃后通过供水管道供给换热件，高温循环水温度降至40℃-55℃后通过回水管道送回空气源热泵4循环使用。当空气温度低于0℃时，空气源热泵4与水源热泵3共同将循环水加热为高温循环水，即此时空气源热泵4与水源热泵3耦合运行，空气源热泵4在电能驱动下从空气中提取热量，消耗的电能和提取的热量全部转移给制冷换热器83侧的传热水，传热水被加热至20℃后形成低温传热水，低温传热水通过管道送入水源热泵3内，水源热泵3在电能驱动下从20℃的低温传热水中提取热量，低温传热水的温度降至15℃后返回空气源热泵4的制冷换热器83循环使用。水源热泵3消耗的电能和从20℃的低温传热水中提取的热量全部转移给循环水，循环水被加热至45℃-70℃后通过供水管道供给换热件，高温循环水温度降至40℃-55℃后通过回水管道送回空气源热泵4循环使用。

空气作为热汇时，空气源热泵4按制冷工况运行，空气源热泵4在电能驱动下从蒸发器侧的循环水中提取热量，循环水温度由12℃降至7℃，形成冷却水。7℃冷却水通过供水管道输送至制冷换热器83内，从而将室内温度冷却至25℃左右，冷却水温度升高至12℃后形成循环水，12℃的循环水通过回水管道送回空气源热泵4循环使用。空气源热泵4消耗的电能和从循环水中提取的热量全部传递给制冷换热器83侧的外界空气中。

需要说明的是，当乏风热汇不足时，可采用乏风作为主要热汇，空气作为补充热汇进行制冷。

如图1所示，本实施例的天然气组件包括热水天然气锅炉51和蒸汽天然气锅炉52，热水天然气锅炉51和蒸汽天然气锅炉52并联设置，热水天然气锅炉51能够以天然气为燃料加热循环水使其升温为高温循环水，蒸汽天然气锅炉52能够以天然气为燃料加热循环水使其升温为蒸汽。蒸汽天然气锅炉52的出口与换热件连通，或者蒸汽天然气锅炉52的出口通过汽水换热器53与换热件连通，汽水换热器53内的循环水能够吸收蒸汽的热量形成高温循环水。

具体地，对于热水天然气锅炉51，利用天然气燃烧产生的高温烟气将循环水加热为45℃-70℃的高温循环水，高温循环水通过供水管道供给换热件，高温循环水温度降至40℃-55℃后通过回水管道送回热水天然气锅炉51循环使用。对于蒸汽天然气锅炉52，利用天然气燃烧产生的高温烟气加热冷凝水制取蒸汽，通过供汽管道供出，既可供给汽暖暖气片将室内温度加热至20℃左右，也可供给汽水换热器53来制取45℃-70℃的高温循环水，蒸汽冷凝成液态水后通过回水管道送回蒸汽天然气锅炉52循环使用，45℃-70℃的高温循环水通过供水管道供给换热件，高温循环水温度降至40℃-55℃后形成循环水，循环水通过回水管道送回汽水换热器53循环使用。

如图1所示，本实施例的瓦斯发电组件包括瓦斯发电机组61、瓦斯换热器62及余热锅炉63，瓦斯换热器62能够利用瓦斯发电机组61的缸套冷却水的热量以使循环水加热为高温循环水，余热锅炉63能够利用瓦斯发电机组61的烟气的热量以使循环水加热为高温循环水。

具体地，中低浓度瓦斯燃烧产生的高品位能量用于驱动瓦斯发电机组61发电，瓦斯发电机组61发电过程中产生的80℃-110℃的缸套冷却水通入瓦斯换热器62与循环水进行热交换，发电过程中产生的350℃-600℃的烟气通入余热锅炉63与循环水进行换热，使温度较低的循环水加热为45℃-70℃的高温循环水，缸套冷却水的温度降至适当温度后返回瓦斯发电机组61循环使用，缸套冷却水的温度一般降至70℃以下，进入余热锅炉63的烟气与循环水换热后排入大气中，45℃-70℃的高温循环水通过供水管道供给换热件，高温循环水温度降至40℃-55℃后形成循环水，循环水通过回水管道送回瓦斯换热器62和余热锅炉63循环使用。由于实现了能源梯级利用，该技术具有较高的能源综合利用效率。

如图1所示，本实施例的太阳能组件包括太阳能集热机组71和光伏发电机组72，太阳能集热机组71和光伏发电机组72并联设置，太阳能集热机组71能够利用太阳能加热循环水使其升温为高温循环水，光伏发电机组72能够将太阳能转换为电能。

具体地，利用太阳能发电时，光伏发电机组72设置在建筑楼顶或采空区，利用光伏发电机组72的太阳能电池将太阳能直接转换成电能。利用太阳能集热时，通过太阳能集热机组71的太阳能集热管把太阳能转化为热能，将循环水加热至45℃-70℃的高温循环水后储存在蓄水箱内，通过供水管道供给换热件，高温循环水温度降至40℃-55℃后形成循环水，循环水通过回水管道送回太阳能集热管循环使用。

需要说明的是，由于煤矿的余热资源具有种类多、体量大、品位低及稳定可靠等优点，使得余热资源的利用成为可能，发展余热回收利用技术，是煤矿合理用能、实现节能减排的有效途径。可利用的余热资源包括乏风、矿井涌水、设备冷却水、空气压缩机润滑油、瓦斯发电机排烟及缸套冷却水等，其中，设备冷却水包括瓦斯抽放泵排出的冷却水、减速机排出的冷却水等。合理利用余热一般至少可解决煤矿50％的用热需求，而对于水流量高的煤矿，甚至可解决整个煤矿的用热需求。以中国山西晋城市第一煤矿和河南永城市第二煤矿为例，第一煤矿的热需求量为20MW，虽然水流量仅为12m³/h，但设备冷却水、乏风、瓦斯发电机余热、空气压缩机余热总量达到14MW；第二煤矿的热需求量为12MW，仅矿井涌水余热高达10.2MW，水流量达到625m³/h，再加上乏风、空气压缩机的润滑油、设备冷却水的余热，余热总量达到20MW。

具体地，实际应用时，优先选用乏风、矿井涌水、瓦斯等余热资源及空气、太阳能等可再生能源，实现能源的梯级利用，减少对环境的污染，具有较高的能源综合利用率，热效率得到提高，运行成本得到降低。

本实施例的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统具有以下优点：

经济性好，本实施例的集煤矿采暖、制冷及制取洗浴热水的功能为一体的系统能够充分利用余热资源和可再生能源，与当前制冷系统、制热系统相比，虽然初投资高，但每年运行费用节省50％以上，增加的初投资一般在3年内可收回；

节能减排效果显著，具体应用时，优先利用余热资源和可再生能源，实现了能源梯级利用，具有较高的能源综合利用率，与当前制冷系统、制热系统相比，仅需消耗少量电能，不需消耗煤炭，不需消耗或仅需消耗少量天然气，大大减少氮氧化物、二氧化碳等污染物排放，节能减排优势明显；

更安全、更稳定且更可靠，在热源、热汇方面，优先选用稳定可靠的资源，稳定性、连续性相对较差的可再生资源作为补充、备用，在技术方面，优先选用成熟的无动力或动力部件少的设备，确保系统运行稳定、可靠。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。