CN201902226U - 组合式矿井降温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种组合式矿井降温系统,属于矿井降温设备领域,其结构包括井上制冷机组和井下制冷机组,至少一个井上制冷机组通过管路与至少一个井下制冷机组连接,井上循环管路上设置有余热回收换热器、循环泵一和高位水箱一;井下循环管路一管路上设置有高低压换热器、循环泵二、高位水箱二和空气冷却器一;井下循环管路二管路上设置有井下制冷机组、循环泵三、高位水箱三和空气冷却器二;井下循环管路一和井下循环管路二通过井下制冷机组相连。本实用新型具有设计合理、运行成本低、降温效果好等特点,而且在矿井降温的同时,通过余热回收器获得高温热水,充分利用系统能量,提高系统能效比,有效降低综合能耗,节能效果明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿井降温设备领域,具体地说是组合式矿井降温系统。
背景技术
我国是世界上第一产煤大国,也是高温热害矿井最多的国家。随着矿井开采深度的增加,矿井高温热害问题越来越严重。井下高温高湿的气候条件,不仅损害工人的身体健康,而且大大降低了劳动生产率,甚至使采掘工作无法进行。
《煤矿安全规程》规定:“生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电设备硐室的空气温度不得超过30℃;当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。
采掘工作面的空气温度超过30℃,机电设备硐室的空气温度超过34℃时,必须停止作业。
新建、改扩建矿井设计时,必须进行矿井风温预测计算,超温地点必须有制冷降温设计,配齐降温设施。”
矿井热害治理技术主要分为两类:非人工制冷技术和人工制冷技术。当非人工制冷技术不能解决矿井的热害问题时,就要考虑人工制冷技术。当矿井开采深度不大,热害不太严重的时候,可采用非人工制冷技术来治理矿井热害。非人工制冷技术主要有:增加风量、隔绝热源、低温岩层预冷入风流、个体防护等。非人工制冷技术局限性较大,往往不能彻底解决矿井降温问题,就需要采用人工制冷技术。人工制冷技术主要包括人工制冷水降温技术和人工制冰降温技术。
近几年来,相继实施了片冰冷却降温系统、冰浆冷却降温系统、地面集中式空调系统、井下集中式空调系统、地面井下联合集中式空调系统和井下分散式局部空调系统。制冷能力和制冷设备比以往都有了很大的提高和改进,但是与国外还有一定的差距,大型矿井集中式空调系统中运行效率低、投资成本高等问题仍待解决。
发明内容
本实用新型的技术任务是针对以上不足之处,提供一种结构合理、运行成本低、降温效果好的组合式矿井降温系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该降温系统包括井上制冷机组和井下制冷机组,至少一个井上制冷机组通过管路与至少一个井下制冷机组连接,井上循环管路上设置有余热回收换热器、循环泵一和高位水箱一;井下循环管路一管路上设置有高低压换热器、循环泵二、高位水箱二和空气冷却器一;井下循环管路二管路上设置有井下制冷机组、循环泵三、高位水箱三和空气冷却器二;井下循环管路一和二通过井下制冷机组相连。
所述的井上制冷机组与制冷机组冷却塔、循环泵四串联。
所述的井上制冷机组两个以上串联或/和并联设置。
所述的井下制冷机组两个以上并联设置。
本实用新型的组合式矿井降温系统和现有技术相比,具有设计合理、易于加工、运行成本低、降温效果好等特点,而且在矿井降温的同时,通过余热回收器获得高温热水,充分利用系统能量,提高系统能效比,有效降低综合能耗,节能效果明显。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
附图为组合式矿井降温系统的结构示意图。
图中:1、井上制冷机组,2、余热回收换热器,3、制冷机组冷却塔,4、循环泵一,5、高位水箱一,6、高低压换热器,7、空气冷却器,8、井下制冷机组,9、循环泵二,10、循环泵三,11、循环泵四,12、高位水箱二,13、高位水箱三,14、空气冷却器二,15、井上循环管路,16、井下循环管路二,17、井下循环管路一。
具体实施方式
实施例1:
本实用新型的组合式矿井降温系统包括井上制冷机组1和井下制冷机组8,井上制冷机组1与制冷机组冷却塔3、循环泵四11串联;一个井上制冷机组1通过管路与一个井下制冷机组8连接,井上循环管路15上设置有余热回收换热器2、循环泵一4和高位水箱一5,高位水箱一5高出矿井外循环管路最高点2m;井下循环管路一17上设置有高低压换热器6、循环泵二9、高位水箱二12和空气冷却器一7,高位水箱二12高出井下循环管路一17最高点2m;井下循环管路二16管路上设置有井下制冷机组8、循环泵三10、高位水箱三13和空气冷却器二14;井下循环管路一17和井下循环管路二16通过井下制冷机组8相连。
工作原理:冷冻循环水经井上制冷机组1降温后在循环泵一4的作用下,循环至高低压换热器6。高低压换热器6是实现井上高压低温的冷冻循环水与井下循环管路一17的循环水进行热交换的设备。在高低压换热器6中,冷冻循环水与井下循环管路一17的循环水进行热交换,冷冻循环水由5℃升至45℃,而井下循环管路一17的循环水由50℃降至7℃。45℃的高温回水经由井筒的管道返回地面,进入余热回收换热器2。在余热回收换热器2中,45℃高温回水的热能被吸收利用,温度降低至10~20℃,之后再经过井上制冷机组降温,完成闭路循环。若井下制冷负荷较小,则直接将余热回收后的循环水送至井下进行制冷。井上制冷机组1通过制冷机组冷却塔3进行散热。经高低压换热器6冷却后的井下循环管路一17的循环水在循环泵二9的作用下循环至末端空气冷却器7,通过在空气冷却器7中与空气换热,降低空气温度,实现矿井降温。井下循环管路一17的循环水在空气冷却器7中换热后,温度由7℃升高至15~20℃,此时循环水若用作制冷则水温较高制冷效果不明显,若作为冷却水,则有良好的冷却效果。井下制冷机组8利用井下循环管路一17的循环水作为的冷却水,制取低温的冷冻循环水。冷冻水在循环泵三10的作用下送至末端空气冷却器二14换热后再返回井下制冷机组8,完成井下循环二。井下循环管路一17的循环水经井下制冷机组8的换热升温,温度可升至50℃以上,成为高温的循环水。高温循环水进入高低压换热器6进行热交换,完成井下循环一。
实施例2:
本实用新型的组合式矿井降温系统包括两个并联的井上制冷机组1和两个并联的井下制冷机组8,井上制冷机组1与制冷机组冷却塔3、循环泵四11串联;一个井上制冷机组1通过管路与一个井下制冷机组8连接,井上循环管路15上设置有余热回收换热器2、循环泵一4和高位水箱一5,高位水箱一5高出矿井外循环管路最高点2m;井下循环管路一17上设置有高低压换热器6、循环泵二9、高位水箱二12和空气冷却器一7,高位水箱二12高出井下循环管路一17最高点2m;井下循环管路二16管路上设置有井下制冷机组8、循环泵三10、高位水箱三13和空气冷却器二14;井下循环管路一17和井下循环管路二16通过井下制冷机组8相连。
工作原理同实施例1。
实施例3:
本实用新型的组合式矿井降温系统包括三个串联的井上制冷机组1和三个并联的井下制冷机组8,井上制冷机组1与制冷机组冷却塔3、循环泵四11串联;一个井上制冷机组1通过管路与一个井下制冷机组8连接,井上循环管路15上设置有余热回收换热器2、循环泵一4和高位水箱一5,高位水箱一5高出矿井外循环管路最高点2m;井下循环管路一17上设置有高低压换热器6、循环泵二9、高位水箱二12和空气冷却器一7,高位水箱二12高出井下循环管路一17最高点2m;井下循环管路二16管路上设置有井下制冷机组8、循环泵三10、高位水箱三13和空气冷却器二14;井下循环管路一17和井下循环管路二16通过井下制冷机组8相连。
工作原理同实施例1。
实施例4:
本实用新型的组合式矿井降温系统包括四个井上制冷机组1(两个井上制冷机组1并联后与另外两个串联)和四个并联的井下制冷机组8,井上制冷机组1与制冷机组冷却塔3、循环泵四11串联;一个井上制冷机组1通过管路与一个井下制冷机组8连接,井上循环管路15上设置有余热回收换热器2、循环泵一4和高位水箱一5,高位水箱一5高出矿井外循环管路最高点2m;井下循环管路一17上设置有高低压换热器6、循环泵二9、高位水箱二12和空气冷却器一7,高位水箱二12高出井下循环管路一17最高点2m;井下循环管路二16管路上设置有井下制冷机组8、循环泵三10、高位水箱三13和空气冷却器二14;井下循环管路一17和井下循环管路二16通过井下制冷机组8相连。
工作原理同实施例1。
Claims (4)
1.组合式矿井降温系统,其特征在于包括井上制冷机组和井下制冷机组,至少一个井上制冷机组通过管路与至少一个井下制冷机组连接,井上循环管路上设置有余热回收换热器、循环泵一和高位水箱一;井下循环管路一管路上设置有高低压换热器、循环泵二、高位水箱二和空气冷却器一;井下循环管路二管路上设置有井下制冷机组、循环泵三、高位水箱三和空气冷却器二;井下循环管路一和井下循环管路二通过井下制冷机组相连。
2.根据权利要求1所述的组合式矿井降温系统,其特征在于所述的井上制冷机组与制冷机组冷却塔、循环泵四串联。
3.根据权利要求1所述的组合式矿井降温系统,其特征在于所述的井上制冷机组两个以上串联或/和并联设置。
4.根据权利要求1所述的组合式矿井降温系统,其特征在于所述的井下制冷机组两个以上并联设置。
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