一種充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置制造方法
【專利摘要】一種充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，它包括導(dǎo)風(fēng)筒和由換熱機(jī)構(gòu)、水箱、熱泵機(jī)組組成的循環(huán)水管路，所述導(dǎo)風(fēng)筒設(shè)置在礦井風(fēng)口的頂部，換熱機(jī)構(gòu)安裝在導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)；所述換熱機(jī)構(gòu)包括若干個間隔排列的換熱器和與換熱器連接的上匯水管和下匯水管；循環(huán)水管路中的循環(huán)水經(jīng)上匯水管進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換后匯集到下匯水管，由下匯水管連通至循環(huán)水管路。所述裝置換熱效率高，循環(huán)水不與回風(fēng)直接接觸，水質(zhì)清潔，延長循環(huán)水系統(tǒng)中設(shè)備的使用壽命。
【專利說明】 —種充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及熱泵【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種礦井回風(fēng)的熱能利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井一般采用抽出式的通風(fēng)方式，即從井下抽出的回風(fēng)直接排入大氣。回風(fēng)的溫度常年恒定在20°C以上，這其中蘊(yùn)含大量的低溫?zé)崮?，直接排空不僅使熱能白白浪費(fèi)掉，還造成環(huán)境污染?，F(xiàn)有礦井回風(fēng)余熱利用裝置是在回風(fēng)管道或旁支回風(fēng)管道里設(shè)置噴淋式換熱器收集回風(fēng)熱量，噴淋水匯合到集水池后，進(jìn)入熱泵機(jī)組進(jìn)行熱量提取，形成回風(fēng)的熱能利用系統(tǒng)。但這種換熱方式在噴淋過程中會產(chǎn)生水份蒸發(fā)和散失，水量的流失導(dǎo)致?lián)Q熱效率低，而且采用集水池收集噴淋水，不僅增加建設(shè)成本，而且由于儲水容積大，造成熱量散失?；仫L(fēng)中的煙塵吸附在水中造成水質(zhì)污濁，使循環(huán)水系統(tǒng)中的熱泵機(jī)組、過濾器、水泵、閥門等設(shè)備磨損，影響使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，所述裝置換熱效率高，循環(huán)水不與回風(fēng)直接接觸，水質(zhì)清潔，延長循環(huán)水系統(tǒng)中設(shè)備的使用壽命。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，它包括導(dǎo)風(fēng)筒和由換熱機(jī)構(gòu)、水箱、熱泵機(jī)組組成的循環(huán)水管路，所述導(dǎo)風(fēng)筒設(shè)置在礦井風(fēng)口的頂部，換熱機(jī)構(gòu)安裝在導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)；所述換熱機(jī)構(gòu)包括若干個間隔排列的換熱器和與換熱器連接的上匯水管和下匯水管；循環(huán)水管路中的循環(huán)水經(jīng)上匯水管進(jìn)入換熱器進(jìn)行熱交換后匯集到下匯水管，由下匯水管連通至循環(huán)水管路。
[0006]上述充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，所述換熱器上部為與上匯水管連接的換熱器進(jìn)水管，下部為與下匯水管連接的換熱器出水管；換熱器內(nèi)部分布若干直管式換熱管，換熱管為薄壁金屬管或不銹鋼波紋管。
[0007]上述充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，所述循環(huán)水管路頂部設(shè)置水箱，水箱頂部開有溢流口，水箱內(nèi)設(shè)有浮球閥和液位傳感器。
[0008]上述充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，所述下匯水管后部設(shè)置冷卻塔，冷卻塔內(nèi)安裝噴淋裝置。
[0009]上述充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，增設(shè)電控裝置，所述電控裝置由循環(huán)水管路上的溫度傳感器、液位傳感器、CPU及輔助控制電路構(gòu)成。
[0010]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，使回風(fēng)和低溫水在換熱機(jī)構(gòu)中進(jìn)行熱交換，避免了氣水的直接接觸，一方面礦井回風(fēng)中高濕度的氣體在換熱器中凝結(jié)成水滴放出大量熱，提高換熱效率；另一方面氣體中的粉塵不會進(jìn)入循環(huán)水中，管路中的水質(zhì)清潔，減少熱泵機(jī)組，過濾器，水泵，閥門的磨損，延長設(shè)備的使用壽命。循環(huán)水管路為封閉系統(tǒng)，不產(chǎn)生水分的蒸發(fā)及散失，因而避免了熱量損失。裝置中沒有中間水池和龐大的回風(fēng)旁支管路，整體結(jié)構(gòu)簡化，降低建設(shè)成本。
[0011]熱泵機(jī)組是一種以消耗少量電源，將大量不能直接利用的低溫?zé)崮茏優(yōu)楦邷責(zé)崮艿难b置。礦井回風(fēng)一年四季溫度相對恒定，為熱泵機(jī)組提供大量低溫?zé)嵩?。熱泵機(jī)組排出的低溫水與回風(fēng)溫相差10°c -30°c，選擇適當(dāng)水流量，低溫水通過換熱器可提升5°C -7V,從而實(shí)現(xiàn)回收礦井回風(fēng)中的低溫?zé)崮?，以滿足對熱能或冷量的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型換熱機(jī)構(gòu)的局部俯視圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中各標(biāo)號清單為:1、導(dǎo)風(fēng)筒，2、礦井風(fēng)口，3、換熱機(jī)構(gòu)，4、水管，5、熱泵機(jī)組，6、水泵，7、扶梯，8、檢修平臺，9、水箱，10、浮球閥，11、冷卻塔，12、上匯水管，13、下匯水管，14、換熱器，15、換熱器進(jìn)水管，16、換熱器出水管，17、換熱管，18、吊耳，19、隔音板，20、溫度傳感器，21、
[0016]液位傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0018]如圖1所示，一種充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，它包括導(dǎo)風(fēng)筒1、循環(huán)水管路和電控裝置。循環(huán)水管路包括依次連接的水箱9、換熱機(jī)構(gòu)3、水泵6、熱泵機(jī)組5。導(dǎo)風(fēng)筒I設(shè)置在礦井風(fēng)口 2的頂部，換熱機(jī)構(gòu)3安裝在導(dǎo)風(fēng)筒I內(nèi)。導(dǎo)風(fēng)筒I的外壁上安裝扶梯7，扶梯7上部安裝檢修平臺8，換熱機(jī)構(gòu)3置于檢修平臺8的上部。站在檢修平臺8上可以安裝換熱器14，連接換熱器14下部的下匯水管13。換熱機(jī)構(gòu)3的主體周圍設(shè)有隔音板19，防止噪音對環(huán)境的污染。
[0019]如圖2、圖3所示，換熱機(jī)構(gòu)3包括若干個直管式換熱器14、上匯水管12和下匯水管13。每個換熱器14的上、下端分別連接到上匯水管12和下匯水管13，再由上匯水管12和下匯水管13連通到循環(huán)水管路上。上匯水管12和下匯水管13分別由一條總管和總管分支成的一條縱管和若干條橫管組成。換熱器14之間間隔排列，使回風(fēng)氣流充分穿過其間，提高換熱效果。換熱器14頂部有吊耳18，繩索或不銹鋼絲穿過吊耳18將換熱器固定在上匯水管12上，上匯水管12固定在導(dǎo)風(fēng)筒I的內(nèi)壁上。換熱器的形狀可以是圓筒式換熱器或方筒式換熱器。換熱器14內(nèi)部分布若干換熱管17,換熱管17為薄壁金屬管或不銹鋼波紋管，有利于熱交換。每個換熱器14上部為換熱器進(jìn)水管15,下部為換熱器出水管16 ;換熱器進(jìn)水管15和換熱器出水管16為軟管。循環(huán)水管路的來水連接至上匯水管12的總管，經(jīng)一條縱管和若干條橫管分布后，通過換熱器進(jìn)水管15進(jìn)入每個換熱器14進(jìn)行回風(fēng)和水的熱量交換，回水匯總到下匯水管13的總管進(jìn)入循環(huán)水管路。
[0020]循環(huán)水管路頂部設(shè)敞口式水箱9，水箱9頂部開有溢流口，溢流口與下匯水管13相通。水箱9內(nèi)設(shè)有浮球閥10，由浮球閥10控制循環(huán)水管路中的補(bǔ)水泵是否補(bǔ)水。
[0021]循環(huán)水管路中下匯水管13的后部增設(shè)冷卻塔11。冷卻塔11內(nèi)安裝噴淋裝置。在夏季需要制冷時(shí)，調(diào)整相關(guān)閥門，讓循環(huán)水進(jìn)入冷卻塔11進(jìn)行噴淋蒸發(fā)，可以使進(jìn)一步水溫降低。
[0022]電控裝置由PLC控制器或計(jì)算機(jī)及輔助控制電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集及控制，在導(dǎo)風(fēng)筒I的排風(fēng)口和下匯水管13后部的水管上設(shè)置溫度傳感器20，水箱9內(nèi)設(shè)置液位傳感器21，溫度傳感器20和液位傳感器21連接至PLC控制器或計(jì)算機(jī)，再由PLC控制器或計(jì)算機(jī)自動調(diào)節(jié)水泵的流量和熱泵機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的智能控制，以達(dá)到最佳的節(jié)能效果。
[0023]以下對本實(shí)用新型的工作過程做進(jìn)一步說明:
[0024]本實(shí)用新型包括氣路和循環(huán)水管路，其中氣路的流程為礦井回風(fēng)通過礦井風(fēng)口 2進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)筒1，與導(dǎo)風(fēng)筒I內(nèi)的換熱器14進(jìn)行熱量交換后排入大氣。循環(huán)水管路的流程為水泵6將循環(huán)水泵入熱泵機(jī)組5，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后(冬季制冷、夏季制熱)，經(jīng)水管
4流到水箱9，循環(huán)水通過水箱9底部的上匯水管12進(jìn)入換熱器中的換熱管17，完成回風(fēng)與循環(huán)水的熱交換。熱交換后的循環(huán)水匯總到下匯水管13，重新流回水泵6形成閉合的循環(huán)水管路。
【權(quán)利要求】
1.一種充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，其特征在于，它包括導(dǎo)風(fēng)筒(I)和由換熱機(jī)構(gòu)(3)、水箱(9)、熱泵機(jī)組(5)組成的循環(huán)水管路，所述導(dǎo)風(fēng)筒(I)設(shè)置在礦井風(fēng)口(2)的頂部，換熱機(jī)構(gòu)(3)安裝在導(dǎo)風(fēng)筒(I)內(nèi)；所述換熱機(jī)構(gòu)(3)包括若干個間隔排列的換熱器(14)和與換熱器(14)連接的上匯水管(12)和下匯水管(13);循環(huán)水管路中的循環(huán)水經(jīng)上匯水管(12)進(jìn)入換熱器(14)進(jìn)行熱交換后匯集到下匯水管(13)，由下匯水管(13)連通至循環(huán)水管路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，其特征在于，所述換熱器(14)上部為與上匯水管(12)連接的換熱器進(jìn)水管(15),下部為與下匯水管(13)連接的換熱器出水管(16);換熱器(14)內(nèi)部分布若干直管式換熱管(17),換熱管(17)為薄壁金屬管或不銹鋼波紋管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，其特征在于，所述循環(huán)水管路頂部設(shè)置水箱(9)，水箱(9)頂部開有溢流口，水箱(9)內(nèi)設(shè)有浮球閥(10)和液位傳感器(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，其特征在于，所述下匯水管(13)后部設(shè)置冷卻塔(11)，冷卻塔(11)內(nèi)安裝噴淋裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一頂所述的充分利用礦井回風(fēng)余熱的裝置，其特征在于，增設(shè)電控裝置，所述電控裝置由循環(huán)水管路上的溫度傳感器(20)、液位傳感器(21)、CPU及輔助控制電路構(gòu)成。
【文檔編號】E21F1/00GK203717011SQ201420101993
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】仲繼亮 申請人:山東中科華宇能源技術(shù)有限公司