CN203717011U - 一种充分利用矿井回风余热的装置 - Google Patents
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Abstract
一种充分利用矿井回风余热的装置，它包括导风筒和由换热机构、水箱、热泵机组组成的循环水管路，所述导风筒设置在矿井风口的顶部，换热机构安装在导风筒内；所述换热机构包括若干个间隔排列的换热器和与换热器连接的上汇水管和下汇水管；循环水管路中的循环水经上汇水管进入换热器进行热交换后汇集到下汇水管，由下汇水管连通至循环水管路。所述装置换热效率高，循环水不与回风直接接触，水质清洁，延长循环水系统中设备的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及热泵技术领域，特别是一种矿井回风的热能利用装置。
背景技术
矿井一般采用抽出式的通风方式，即从井下抽出的回风直接排入大气。回风的温度常年恒定在20℃以上，这其中蕴含大量的低温热能，直接排空不仅使热能白白浪费掉，还造成环境污染。现有矿井回风余热利用装置是在回风管道或旁支回风管道里设置喷淋式换热器收集回风热量，喷淋水汇合到集水池后，进入热泵机组进行热量提取，形成回风的热能利用系统。但这种换热方式在喷淋过程中会产生水份蒸发和散失，水量的流失导致换热效率低，而且采用集水池收集喷淋水，不仅增加建设成本，而且由于储水容积大，造成热量散失。回风中的烟尘吸附在水中造成水质污浊，使循环水系统中的热泵机组、过滤器、水泵、阀门等设备磨损，影响使用寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种充分利用矿井回风余热的装置，所述装置换热效率高，循环水不与回风直接接触，水质清洁，延长循环水系统中设备的使用寿命。
本实用新型的技术问题是以下述技术方案实现的：
一种充分利用矿井回风余热的装置，它包括导风筒和由换热机构、水箱、热泵机组组成的循环水管路，所述导风筒设置在矿井风口的顶部，换热机构安装在导风筒内；所述换热机构包括若干个间隔排列的换热器和与换热器连接的上汇水管和下汇水管；循环水管路中的循环水经上汇水管进入换热器进行热交换后汇集到下汇水管，由下汇水管连通至循环水管路。
上述充分利用矿井回风余热的装置，所述换热器上部为与上汇水管连接的换热器进水管，下部为与下汇水管连接的换热器出水管；换热器内部分布若干直管式换热管，换热管为薄壁金属管或不锈钢波纹管。
上述充分利用矿井回风余热的装置，所述循环水管路顶部设置水箱，水箱顶部开有溢流口，水箱内设有浮球阀和液位传感器。
上述充分利用矿井回风余热的装置，所述下汇水管后部设置冷却塔，冷却塔内安装喷淋装置。
上述充分利用矿井回风余热的装置，增设电控装置，所述电控装置由循环水管路上的温度传感器、液位传感器、CPU及辅助控制电路构成。
本实用新型采用上述技术方案，使回风和低温水在换热机构中进行热交换，避免了气水的直接接触，一方面矿井回风中高湿度的气体在换热器中凝结成水滴放出大量热，提高换热效率；另一方面气体中的粉尘不会进入循环水中，管路中的水质清洁，减少热泵机组，过滤器，水泵，阀门的磨损，延长设备的使用寿命。循环水管路为封闭系统，不产生水分的蒸发及散失，因而避免了热量损失。装置中没有中间水池和庞大的回风旁支管路，整体结构简化，降低建设成本。
热泵机组是一种以消耗少量电源，将大量不能直接利用的低温热能变为高温热能的装置。矿井回风一年四季温度相对恒定，为热泵机组提供大量低温热源。热泵机组排出的低温水与回风温相差10℃-30℃，选择适当水流量，低温水通过换热器可提升5℃-7℃，从而实现回收矿井回风中的低温热能，以满足对热能或冷量的需求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型换热机构的局部俯视图；
图3是本实用新型换热器的结构示意图。
图中各标号清单为：1、导风筒，2、矿井风口，3、换热机构，4、水管，5、热泵机组，6、水泵，7、扶梯，8、检修平台，9、水箱，10、浮球阀，11、冷却塔，12、上汇水管，13、下汇水管，14、换热器，15、换热器进水管，16、换热器出水管，17、换热管，18、吊耳，19、隔音板，20、温度传感器，21、
液位传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种充分利用矿井回风余热的装置，它包括导风筒1、循环水管路和电控装置。循环水管路包括依次连接的水箱9、换热机构3、水泵6、热泵机组5。导风筒1设置在矿井风口2的顶部，换热机构3安装在导风筒1内。导风筒1的外壁上安装扶梯7，扶梯7上部安装检修平台8，换热机构3置于检修平台8的上部。站在检修平台8上可以安装换热器14，连接换热器14下部的下汇水管13。换热机构3的主体周围设有隔音板19，防止噪音对环境的污染。
如图2、图3所示，换热机构3包括若干个直管式换热器14、上汇水管12和下汇水管13。每个换热器14的上、下端分别连接到上汇水管12和下汇水管13，再由上汇水管12和下汇水管13连通到循环水管路上。上汇水管12和下汇水管13分别由一条总管和总管分支成的一条纵管和若干条横管组成。换热器14之间间隔排列，使回风气流充分穿过其间，提高换热效果。换热器14顶部有吊耳18，绳索或不锈钢丝穿过吊耳18将换热器固定在上汇水管12上，上汇水管12固定在导风筒1的内壁上。换热器的形状可以是圆筒式换热器或方筒式换热器。换热器14内部分布若干换热管17，换热管17为薄壁金属管或不锈钢波纹管，有利于热交换。每个换热器14上部为换热器进水管15，下部为换热器出水管16；换热器进水管15和换热器出水管16为软管。循环水管路的来水连接至上汇水管12的总管，经一条纵管和若干条横管分布后，通过换热器进水管15进入每个换热器14进行回风和水的热量交换，回水汇总到下汇水管13的总管进入循环水管路。
循环水管路顶部设敞口式水箱9，水箱9顶部开有溢流口，溢流口与下汇水管13相通。水箱9内设有浮球阀10，由浮球阀10控制循环水管路中的补水泵是否补水。
循环水管路中下汇水管13的后部增设冷却塔11。冷却塔11内安装喷淋装置。在夏季需要制冷时，调整相关阀门，让循环水进入冷却塔11进行喷淋蒸发，可以使进一步水温降低。
电控装置由PLC控制器或计算机及辅助控制电路实现数据的采集及控制，在导风筒1的排风口和下汇水管13后部的水管上设置温度传感器20，水箱9内设置液位传感器21，温度传感器20和液位传感器21连接至PLC控制器或计算机，再由PLC控制器或计算机自动调节水泵的流量和热泵机组的运转，实现对整个系统的智能控制，以达到最佳的节能效果。
以下对本实用新型的工作过程做进一步说明：
本实用新型包括气路和循环水管路，其中气路的流程为矿井回风通过矿井风口2进入导风筒1，与导风筒1内的换热器14进行热量交换后排入大气。循环水管路的流程为水泵6将循环水泵入热泵机组5，经提取热量或释放热量后(冬季制冷、夏季制热)，经水管4流到水箱9，循环水通过水箱9底部的上汇水管12进入换热器中的换热管17，完成回风与循环水的热交换。热交换后的循环水汇总到下汇水管13，重新流回水泵6形成闭合的循环水管路。
Claims (5)
1.一种充分利用矿井回风余热的装置，其特征在于，它包括导风筒(1)和由换热机构(3)、水箱(9)、热泵机组(5)组成的循环水管路，所述导风筒(1)设置在矿井风口(2)的顶部，换热机构(3)安装在导风筒(1)内；所述换热机构(3)包括若干个间隔排列的换热器(14)和与换热器(14)连接的上汇水管(12)和下汇水管(13)；循环水管路中的循环水经上汇水管(12)进入换热器(14)进行热交换后汇集到下汇水管(13)，由下汇水管(13)连通至循环水管路。
2.根据权利要求1所述的充分利用矿井回风余热的装置，其特征在于，所述换热器(14)上部为与上汇水管(12)连接的换热器进水管(15)，下部为与下汇水管(13)连接的换热器出水管(16)；换热器(14)内部分布若干直管式换热管(17)，换热管(17)为薄壁金属管或不锈钢波纹管。
3.根据权利要求2所述的充分利用矿井回风余热的装置，其特征在于，所述循环水管路顶部设置水箱(9)，水箱(9)顶部开有溢流口，水箱(9)内设有浮球阀(10)和液位传感器(21)。
4.根据权利要求3所述的充分利用矿井回风余热的装置，其特征在于，所述下汇水管(13)后部设置冷却塔(11)，冷却塔(11)内安装喷淋装置。
5.根据权利要求1-4任一顶所述的充分利用矿井回风余热的装置，其特征在于，增设电控装置，所述电控装置由循环水管路上的温度传感器(20)、液位传感器(21)、CPU及辅助控制电路构成。
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