一种开式系统能量转换与利用装置及方法

摘要

本发明公开了属于节能技术领域的一种开式系统能量转换与利用装置及方法，装置由溶液再生器、能量利用子系统的液体出入口、溶液除湿空调机组和能量转换子系统的液体出入口通过液体管路顺序相连并形成回路；本发明中来自矿井地面上溶液再生器中的浓溶液流向矿井下300～800米深的巷道硐室，该能量转换与回收利用装置布置在巷道硐室用于回收来自地面落差为300～800米的浓溶液势能，通过该发明装置转为动能，同时减少了井下浓溶液的势能转换热，提高溶液除湿能力；本装置在开式循环系统中可以高效回收利用势能，大幅度降低开式循环系统的循环泵能耗和冷量输配损失，宜用于深度开采矿井、特高层建筑物。

权利要求

1.一种开式系统能量转换与利用装置，包括溶液再生器(4)、能量利用子系统(2)、溶液除湿空调机组(3)和能量转换子系统(1)；其特征在于，包括溶液再生器(4)、能量利用子系统(2)的液体出入口、溶液除湿空调机组(3)和能量转换子系统(1)的液体出入口通过液体管路顺序相连并形成回路；其中溶液再生器(4)置于矿井地面上，能量利用子系统(2)和能量转换子系统(1)设置于矿井下300～800米深的巷道硐室，能量转换子系统(1)用于回收来自地面落差为300～800米的浓溶液势能，能量转换子系统(1)的动力输出与能量利用子系统(2)的动力输入通过机械传动的方式相连；

所述能量转换子系统(1)包括主轮机(101)和浓溶液储液箱(102)，上方的主轮机(101)通过液体管道与浓溶液储液箱(102)相连；能量转换子系统(1)的液体入口通过竖直的液体管道与主轮机(101)的入口相连；能量转换子系统(1)的液体出口为浓溶液储液箱(102)的出口；能量转换子系统(1)的动力输出为主轮机(101)的主轴；

所述能量利用子系统(2)包括主泵(201)、稀溶液储液箱(202)和电动机(203)；稀溶液储液箱(202)通过液体管道与上方的主泵(201)相连；能量利用子系统(2)的液体出口通过竖直的液体管道与主泵(201)的液体出口相连；能量利用子系统(2)的液体入口为稀溶液储液箱(202)的入口；能量利用子系统(2)的动力输入为主泵(201)的主轴，且主泵(201)的主轴与电动机(203)相连；所述主泵(201)旁通过液体管道并联或串联有至少一台增压泵(204)；

所述主轮机(101)为防爆型轮机，类型为冲击式轮机或反击式轮机，其中反击式轮机为混流式轮机、轴流式轮机、斜流式轮机或贯流式轮机；所述主泵(201)为防爆型泵，类型为容积泵或叶片泵，其中叶片泵为离心泵、轴流泵或混流泵。

2.根据权利要求1所述的一种开式系统能量转换与利用装置，其特征在于，所述主轮机(101)通过液体管道并联或串联有至少一台辅助轮机(103)；主轮机(101)和辅助轮机(103)的轴通过机械汇合传动后成为能量转换子系统(1)的动力输出；

主泵(201)和增压泵(204)的轴通过机械汇合传动后成为能量利用子系统(2)的动力输入，其中增压泵(204)的一侧均连接有电动机(203)；

所述机械汇合传动为齿轮传动，链传动或带传动。

3.根据权利要求1所述的一种开式系统能量转换与利用装置，其特征在于，所述主轮机(101)旁通过液体管道并联或串联有至少一台辅助轮机(103)；辅助轮机(103)和增压泵(204)的数量相等且为一一对应的关系；每一对相对应的辅助轮机(103)的轴和增压泵(204)的轴都通过机械传动的方式相连，且每一个增压泵(204)的轴都与电动机(203)相连。

4.根据权利要求3所述的一种开式系统能量转换与利用装置，其特征在于，所述机械传动为带传动，齿轮传动或者万向节传动。

5.一种根据权利要求1所述的开式系统能量转换与利用装置的开式系统能量转换与利用方法，其特征在于，来自矿井口地面上的溶液再生器(4)的浓溶液流向矿井下300～800米深的巷道硐室，然后垂直下落进入主轮机(101)，浓溶液推动主轮机(101)将势能转化成动能并由主轮机(101)的动力输出轴输出；然后浓溶液依次进入浓溶液储液箱(102)和溶液除湿空调机组(3)，并由溶液除湿空调机组(3)吸收作业区的水蒸气完成除湿作业变成稀溶液后，进入稀溶液储液箱(202)中；随后稀溶液由能量转换子系统(1)的主轮机(101)输出的动能直接驱动能量利用子系统(2)的主泵(201)，使得稀溶液储液箱(202)中的稀溶液返至矿井地面上的溶液再生器(4)，稀溶液在溶液再生器(4)中再转化为浓溶液。

说明书

一种开式系统能量转换与利用装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于节能技术领域，特别地涉及一种开式系统能量转换与利用装置及方法。

背景技术

[0002] 矿井深部作业区是一个高温高湿的环境，湿度往往达到95％以上，为了提升矿井作业环境质量，往往需要对作业区进行降温除湿处理。现如今矿井内作业区采用的除湿方法大多为冷凝除湿。当除湿量较大时，所需要的冷冻水的流量较大，即管网尺寸较大，而且对于落差较大的矿井作业区而言，较大的势能在转换成动能的过程中对管壁的压力非常大，对管网承压能力有很高的要求。除此之外，势能转换过程中会产生较大的摩擦热，不仅降低了冷冻水的除湿能力而且增加了制冷机组的负荷。因此现存的矿井深部作业区除湿技术存在较大的问题。

[0003] 随着溶液除湿技术的逐渐发展，越来越多的场所利用浓溶液进行除湿。需要将低温冷水和除湿溶液由矿井地面冷站输配至距离矿井口地面约几百米深的矿井作业区。如果利用传统的换热设备，溶液从高位的冷站输配至低位的工作区时，大部分势能转换为摩擦热。因此，这样的除湿系统不仅造成输配能耗偏高，而且还将因大量的摩擦热而导致冷量损失偏大。

[0004] 对于高落差场所的溶液开式系统，利用何种设备以实现能量转换是减少能耗的关键问题。轮机和泵是两种作用原理相反的机械设备，轮机可将液体的势能转换为设备的动能，而泵可充分利用该动能将溶液提升一定的高度。因此将轮机和泵通过合理组合，可以实现能量转换与回收的效果，该装置不仅可以降低系统摩擦产生的有害热，而且可以大幅度减少电能等高品位能源的消耗。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种开式系统能量转换与利用装置，其特征在于，包括溶液再生器、能量利用子系统的液体出入口、溶液除湿空调机组和能量转换子系统的液体出入口通过液体管路顺序相连并形成回路；其中溶液再生器置于矿井地面上，能量利用子系统和能量转换子系统设置于矿井下300～800米深的巷道硐室，用于回收来自地面落差为300～800米的浓溶液势能，能量转换子系统的动力输出与能量利用子系统的动力输入通过机械传动的方式相连。

[0006] 所述能量转换子系统包括主轮机和浓溶液储液箱，上方的主轮机通过液体管道与浓溶液储液箱相连；能量转换子系统的液体入口通过竖直的液体管道与主轮机的入口相连；能量转换子系统的液体出口为浓溶液储液箱的出口；能量转换子系统的动力输出为主轮机的主轴；

[0007] 所述能量利用子系统包括主泵、稀溶液储液箱和电动机；稀溶液储液箱通过液体管道与上方的主泵相连；能量利用子系统的液体出口通过竖直的液体管道与主泵的液体出口相连；能量利用子系统的液体入口为稀溶液储液箱的入口；能量利用子系统的动力输入为主泵的主轴，且主泵的主轴与电动机相连。

[0008] 所述主轮机为防爆型轮机，类型为冲击式轮机或反击式轮机，其中反击式轮机为混流式轮机、轴流式轮机、斜流式轮机或贯流式轮机；所述主泵为防爆型泵，类型为容积泵或叶片泵，其中叶片泵为离心泵、轴流泵或混流泵。

[0009] 所述主轮机和所述主泵同缸同轴，主轮机和主泵中间用隔板隔开。

[0010] 所述主泵上方串联有增压泵，所述能量利用子系统的液体出口为增压泵的出口；增压泵由电动机驱动。

[0011] 所述主轮机通过液体管道并联或串联有至少一台辅助轮机；主轮机和辅助轮机的轴通过机械汇合传动后成为能量转换子系统的动力输出；

[0012] 所述主泵旁通过液体管道并联或串联有至少一台增压泵；主泵和增压泵的轴通过机械汇合传动后成为能量利用子系统的动力输入，其中增压泵的一侧均连接有电动机；

[0013] 所述机械汇合传动为齿轮传动，链传动或带传动。

[0014] 所述主泵的主轴上连接有一台电动机，电动机通过负荷加载控制轮机转速，从而控制与调节浓溶液的流量。

[0015] 所述主轮机旁通过液体管道并联或串联有至少一台辅助轮机；所述主泵旁通过液体管道并联或串联有至少一台增压泵；辅助轮机和增压泵的数量相等且为一一对应的关系；每一对相对应的辅助轮机的轴和增压泵的轴都通过机械传动的方式相连，且每一个增压泵的轴都与电动机相连。

[0016] 所述机械传动为带传动，齿轮传动或者万向节传动。

[0017] 一种开式系统能量转换与利用方法，其特征在于，来自矿井口地面上的溶液再生器的浓溶液流向矿井下300～800米深的巷道硐室，然后垂直下落进入主轮机，浓溶液推动主轮机将势能转化成动能并由主轮机的动力输出轴输出；然后浓溶液依次进入浓溶液储液箱和溶液除湿空调机组，并由溶液除湿空调机组吸收作业区的水蒸气完成除湿作业变成稀溶液后，进入稀溶液储液箱中；随后稀溶液由能量转换子系统的主轮机输出的动能直接驱动能量利用子系统的主泵，使得稀溶液储液箱中的稀溶液返至矿井地面上的溶液再生器，稀溶液在溶液再生器中再转化为浓溶液。

[0018] 本发明的有益效果为：

[0019] 1、能量通过开式系统能量转换与利用装置进行合理转化，可以大幅度降低开式系统中摩擦热的产生。

[0020] 2、能量转换子系统中的轮机所输出的动能可以用以驱动能量利用子系统中的泵，合理有效地回收、利用了液体的高落差势能，从而大幅度降低了开式系统的循环泵电耗。

[0021] 3、开式系统能量转换与利用装置若用于输配冷冻水则可大幅度降低因摩擦热所产生的冷量损失。

[0022] 4、开式系统能量转换与利用装置若用于输配除湿溶液，可大幅度提升势能转换成动能的能力，便于控制与利用末端用液装置的溶液。

[0023] 5、通过调节开式系统能量转换与利用装置中的轮机及泵的运行台数，可以高效地转化并回收能量，使得开式系统更高效、稳定运行。

[0024] 6、在主泵一侧配置电动机，通过负荷加载控制轮机转速，从而控制与调节浓溶液流量，进而控制溶液除湿空调机组在矿井作业区的除湿能力。

[0025] 综上，本发明的一种开式系统能量转换与利用装置节能、环保效果显著，可为高落差场所，如高层及超高层建筑或矿井的设计与运行提供参考。

附图说明

[0026] 图1为本发明一种开式系统能量转换与利用装置实施例1的立面示意图；

[0027] 图2为本发明实施例1的结构示意图；

[0028] 图3为本发明实施例2的结构示意图；

[0029] 图4为本发明实施例3的结构示意图；

[0030] 图5为本发明实施例4的结构示意图；

[0031] 图6为本发明实施例5的结构示意图；

[0032] 图7为本发明实施例6的结构示意图；

[0033] 图中：1-能量转换子系统，2-能量利用子系统，3-溶液除湿空调机组，4-溶液再生器，101-主轮机，102-浓溶液储液箱，103-辅助轮机，201-主泵，202-稀溶液储液箱，203-电动机，204-增压泵。

具体实施方式

[0034] 下面结合附图对本发明的实施例进行说明。

[0035] 如图1和图2所示的实施例1，包括用液体管路顺序相连形成回路的溶液再生器4、能量转换子系统1、溶液除湿空调机组3和能量利用子系统2；其中能量转换子系统1包括上下设置的主轮机101和浓溶液储液箱102；能量利用子系统2包括上下设置的主泵201、电动机203和稀溶液储液箱202；溶液再生器设置于矿井地面上，能量转换子系统1与能量利用子系统2设置于距离矿井下距离地面300～500米的矿井巷道硐室中，且能量转换子系统1与能量利用子系统2都距离矿井巷道硐室的末端(最低水平位置)50～100m，矿井巷道硐室中的湿负荷约为94％，溶液除湿空调机组3设置于距离能量转换子系统1和能量利用子系统2深约0～30米处，本实施例通过控制负荷加载控制主轮机101的转速，从而进一步控制与调节浓溶液流量，该浓溶液经浓溶液储液箱102输配至各个采掘面的溶液除湿空调机组3；

[0036] 能量转换子系统1的液体入口，即主轮机101液体入口通过竖直的液体管路与矿井上方的溶液再生器4相连；主轮机101的液体出口通过液体管路与下方的浓溶液储液箱102相连；由于矿井内有易燃易爆的瓦斯气体，因此主轮机101为防爆型主轮机，其中包括冲击式轮机或反击式轮机；反击式轮机可为混流式轮机、轴流式轮机、斜流式轮机或贯流式轮机，主轮机101与浓溶液储液箱102之间的高差约为0.2～1.5米；

[0037] 能量利用子系统2的液体出口，即主泵201的液体出口通过竖直的液体管路与矿井上方的溶液再生器4相连；主泵201的液体入口通过液体管路与下方的稀溶液储液箱202相连；主泵201轴同时与电动机203相连主泵201为防爆型泵，其中包括容积泵或叶片泵；叶片泵可为离心泵、轴流泵或混流泵；主泵201与稀溶液储液箱202之间的高差约为0.2～1.5米；

[0038] 浓溶液储液箱102和稀溶液储液箱202通过溶液除湿空调机组3相连，浓溶液储液箱102中的浓溶液被输送至溶液除湿空调机组3进行除湿作业，除湿之后又被输送至稀溶液储液箱202内；

[0039] 能量转换子系统1的动力输出与能量利用子系统2的动力输入通过机械传动的方式相连；其中能量转换子系统1的动力输出为主轮机101的轴，能量利用子系统2的动力输入为主泵201的轴；

[0040] 本实施例中的溶液再生器4为一种通过加热等技术手段，将从矿井吸湿收集到的稀溶液改变为浓溶液的设备；

[0041] 本实施例中所述的机械传动为带传动，齿轮传动或者万向节传动。

[0042] 实施例1的工作流程为：

[0043] 能量转换子系统1中一台轮机101运转，能量利用子系统2中一台主泵201运转；浓溶液从矿井口地面的溶液再生器4下落，垂直进入能量转换子系统1中的主轮机101，浓溶液推动主轮机101将势能转化成动能并由主轮机101的轴(动力输出轴)输出；然后浓溶液依次进入浓溶液储液箱102和溶液除湿空调机组3，浓溶液在溶液除湿空调机组3中吸收作业区的水蒸气完成除湿作业变成稀溶液后，进入稀溶液储液箱202中；随后稀溶液由能量转换子系统1的主轮机101输出的动能直接驱动能量利用子系统2中的主泵201。在主轮机101和电动机203的驱动下使得稀溶液储液箱202中的稀溶液返至矿井口地面上的溶液再生器4中，稀溶液继续在溶液再生器4中转化为浓溶液，如此循环。

[0044] 由于开式系统在能量转换过程中存在能量损失，而且浓溶液吸收水蒸气变成稀溶液，溶液流量增加。因此，仅依靠能量转换子系统1的主轮机101输出的动能不足以驱动能量利用子系统2中的主泵201提升稀溶液至溶液再生器4中。所以主泵201轴一侧的电动机203可以补偿这部分能量。

[0045] 常规的溶液除湿系统，由于溶液落差小，约100米，除湿溶液循环量小，虽然溶液势能转换成动能的转换率约为80％，但是其势能利用量小，动能利用量较低。在本实施例中由于浓溶液的落差为300～500米，其势能转换成动能的转换率高达约90％。相对于未回收溶液势能的常规溶液除湿系统，因该装置回收了90％的浓溶液势能，可以减少泵耗约85％，同时可以提高溶液除湿能力约54％。

[0046] 如图3所示的实施例2，本实施例中与实施例1相同的部分省略；

[0047] 本实施例在实施例1公开内容的基础上，能量转换子系统1中的主轮机101和能量转换子系统2中的主泵201、电动机203同缸同轴，且主轮机101和主泵201中间用隔板隔开。

[0048] 如图4所示的实施例3，本实施例中与实施例1相同的部分省略：

[0049] 本实施例在实施例1公开内容的基础上，能量转换子系统1中的主轮机101上方串联有一台辅助轮机103；能量利用子系统2中主泵201旁并联有一台增压泵204，其中主泵201和增压泵204轴的一侧分别连接一台电动机203；

[0050] 本实施例中矿井巷道硐室的湿负荷约为98％；

[0051] 能量转换子系统1的动力输出包括：动力主输出和动力辅输出；能量利用子系统2的动力输入包括：动力主输入和动力辅输入；能量转换子系统1的动力主输出与能量利用子系统2的动力主输入通过机械传动的方式相连，且能量转换子系统1的动力辅输出与能量利用子系统2的动力辅输入也通过机械传动的方式相连；

[0052] 动力主输出为主轮机101的轴，动力辅输出为辅助轮机103的轴，动力主输入为主泵201的轴，动力辅输入为增压泵204的轴。

[0053] 实施例3的工作流程为：本实施例中与实施例1相同的部分省略：

[0054] 本实施例中矿井巷道硐室的湿负荷约为98％；

[0055] 本实施例在实施例1公开内容的基础上，能量转换子系统1中一台轮101机和一台辅助轮机103串联运转，能量利用子系统2中一台主泵201和一台增压泵204并联运转；浓溶液从矿井口地面的溶液再生器4下落，垂直进入能量转换子系统1中，然后依次进入主轮机101和辅助轮机103，浓溶液推动主轮机101和辅助轮机103将势能转换成动能并由主轮机
101的轴(动力输出轴)和辅助轮机103的轴(动力输出轴)分别输出；然后浓溶液依次进入浓溶液储液箱102和溶液除湿空调机组3，浓溶液在溶液除湿空调机组3中完成除湿作业变成稀溶液后，进入稀溶液储液箱202中；主轮机101的轴输出的动能驱动主泵201，辅助轮机103的轴输出的动能驱动增压泵204，稀溶液储液箱202中的稀溶液一路经主泵201增压，另一路经增压泵204增压，两路稀溶液汇合后被输送至矿井口地面溶液再生器4。其中，主泵201轴上的电动机203和增压泵204轴上的电动机203一方面用以调节浓溶液的流速以控制除湿能力，另一方面可以补充能量转换过程中的能量损失和提升稀溶液至溶液再生器4所增加的能量。

[0056] 本实施例中矿井巷道硐室湿负荷较实施案例1增大4％，所需浓溶液流量较大，因此，能量转换子系统1需要主轮机101和辅助轮机103串联运行，分别输出转化动能。由于该开式系统在能量转换过程中存在损失，同时浓溶液吸收水蒸气变成稀溶液，稀溶液流量随之增加。所以由主轮机101和辅助轮机103输出的动能不足以驱动能量利用子系统2中的主泵201和增压泵204提升溶液至溶液再生器4。而连接在主泵201和增压泵204轴上的电动机203可以补偿这部分能量。可以辅助将稀溶液提升至溶液再生器4；

[0057] 常规的溶液除湿系统，由于溶液落差小，约100米，除湿溶液循环量小，虽然溶液势能转换成动能的转换率约为80％，但是其势能利用量小，动能利用量较低。在本实施例中由于浓溶液的落差为300～500米，其势能转换成动能的转换率高达约90％。相对于未回收溶液势能的常规溶液除湿系统在高作业湿度的环境下，因该装置回收了90％的浓溶液势能，可以减少泵耗约85％，同时可以提高溶液除湿能力约54％。

[0058] 如图5所示的实施例4，本实施例中与实施例1相同的部分省略：

[0059] 本实施例在实施例1公开内容的基础上，能量转换子系统1中的主轮机101旁并联有一台辅助轮机103；能量利用子系统2中主泵201旁同样并联有一台增压泵204，其中主泵201和增压泵204轴的一侧分别连接一台电动机203；

[0060] 本实施例中矿井巷道硐室的湿负荷约为98％；

[0061] 能量转换子系统1的动力输出包括：动力主输出和动力辅输出；能量利用子系统2的动力输入包括：动力主输入和动力辅输入；能量转换子系统1的动力主输出与能量利用子系统2的动力主输入通过机械传动的方式相连，且能量转换子系统1的动力辅输出与能量利用子系统2的动力辅输入也通过机械传动的方式相连；

[0062] 动力主输出为主轮机101的轴，动力辅输出为辅助轮机103的轴，动力主输入为主泵201的轴，动力辅输入为增压泵203的轴。

[0063] 实施例4的工作流程为：

[0064] 能量转换子系统1中一台轮101机和一台辅助轮机103并联运转，能量利用子系统2中一台主泵201和一台增压泵204并联运转；浓溶液从矿井口地面的溶液再生器4下落，垂直进入能量转换子系统1中，然后分两路进入主轮机101和辅助轮机103，浓溶液推动主轮机101和辅助轮机103将势能转换成动能并由主轮机101的轴(动力输出轴)和辅助轮机103的轴(动力输出轴)分别输出；然后浓溶液依次进入浓溶液储液箱102和溶液除湿空调机组3，浓溶液在溶液除湿空调机组3中完成除湿作业变成稀溶液后，进入稀溶液储液箱202中；主轮机101的轴输出的动能驱动主泵201，辅助轮机103的轴输出的动能驱动增压泵204，稀溶液储液箱202中的稀溶液一路经主泵201增压，另一路经增压泵204增压，两路稀溶液汇合后被输送至矿井口地面溶液再生器4。其中，主泵201轴上的电动机203和增压泵204轴上的电动机203一方面用以调节浓溶液的流速以控制除湿能力，另一方面可以补充能量转换过程中的能量损失和提升稀溶液至溶液再生器4所增加的能量。该矿井作业区湿负荷较实施案例一增大4％，所需浓溶液流量较大，因此，能量转换子系统1需要主轮机101和辅助轮机103并联运行，同时输出转化动能。由于该开式系统在能量转换过程中存在损失，同时浓溶液吸收水蒸气变成稀溶液，稀溶液流量随之增加。所以由主轮机101和辅助轮机103输出的动能不足以驱动能量利用子系统2中的主泵201和增压泵204提升溶液至溶液再生器4。而连接在主泵201和增压泵204轴上的电动机203可以补偿这部分能量。可以辅助将稀溶液提升至溶液再生器4。

[0065] 在本实施例中，由于浓溶液的落差为300～500米，其势能转换成动能的转换率高达约90％。相对于未回收溶液势能的常规溶液除湿系统，因该装置回收了90％的浓溶液势能，可以减少泵耗约80％，同时可以提高溶液除湿能力约60％。

[0066] 如图6所示的实施例5，本实施例中与实施例1相同的部分省略：

[0067] 本实施例在实施例1公开内容的基础上，能量转换子系统1中的主轮机101旁并联有一台辅助轮机103；能量利用子系统2中主泵201的上方串连有一台增压泵204，增压泵204主轴的一侧连接一台电动机203；

[0068] 本实施例中，能量转换子系统1与能量利用子系统2设置于距离矿井下距离地面500～800米的矿井巷道硐室中，矿井巷道硐室中的湿负荷约为98％；

[0069] 本实施例中，能量转换子系统1的动力输出为：主轮机101和辅助轮机103通过机械汇合传动对主轮机101和辅助轮机103所输出的动能汇合后的动力输出；

[0070] 所述的机械汇合传动为齿轮传动，链传动或带传动。

[0071] 实施例5的工作流程为：

[0072] 能量转换子系统1中一台轮101机和一台辅助轮机103并联运转，能量利用子系统2中一台主泵201和一台增压泵204串联运转：浓溶液从矿井口地面的溶液再生器4中流出，垂直下落进入能量转换子系统1后，分两路进入主轮机101和辅助轮机103，分别推动主轮机101和辅助轮机103将浓溶液的势能转化成两股动能，两股动能汇合后输出，驱动能量利用子系统2中的主泵201；然后浓溶液进入浓溶液储液箱102和溶液除湿空调机组3中，浓溶液在溶液除湿空调机组3中完成除湿作业变成稀溶液后，进入稀溶液储液箱202中；由于矿井中湿负荷较大，仅靠一台主泵不足以补偿将稀溶液提升至溶液再生器4中的能量。因此需开启由电动机203驱动的增压泵204，稀溶液从稀溶液储液箱202依次经过主泵201和增压泵
204返至矿井口地面的溶液再生器4。该矿井作业区湿负荷较实施案例1增大4％，所需浓溶液流量较大，因此，能量转换子系统1需要主轮机101和辅助轮机103并联运行，同时输出转化动能。由于该开式系统在能量转换过程中存在损失，浓溶液吸收水蒸气变成稀溶液，稀溶液流量随之增加。同时，该矿井较实施案例1深。所以由主轮机101和辅助轮机103输出的动能不足以驱动能量利用子系统2中的主泵201提升溶液至溶液再生器4。而且连接在主泵201轴上的电动机203也不足以补偿这部分能量。因此，在主泵201上方串联一台由电动机203驱动的增压泵，才可以将稀溶液提升至溶液再生器4。

[0073] 本实施例中的浓溶液的落差为500～800米，其势能转换成动能的转换率高达约90％。相对于未回收溶液势能的常规溶液除湿系统，因该装置回收了90％的浓溶液势能，可以减少泵耗约75％，同时可以提高溶液除湿能力约65％。

[0074] 如图7所示的实施例6，本实施例中与实施例1相同的部分省略：

[0075] 本实施例在实施例1公开内容的基础上，能量转换子系统1中的主轮机101上方串联有一台辅助轮机103；能量利用子系统2中主泵201上串联有一台增压泵204，其中主泵201和增压泵204轴的一侧分别连接一台电动机203；

[0076] 本实施例中，能量转换子系统1与能量利用子系统2设置于距离矿井下距离地面500～800米的矿井巷道硐室中，矿井巷道硐室中的湿负荷约为94％；

[0077] 能量转换子系统1的动力输出包括：动力主输出和动力辅输出；能量利用子系统2的动力输入包括：动力主输入和动力辅输入；能量转换子系统1的动力主输出与能量利用子系统2的动力主输入通过机械传动的方式相连，且能量转换子系统1的动力辅输出与能量利用子系统2的动力辅输入也通过机械传动的方式相连；

[0078] 动力主输出为主轮机101的轴，动力辅输出为辅助轮机103的轴，动力主输入为主泵201的轴，动力辅输入为增压泵204的轴。

[0079] 实施例6的工作流程为：

[0080] 能量转换子系统1中一台轮101机和一台辅助轮机103串联运转，能量利用子系统2中一台主泵201和一台增压泵204串联运转；浓溶液从矿井口地面的溶液再生器4下落，垂直进入能量转换子系统1中，然后依次进入主轮机101和辅助轮机103，浓溶液推动主轮机101和辅助轮机103将势能转换成动能并由主轮机101的轴(动力输出轴)和辅助轮机103的轴(动力输出轴)分别输出；然后浓溶液依次进入浓溶液储液箱102和溶液除湿空调机组3，浓溶液在溶液除湿空调机组3中完成除湿作业变成稀溶液后，进入稀溶液储液箱202中；主轮机101的轴输出的动能驱动主泵201，辅助轮机103的轴输出的动能驱动增压泵204，稀溶液储液箱202中的稀溶液依次经主泵201、增压泵204逐级增压，然后被输送至矿井口地面溶液再生器4。其中，主泵201轴上的电动机203和增压泵204轴上的电动机203一方面用以调节浓溶液的流速以控制除湿能力，另一方面可以补充能量转换过程中的能量损失和提升稀溶液至溶液再生器4所增加的能量。由于开式系统在能量转换过程中存在能量损失，而且浓溶液吸收水蒸气变成稀溶液，溶液流量增加。同时，该矿井较实施例1深。因此，仅依靠能量转换子系统1的主轮机101输出的动能不足以驱动能量利用子系统2中的主泵201提升稀溶液至溶液再生器4中。因此主轮机101上方串联辅助轮机103，分别输出动能，并且分别驱动主泵201和增压泵204。而主泵201和增压泵204轴一侧的电动机203可以补偿部分能量。从而使得稀溶液储液箱202中的稀溶液返至矿井口地面上的溶液再生器4中，稀溶液在溶液再生器4中转化为浓溶液，如此循环。

[0081] 本实施例中，由于浓溶液的落差为500～800米，其势能转换成动能的转换率高达约90％。相对于未回收溶液势能的常规溶液除湿系统，因该装置回收了90％的浓溶液势能，可以减少泵耗约83％，同时可以提高溶液除湿能力约63％。