一种矿区多能互补清洁供热系统及使用方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114719322A(43)申请公布日2022.07.08(21)申请号202210343963.6E21F17/00(2006.01)(22)申请日2022.04.02H02J3/38(2006.01)C12M1/107(2006.01)(71)申请人中煤能源研究院有限责任公司C12M1/02(2006.01)地址710000陕西省西安市碑林区雁塔路C12M1/00(2006.01)北段66号中煤能源大厦二层F24D101/40(2022.01)(72)发明人李瑞华董宝光李超王东军武进王帅王龙飞李庆赵泽盟李智锋史元腾(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师朱海临(51)Int.Cl.F24D11/02(2006.01)F24D18/00(2022.01)E21F1/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种矿区多能互补清洁供热系统及使用方法(57)摘要本发明提供了一种矿区多能互补清洁供热系统及使用方法，通过将矿井中已有的多种能源进行有效分配，可根据矿区生产用热需求，按照基本负荷和调峰负荷将热泵、余热、光热、生物质、光伏等集成一体，构建多能互补供热微网，可通过供热基本负荷单元的持续供热，以及供热调峰负荷单元的调节供热，解决了单一供热能力不足、不稳定的问题，实现多能互补协同清洁供热，为完全替代锅炉燃煤供热提供了解决方案。CN114719322ACN114719322A权利要求书1/2页1.一种矿区多能互补清洁供热系统，其特征在于，包括矿井(1)、供热基本负荷单元、用热终端(5)、供热调峰负荷单元、沼气发酵池(7)、储气罐(8)、热水罐(11)、冷水罐(12)、用电终端(14)和烟囱(15)；所述矿井(1)的输出端包括矿井水输出端、乏风输出端、瓦斯输出端和采煤沉陷区输出端，其中矿井水输出端和乏风输出端连接供热基本负荷单元的输入端，瓦斯输出端与沼气发酵池(7)的沼气输出端混合连接后接入储气罐(8)的输入端；采煤沉陷区输出端连接用电终端(14)；所述供热基本负荷单元的输出端连接用热终端(15)；储气罐(8)的输出端连接供热调峰负荷单元；其中供热调峰负荷单元的输出端包括发电输出端、废气输出端和换热水输出端，所述发电输出端接入用电终端(14)，废气输出端接入烟囱(15)；换热水输出端连接热水罐(11)的进水口，热水罐(11)的出水口分两路支管设置，其中一路支管经过沼气发酵池(7)，另一路支管经过用热终端(5)后与经过沼气发酵池(7)的管路合并后连接冷水罐(12)的进水口，冷水罐(12)的出水口连接供热调峰负荷单元的输入端，形成水的换热循环。2.根据权利要求1所述的一种矿区多能互补清洁供热系统，其特征在于，所述供热基本负荷单元包括水源热泵(2)和乏风热泵(3)；所述矿井(1)的矿井水输出端连接水源热泵(2)；矿井(1)的乏风输出端连接乏风热泵(3)，所述水源热泵(2)的输出端和乏风热泵(3)的输出端合并连接后接入至用热终端(5)。3.根据权利要求2所述的一种矿区多能互补清洁供热系统，其特征在于，所述供热基本负荷单元还包括空压机冷却余热单元(4)，所述空压机冷却余热单元(4)的输出端与水源热泵(2)的输出端和乏风热泵(3)的输出端合并连接后接入至用热终端(5)。4.根据权利要求1所述的一种矿区多能互补清洁供热系统，其特征在于，所述供热调峰负荷单元包括光热采暖设备(6)和沼气发电机组(9)；所述沼气发电机组(9)的输入端连接储气罐(8)的输出端，沼气发电机组(9)的输出端包括发电输出端、废气输出端和换热水输出端，其中发电输出端连接用电终端(14)；废气输出端至烟囱(15)，换热水输出端连接热水罐(11)的进水口，热水罐(11)的出水口分两路支管设置，其中一路支管经过沼气发酵池(7)，另一路支管经过用热终端(5)后与经过沼气发酵池(7)的管路合并后连接冷水罐(12)的进水口，冷水罐(12)的出水口分两路支管，其中一路支管连接至沼气发电机组(9)，另一路支管经过光热采暖设备(6)后与沼气发电机组(9)的换热水输出端合并连接至热水罐(11)的进水口处。5.根据权利要求4所述的一种矿区多能互补清洁供热系统，其特征在于，所述供热调峰负荷单元还包括烟气余热换热器(10)，所述烟气余热换热器(10)的输入端分别连接沼气发电机组(9)的废气输出端和换热水输出端，其中废气输出端通过烟气余热换热器(10)接入烟囱(15)，换热水输出端通过烟气余热换热器(10)接入热水罐(11)。6.根据权利要求1所述的一种矿区多能互补清洁供热系统，其特征在于，所述矿井(1)的采煤沉陷区输出端布置若干光伏发电设备(13)，若干光伏发电设备(13)接入用电终端(