CN109812289A - 一种直热式矿井回风余热回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种直热式矿井回风余热回收利用装置，包括进风井、回风井，进风井和回风井通过管道连通，在管道上分别设有进风口、出风口；管道内设有若干导热板，靠近进风井一侧的、相邻的两个导热板与管道内壁形成进风换热通道，进风换热管道一端与进风口连通、另一端与进风井连通，外部空气经进风口、进风换热通道输送至进风井内部；靠近回风井一侧的、相邻的两个导热板与管道内壁形成回风换热通道，回风换热管道一端与出风口连通、另一端与回风井连通，矿井内空气由回风井、回风换热通道及出风口排出。本发明装置中，矿井的进回风通过导热板直接进行热交换、换热面积大、换热速度快、余热回收效率高，且设备少、系统简单巧妙、投资小。
Description
技术领域
本发明涉及热交换技术领域，具体涉及一种直热式矿井回风余热回收利用装置。
背景技术
矿井生产由于在地下几百米甚至上千米深处作业，一年四季的温度不变，所以矿井回风的温度变化也不大。冬季矿井回风比地面温度高，夏季矿井回风的温度比地面温度低。
目前，矿井回风热能交换系统都是通过热泵技术、热管技术进行余热回收利用，不仅系统复杂、设备多、投资大，且只能在冬季回收矿井回风中的热能来加热进风井中的风流温度，余热回收效率比较低，更不能在夏季回收矿井回风中的冷能来给井下工作面降温。
为此，我们提出了一种直热式矿井回风余热回收利用装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种直热式矿井回风余热回收利用装置。本发明装置的特点是矿井的进回风通过导热板直接进行热交换、换热面积大、换热速度快、余热回收效率高，且设备少、系统简单巧妙、投资小，能够较好地解决上述问题。
为了实现上述技术方案，本发明采用以下技术方案：
一种直热式矿井回风余热回收利用装置，包括：进风井、回风井，所述进风井和回风井通过管道连通，在所述管道上分别设有进风口、出风口；
所述管道内设有若干导热板，所述若干导热板平行设置且首尾连接成导热板组，所述导热板组的两端分别与管道内部密封连接；
靠近所述进风井一侧的、相邻的两个导热板与管道内壁形成进风换热通道，所述进风换热管道一端与进风口连通、另一端与进风井连通，外部的空气经所述进风口、进风换热通道输送至进风井内部；
靠近所述回风井一侧的、相邻的两个导热板与管道内壁形成回风换热通道，所述回风换热管道一端与出风口连通、另一端与回风井连通，矿井内空气由回风井、回风换热通道及出风口排出。
根据本发明的一实施方式，所述相邻的两个导热板之间设有间距。所述间距越小，在管道内设置的导热板密度越高、换热面积越大、效率越高。
根据本发明的一实施方式，所述导热板的两侧分别为进风换热通道和回风换热通道。
根据本发明的一实施方式，若干进风换热通道和回风换热通道进行间隔重叠设置，即每一个回风换热通道两侧都是进风换热通道，同样每个进风换热通道两侧都是回风换热通道。
根据本发明的一实施方式，若干进风换热通道汇集在一起与进风口连通，若干回风换热通道汇集在一起与出风口连通。
根据本发明的一实施方式，所述进风口、进风换热通道及进风井构成一条进风系统，所述出风口、回风换热通道、回风井构成一条回风系统。
根据本发明的一实施方式，所述导热板采用金属板材制成。所述金属板材具有导热快、热阻小的特点，可以是不锈钢板、钛合金板或铝合金板等。
根据本发明的一实施方式，所述导热板采用水平设置、竖向设置或倾斜角度设置。
根据本发明的一实施方式，所述导热板组设置于进风口、出风口之间。
由上述技术方案可知，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：
本发明所述一种直热式矿井回风余热回收利用装置中，矿井的进回风通过导热板直接进行热交换、换热面积大、换热速度快、余热回收效率高，且设备少、系统简单巧妙、投资小，具有较高的实用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述一种直热式矿井回风余热回收利用装置的结构示意图；
图2为图1中管道内导热板组的A-A向放大视图；
图3为本发明所述一种直热式矿井回风余热回收利用装置矿井进风流向示意图；
图4为本发明所述一种直热式矿井回风余热回收利用装置矿井回风流向示意图。
附图标记说明如下：
1-进风井、2-回风井、3-管道、31-进风口、32-出风口、4-导热板、5-进风换热通道、6-回风换热通道。
具体实施方式
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参见图1、2、3、4，图1为本发明所述一种直热式矿井回风余热回收利用装置的结构示意图；图2为图1中管道内导热板组的A-A向放大视图；图3为本发明所述一种直热式矿井回风余热回收利用装置矿井进风流向示意图；图4为本发明所述一种直热式矿井回风余热回收利用装置矿井回风流向示意图。其中，图2、3、4中实心箭头代表矿井进风流向示意图，空心箭头代表矿井回风流向示意图。本发明一种直热式矿井回风余热回收利用装置，包括：进风井1、回风井2，所述进风井1和回风井2通过管道3连通，在所述管道3上分别设有进风口31、出风口32；所述管道3内设有若干导热板4，所述若干导热板4平行设置且首尾连接成导热板组，所述导热板组的两端分别与管道3内部密封连接；靠近所述进风井1一侧的、相邻的两个导热板4与管道3内壁形成进风换热通道5，所述进风换热管道5一端与进风口31连通、另一端与进风井1连通，外部的空气经所述进风口31、进风换热通道5输送至进风井1内部；靠近所述回风井2一侧的、相邻的两个导热板4与管道3内壁形成回风换热通道6，所述回风换热管道6一端与出风口32连通、另一端与回风井2连通，矿井内空气由回风井2、回风换热通道6及出风口32排出。
本发明中，所述相邻的两个导热板4之间设有间距。所述间距可以根据需求确定，如0.1m、0.2m。所述间距越小，在管道3内可以设置的导热板4的密度越高、换热面积越大、效率越高。
本发明中，任意一个导热板4的两侧分别为进风换热通道5和回风换热通道6。若干进风换热通道5和回风换热通道6进行间隔重叠设置，即每一个回风换热通道6两侧都是进风换热通道5，同样每个进风换热通道5两侧都是回风换热通道6。若干进风换热通道5汇集在一起与进风口31连通，若干回风换热通道6汇集在一起与出风口32连通。所述进风口31、进风换热通道5及进风井1构成一条进风系统，向矿井内输入新鲜空气，所述出风口32、回风换热通道6、回风井2构成一条回风系统，将矿井内空气排出。通过进风系统、回风系统形成矿井的空气循环回路，同时将矿井内空气排出时通过导热板进行热交换，结构简单巧妙，矿井余热回收效率高，投资小，能够较好地解决本申请背景技术中提出的问题。
本发明中，所述导热板4采用金属板材制成。所述金属板材具有导热快、热阻小的特点，可以是不锈钢板、钛合金板或铝合金板等。所述导热板4采用竖向设置，如图2所示。
本发明一种直热式矿井回风余热回收利用装置在冬季应用时，矿井内回风从回风井2经管道3、回风换热通道6、出风口32排出，矿井回风在回风换热通道6流经导热板4时，通过导热板4将热量向两侧的进风换热通道5释放，降温后矿井回风经出风口32排出；与此同时，外部空气由进风口31、进风换热通道5及管道3输送至进风井1内部，矿井进风在进风换热通道5流过时通导热板4吸收两侧回风换热通道6中的热量，升温后通过进风井2输送到矿井井下作业面。
本发明一种直热式矿井回风余热回收利用装置在夏季应用时，矿井高温进风从进风口31进入进风换热通道5，矿井进风在进风换热通道5中流过时通过导热板4向两侧的回风换热通道6进行释放热量，降低温度后的矿井进风经管道3、进风井1到达井下作业面；与此同时，低温的矿井回风从回风井1经管道3进入回风换热通道6，矿井回风在回风换热通道6中流过时通过导热板4吸收两侧进风换热通道5中的热量，升高温度后的矿井回风经出风口32排出。
综上所述，本发明所述一种直热式矿井回风余热回收利用装置中矿井的进回风通过导热板直接进行热交换、换热面积大、换热速度快、余热回收效率高，且设备少、系统简单巧妙、投资小，具有较高的实用价值。
应可理解的是，本发明不将其应用限制到本文提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本文公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。本文所述的实施例说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。
Claims (9)
1.一种直热式矿井回风余热回收利用装置，包括：进风井、回风井，所述进风井和回风井通过管道连通，在所述管道上分别设有进风口、出风口，其特征在于，
所述管道内设有若干导热板，所述若干导热板平行设置且首尾连接成导热板组，所述导热板组的两端分别与管道内部密封连接；靠近所述进风井一侧的、相邻的两个导热板与管道内壁形成进风换热通道，所述进风换热管道一端与进风口连通、另一端与进风井连通，外部的空气经所述进风口、进风换热通道输送至进风井内部；靠近所述回风井一侧的、相邻的两个导热板与管道内壁形成回风换热通道，所述回风换热管道一端与出风口连通、另一端与回风井连通，矿井内空气由回风井、回风换热通道及出风口排出。
2.根据权利要求1所述的一种直热式矿井回风余热回收利用装置，其特征在于，所述相邻的两个导热板之间设有间距。
3.根据权利要求2所述的一种直热式矿井回风余热回收利用装置，其特征在于，所述导热板的两侧分别为进风换热通道和回风换热通道。
4.根据权利要求3所述的一种直热式矿井回风余热回收利用装置，其特征在于，若干进风换热通道和回风换热通道进行间隔重叠设置，即每一个回风换热通道两侧都是进风换热通道，同样每个进风换热通道两侧都是回风换热通道。
5.根据权利要求4所述的一种直热式矿井回风余热回收利用装置，其特征在于，若干进风换热通道汇集在一起与进风口连通，若干回风换热通道汇集在一起与出风口连通。
6.根据权利要求5所述的一种直热式矿井回风余热回收利用装置，其特征在于，所述进风口、进风换热通道及进风井构成一条进风系统，所述出风口、回风换热通道、回风井构成一条回风系统。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种直热式矿井回风余热回收利用装置，其特征在于，所述导热板采用金属板材制成。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种直热式矿井回风余热回收利用装置，其特征在于，所述导热板采用水平设置、竖向设置或倾斜角度设置。
9.根据权利要求1、2或3所述的一种直热式矿井回风余热回收利用装置，其特征在于，所述导热板组设置于进风口、出风口之间。
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