阅读说明：本技术 一种深井地热高效应用系统 (Deep well geothermal efficient application system ) 是由 徐连满 马柳 潘一山 秦志娇 吴哈萨 李云昊 段鑫 杨羽婷 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种深井地热高效应用系统,包括通过管路相连的地源热泵系统、水源热泵系统、地埋管换热系统、井下热气处理系统、地下矿井水处理系统、生态园区系统和数据处理调节系统。采用地源热泵系统及水源热泵系统,充分利用深井中热能及水能进行矿区废弃地生态园区的建设,不仅可解决深井热害及矿山废弃地的问题,还充分实现了资源高效利用,对矿井灾害防治及矿井资源可持续发展具有重要意义。(The invention relates to a deep well geothermal efficient application system which comprises a ground source heat pump system, a water source heat pump system, a buried pipe heat exchange system, an underground hot gas treatment system, an underground mine water treatment system, an ecological park system and a data processing and adjusting system which are connected through pipelines. The construction of the ecological park of the abandoned land of the mining area is carried out by fully utilizing the heat energy and the water energy in the deep well by adopting the ground source heat pump system and the water source heat pump system, thereby not only solving the problems of heat damage of the deep well and the abandoned land of the mine, but also fully realizing the high-efficiency utilization of resources and having important significance for the prevention and control of mine disasters and the sustainable development of mine resources.)

一种深井地热高效应用系统

技术领域

本发明涉及一种深井地热高效应用系统，特别是一种电磁成形放电线圈缠绕紧固装置。

背景技术

地热在煤矿开采中普遍存在，它是矿井内围岩散发出来的地球内部热量。地热是矿井内空气增温的主要热源，既是矿井热害的根源，又是一种宝贵的地下热源。从矿井中提取地热并充分利用是矿井节源减排能源再利用的重要发展方向。

地源热泵是利用温度相对稳定的地下浅层地热资源，如地下土壤和地下水作为热源，通过管道输送，在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方，在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中，达到降温或制冷目的的循环系统。地源热泵是一种不需要人工冷热源的先进技术，是一种高效、节能、环保新能源运用技术。地源热泵技术获得了越来越多的应用，尤其是在国家政策的推动作用下，我国地源热泵的工程应用正在如火如荼地进行。

矿山废弃地是指在采矿活动中被破坏、未经治理而无法使用的土地。矿山废弃地的出现，导致区域环境的污染、景观的破坏，矿山地质灾害、安全隐患，以及矿区地下含水层破坏、土地资源的浪费。随着现代的技术和新理念在矿山修复中的广泛运用，人们更注重废弃地的再利用和资源的循环使用。生态农业园是发展矿区循环经济的重要载体，利用现代农业新技术对废弃地进行生态修复及景观再造从而建设现代农业生态园区对资源的循环利用和生态环境保护具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种深井地热高效应用系统，采用地源热泵系统及水源热泵系统，充分利用深井中热能及水能进行矿区废弃地生态园区的建设，不仅可解决深井热害及矿山废弃地的问题，还充分实现了资源高效利用，对矿井灾害防治及矿井资源可持续发展具有重要意义。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种深井地热高效应用系统，包括通过管路相连的地源热泵系统、水源热泵系统、地埋管换热系统、井下热气处理系统、地下矿井水处理系统、生态园区系统和数据处理调节系统。

所述的地源热泵系统采用涡旋式压缩机组，地源热泵系统内包含地埋管换热系统，采用竖直式埋管方式，每个换热孔内的U形管之间采用同程并联连接方式，流体流过各埋管的流程相同，各流程中的流体流量和换热量比较均匀。

所述的井下热气处理系统采用布袋除尘器，进口烟道与含尘热气出口位置对应。含尘热气进入进口烟道，经下部气流分布进入除尘器的室，含尘热气在布袋外部过滤，清洁热气从布袋顶部由引风机引出。

所述的地下矿井水处理系统包括预沉池、网格反应池、斜板沉淀池、一级滤池、二级滤池、清水池、吸水井和泵房。

所述的数据处理调节系统包括热源控制系统和水源控制系统，热源控制系统由温度反馈模块、数据计算模块和操作控制模块，水源控制系统由进水量反馈模块、数据计算模块和操作控制模块组成，数据处理系统通过数据显示面板观察进气温度、流量，进水量等信息，下分支系统热源控制系统和水源控制系统先通过反馈模块进行数据分析，再通过数据计算模块进行计算所需的温度或流量，最后通过操作控制模块进行进气量、进水量等操控，调节不同时段气、水的供应。数据处理系统中还包括紧急操作系统，当紧急情况发生时可迅速关闭供气、水，防止意为发生。

所述的生态园区系统包括智能操作区、果蔬种植园区、休闲景观园区和科研实验园区，生态园区系统内设有排风系统。

所述的地下矿井水处理系统的地下采矿工作面通过矿井井下排水管道输送至泵房，泵房左侧通过管道连接水源热泵系统和地下水处理系统，水源热泵系统和地下水处理系统通过管道连接生态园区，向其输送热源与水源；采矿工作面产生的井下地热通过另一侧矿井风井输送到地面，热气由风井通过管道输送至井下地源热泵系统，地源热泵系统另一侧通过管路连接热气处理系统，热气处理系统通过管道连接生态园区，向其输送热源。

所述的压缩机组的换热器选择套管式换热器。

本发明带来的有益效果为：本系统利用了矿区的现有工作面条件和地上空间进行矿区废弃地生态园区的建设，同时采用地源热泵及水源热泵开发利用深井热能和水能资源，并采用智能化控制系统，是一种智能、高效、节能的绿色能源利用方法。本发明同时还可以绿化美化矿区，营造生态景观的效果，生态园区也可进行矿区植被科研实验、种植果蔬供职工食用，有一定经济和生态效益。因此本发明为矿井资源可持续发展和利用提供方向，对资源的循环利用和生态环境保护具有重要意义。

附图说明

图1为深井地热高效应用系统结构示意图。

图2为生态园区结构示意图。

图3为换热管同程并联示意图。

图4为地下矿井水处理系统示意图。

图5为数据处理系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示，本发明提供一种深井地热高效应用系统，矿井地热能水能综合循环利用系统，包括地下采矿工作面1，采矿工作面1产生的地下矿井水通过矿井井下排水管道输送至泵房2，泵房2的左侧通过管道连接水源热泵系统3和地下水处理系统4，水源热泵系统3和地下水处理系统4通过管道连接生态园区5，向其输送热源与水源；采矿工作面1产生的井下地热通过另一侧矿井风井6输送到地面，热气由风井6通过管道输送至井下地源热泵系统7，地源热泵系统7的另一侧连接热气处理系统8，热气处理系统8通过管道连接生态园区5，向其输送热源；地源热泵系统7通过地埋换热管道连接矿区员工宿舍10及食堂11，向其输送热源用于冬季供暖。

所述的数据处理调节系统包括热源控制系统和水源控制系统，热源控制系统由温度反馈模块、数据计算模块和操作控制模块，水源控制系统由进水量反馈模块、数据计算模块和操作控制模块组成，数据处理系统通过数据显示面板观察进气温度、流量，进水量等信息，下分支系统热源控制系统和水源控制系统先通过反馈模块进行数据分析，再通过数据计算模块进行计算所需的温度或流量，最后通过操作控制模块进行进气量、进水量等操控，调节不同时段气、水的供应。数据处理系统中还包括紧急操作系统，当紧急情况发生时可迅速关闭供气、水，防止意为发生。

其中，地源热泵系统7内包含地埋管换热系统9，采用竖直式埋管方式，每个换热孔内的U形管之间采用并联同程连接方式,流体流过各埋管的流程相同，各流程中的流体流量和换热量比较均匀。

如图2所示，生态园区系统根据功能分为智能操作区1、果蔬种植园区5、休闲景观园区7及科研实验园区9共四个功能区。在智能操作区1采用智能数据处理及调节系统中，设置热气控制系统2和水控制系统4，可以自主地根据需要调整供热、水时间，在智能操作区1还包含会议室3，供生态园区工作人员开会办公等使用；智能操作区1紧邻科研实验园区9，科研实验园区9用于科研人员进行科学实验，其中还包括实验操作室10及排风系统11，实验操作室10用于实验人员进行实验准备、实验操作、实验观察以及实验数据整理等工作，排风系统11供园区排风；科研实验园区9通过玻璃廊道8连通休闲景观园区7，休闲景观园区7是为矿区工人等工作人员提供休息及娱乐观景的园区，在休闲景观园区7中还建设咖啡厅6。休闲景观园区7紧邻果蔬种植园区5，食堂利用果蔬种植园区5种植水果蔬菜。

本实施例的一个具体应用为：通过泵房2、风井6收集井下采矿工作面1地热和矿井水，矿井水通过管道进入水源热泵系统3及地下水处理系统4，一部分水经过水源热泵系统3处理后通过管道输送至生态园区5，为其提供热源，其余水体经过地下水处理系统4处理后通过管道排入生态园区5，为其提供水源，地热能则从风井6进入地源热泵系统7，处理后进入热气处理系统8，最终经过除尘等处理后的热能通过管道输送到生态园区5、员工宿舍10及食堂11，向其输送热能，实现了矿井水及水能、地热资源的有效利用。生态园区系统5根据功能分为智能操作区、果蔬种植园区、休闲景观园区及科研实验园区共四个功能区，生态园区5内通过设置智能数据处理及调节系统，根据室外温度条件和室内温度参数控制制热机组的启停，同时可以自主地根据需要调整供给气、水时间。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。