CN102619546A - 主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置 - Google Patents

Abstract

一种主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置，属于矿井通风与热能利用技术领域。其特征是该系统由扩散塔、扩散塔出风口、支撑托架、环状换热器、风管、电动风量调节阀、可调角度弯头、导流板、防雨罩、制冷剂管道、压缩机、冷凝器、节流阀、水泵和水管组成。在扩散塔出风口外沿支撑托架上安装环状换热器，在环状换热器的内侧设置导流板，导流板和防雨罩组成一个整体；在环状换热器上方，用于除尘的风管依次连接电动风量调节阀和可调角度弯头。本发明的效果和益处是使矿井排风中的低位热能得到回收，依靠主扇过余的静压即可克服环状换热器产生的阻力，同时不影响井下灾变时期的矿井反风。

Description

主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置

技术领域

本发明属于矿井通风与热能利用技术领域，涉及一种主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置。

背景技术

矿井排风的温度与湿度一年四季基本维持恒定，其中蕴藏着大量的低温热能，目前这部分热能尚未被充分利用。热泵技术作为一种高效、节能、环保的供热/供冷方式，可利用矿井排风中蕴藏的低温热能，制取热量/冷量，以满足矿井井筒保温、地面建筑空调、采暖以及生活用热的需求。

目前，国内外学者报道了有关矿井排风中热量回收装置。有的在回风井出口风道或旁路风道里设置换热器提取热量，有的在扩散塔塔体顶部出口全断面设置换热器或喷淋设备提取热量，这些换热装置产生的局部阻力将增加主扇的静压消耗，影响主扇的静压回收。同时，回风中所携带的粉尘在喷淋换热过程中易堆积在换热器表面，降低换热效率。例如，朱晓彦设计一种矿井回风热回收利用装置(专利号：ZL200620078177.4)，在风道出口或旁路风道里设有热交换器，用以提取回风流中的热量，该换热器布置在风道里会增加风道风速，增大通风阻力。王建学等设计一种矿井回风源热泵系统(授权公告号：CN201852361U)，该系统由扩散塔和热泵机组组成，在扩散塔出风口上方全断面设置换热器，在换热器内设有若干喷淋管，水循环回路中的水经喷淋后被回风流加热，为水源热泵机组提供热量，喷淋中产生的水雾粉尘易于附着在换热器表面。因此，提高热回收效率、降低主扇在换热器上的静压消耗，是解决矿井排风中低位热能流失问题的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种集矿井排风与热泵技术于一体的新型主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置，借助导流板引导热风流与安装在扩散塔排风口外沿上的环状换热器进行换热，基于热泵循环回收矿井排风中的低位热能，同时维持主扇静压正常回收。

本发明的技术方案是：主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置由扩散塔1、扩散塔出风口2、支撑托架3、环状换热器4、风管5、电动风量调节阀6、可调角度弯头7、导流板8、防雨罩9、制冷剂管道10、压缩机11、冷凝器12、节流阀13、水泵14和水管15组成。其特征在于：在扩散塔出风口2外沿支撑托架3上安装环状换热器4，环状换热器4的环绕形式根据扩散塔出风口2的截面形状来确定，选择圆形或方形；借助导流板8将来自主扇的热风流16引向环状换热器4，使之与环状换热器4内的制冷剂换热，最后来自主扇的热风流16穿过环状换热器4扩散至大气；制冷剂吸收的热量通过热泵循环释放，该热泵循环发生在由制冷剂管道10连接的环状换热器4、压缩机11、冷凝器12和节流阀13构成的环路内；在冷凝器12中，制冷剂释放出的热量加热循环热水，加热后的循环水为风机盘管、生活洗浴用水、矿井进风预热以及其它供热设备提供热量。

本发明在环状换热器4的上方，设置风管5，通过定期引入空气流17清除沉积在环状换热器4表面上的粉尘，提高热量回收效率。根据环状换热器4表面的粉尘堆积情况，利用电动风量调节阀6调节空气流17的供给量。在风管5的A-B段上安装可调角度弯头7，该弯头可以在水平±90°范围内变化，由自控系统控制。当无除尘需要时，通过自控系统将风管5从环状换热器4的上方移开。

本发明将导流板8和防雨罩9连成一体，放置于环状换热器4上方。导流板8和防雨罩9的位置可利用自动控制系统调节。当热泵循环停止时，通过自控系统，将导流板8和防雨罩9所构成的整体向上提升，从而不影响扩散塔的正常排风及换热器的定期除尘。同时在发生井下灾变时，不影响主扇反风。

本发明的效果和益处是：将主扇扩散塔排风和热泵技术有机结合，使矿井排风中的低位热能得到回收，依靠主扇过余的静压即可克服环状换热器产生的阻力，同时不影响井下灾变时期的矿井反风。

附图说明

图1是主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置示意图。

图2是主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置C-C剖面图。

图中：1扩散塔；2扩散塔出风口；3支撑托架；4环状换热器；5风管；6电动风量调节阀；7可调角度弯头；8导流板；9防雨罩；10制冷剂管道；11压缩机；12冷凝器；13节流阀；14水泵；15水管；16来自主扇的热风流；17空气流。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

如图1所示为本发明的“主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置”示意图。在启动热泵循环之前，通过自控系统调节导流板8所处的高度，使导流板8的下端降至环状换热器4的顶沿，进入导流状态。开启热泵循环，来自主扇的热风流16经过扩散塔出风口2流出，在导流板8的引流作用下流向位于扩散塔出风口2外沿支撑托架3上的环状换热器4，在环状换热器4处释放出热量后，汇入大气。制冷剂在环状换热器4处吸收热量，在冷凝器12处放出热量加热循环水，加热后的循环水给风机盘管、生活洗浴用水、矿井进风预热以及其他供热设备等提供热量。关闭热泵循环后，通过自控系统，将导流板8连同防雨罩9一起提升至一定高度，确保正常排风或灾变反风。当系统运行一段时间后，环状换热器4表面会沉积一部分粉尘颗粒，此时启动自动控制系统将风管5移至环状换热器4上方，借助空气流17吹扫沉积在环状换热器4表面上的粉尘，其中除尘强度通过电动风量调节阀6调节空气流17的供给量。

如图2所示，在扩散塔出风口2外沿支撑托架3上安装环状换热器4，环状换热器4根据扩散塔出风口2的形状由一组或多组换热器并联而成。

Claims (2)

1.一种主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置，由扩散塔(1)、扩散塔出风口(2)、支撑托架(3)、环状换热器(4)、风管(5)、电动风量调节阀(6)、可调角度弯头(7)、导流板(8)、防雨罩(9)、制冷剂管道(10)、压缩机(11)、冷凝器(12)、节流阀(13)、水泵(14)和水管(15)组成；其特征在于：在扩散塔出风口(2)的外沿安装支撑托架(3)；在支撑托架(3)的上方安装环状换热器(4)；在环状换热器(4)的内侧安装导流板(8)；在环状换热器(4)的上方安装风管(5)。

2.根据权利要求1所述的一种主扇扩散塔排风口导流板引风及其热能利用装置，其特征在于：将导流板(8)和防雨罩(9)组成一个整体，通过自控系统垂直移动；利用风管(5)定期引入空气流(17)对环状换热器(4)进行除尘。

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