CN207377593U - 矿井回风用低温热管换热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种矿井回风用低温热管换热系统，包括扩散塔、封闭棚、回风道、防爆风机、轴流风机、热管换热装置、进风道、辅助加热器、进风井及钢结构支撑，其特征在于：封闭顶棚将矿井原有扩散塔密闭，矿井回风通过回风道和防爆风机引入热管换热装置下部，在热管换热装置内释放热量并降温后排出室外；室外新风经轴流风机引入热管换热装置上部，通过热管换热装置和矿井回风进行热能交换，获得热量并满足井口防冻要求后由进风道通过新风井房顶部送入新风井；本系统运行期间，进风井房原有进风窗关闭，若矿井回风热能不足以满足矿井进风的井口防冻要求，则启动辅助加热器对进风进行二次升温。

Description

矿井回风用低温热管换热系统

技术领域

本实用新型涉及一种热管式余热回收系统，特别涉及一种矿井回风领域用的低温热管换热系统。

背景技术

矿井回风一年四季连续运行，蕴藏着十分巨大的低温热能。目前回收矿井回风低温热能解决井口防冻的回风源热泵系统，已得到了广泛应用。回风源热泵系统与传统燃煤锅炉相比，在节省原煤消耗，降低运营成本，减少温室气体排放等方面展现良好成效。但该技术在节能环保的同时也存很大的应用局限：系统(设备)造价高、运行开支大、管理难度大，例如因运转类设备多造成故障率较高，如一旦停电发现不及时就容易冻坏井口加热器，进而造成井口结冰的风险。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种成本较低、运维费少、运行安全可靠的矿井回风用低温热管换热系统。

本实用新型实现上述目的的技术方案是：

矿井回风用低温热管换热系统，包括扩散塔、封闭顶棚、回风道、防爆风机、轴流风机、热管换热装置、进风道、辅助加热器和进风井房，热管换热装置包括外壳以及设置在外壳内的蒸发器、冷凝器和绝热隔板，冷凝器位于绝热隔板的上方，蒸发器位于绝热隔板的下方；扩散塔顶端的回风口位于封闭顶棚内，在封闭顶棚的侧面设有风口，回风道一端接入侧面风口，另一端接入热管换热装置的蒸发器，在回风道连接蒸发器的一端内设置有防爆风机，蒸发器对应连接有回风道的另一端为排风口；冷凝器的一侧连接新风入口，相对的另一侧和进风道一端连接，在冷凝器连接新风入口的管道内设有轴流风机，进风道的另一端接入进风井房。

优选地，进风道内设有辅助加热器。

优选地，所述进风井房开有多扇进风窗，进风道插入进风井房的顶部，进风井房的底面连通进风井的井口。

优选地，所述封闭顶棚、回风道、进风道和热管换热装置均通过钢结构固定支撑。

优选地，所述进风道和回风道的管道材质为钢板或复合板，所述钢板或复合板的厚度为2.5mm-5mm。

优选地，在管道的外壁面设置有保温层，所述保温层为岩棉层、橡塑层或聚氨酯发泡层，所述保温层的厚度为20mm-60mm。

优选地，在所述保温层的外侧设置有保护层，所述保护层为镀锌板、铝合金板或彩钢板，所述保护层的厚度为0.3mm-1.0mm。

优选地，在新风入口和排风口均设置格栅式防虫网，在防爆风机和轴流风机的入口处设置有抽屉式过滤器，抽屉式过滤器便于拆卸清洗。

优选地，所述新风入口和排风口之间间隔距离不小于30m。

优选地，还包括设置于新风入口和排风口处的管道弯头，管道弯头的弯折角度为35°-90°。

本实用新型的有益效果在于：

本专利通过采用低温热管换热技术，对广泛存在的矿井回风低品位余热进行回收利用，提供矿井进风冬季井口防冻需求，替代传统燃煤锅炉或回风源热泵系统。与燃煤锅炉方式相比，本专利节省原煤和电力消耗、减少维护操作人员、降低运营成本，满足节能环保要求；与回风源热泵方式相比，本专利的运行维护费较少、一次性投资更低，而且由于几乎无运转类设备，系统简单、安全可靠、管理容易、操作简便。

附图说明

图1为本实用新型矿井回风用低温热管换热系统的结构示意图。

图中：

1、扩散塔；2、回风口；3、封闭顶棚；4、回风道；5、防爆风机；6、排风口；7、新风入口；8、轴流风机；9、热管换热装置；10、进风道；11、辅助加热器；12、进风井房；13、进风窗；14、进风井；15、钢结构。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型发明，并非用于限定本实用新型的范围。

矿井回风用低温热管换热系统，包括扩散塔1、封闭顶棚3、回风道4、防爆风机5、轴流风机8、热管换热装置9、进风道10、辅助加热器11和进风井房12，热管换热装置9为模块化设置，模块按换热量及外形尺寸划分为不同型号和规格，以满足不同工况、不同地区的矿井回风余热回收需要，其包括外壳以及设置在外壳内的蒸发器、冷凝器和绝热隔板，冷凝器位于绝热隔板的上方，蒸发器位于绝热隔板的下方；扩散塔1顶端的回风口2位于封闭顶棚3内，在封闭顶棚3的侧面设有风口，回风道4一端接入侧面风口，另一端接入热管换热装置9的蒸发器，在回风道4连接蒸发器的一端内设置有防爆风机5，蒸发器对应连接有回风道4的另一端为排风口6；冷凝器的一侧连接新风入口7，相对的另一侧和进风道10一端连接，在冷凝器连接新风入口7的管道内设有轴流风机8，进风道10的另一端接入进风井房12。

进风道10内设有辅助加热器11。

所述进风井房12开有多扇进风窗13，进风道10插入进风井房12的顶部，进风井房12的底面连通进风井14的井口。

所述封闭顶棚3、回风道4、进风道10和热管换热装置9均通过钢结构15固定支撑。

所述进风道10和回风道4的管道材质为钢板或复合板，所述钢板或复合板的厚度为2.5mm-5mm。

在管道的外壁面设置有保温层，所述保温层为岩棉层、橡塑层或聚氨酯发泡层，所述保温层的厚度为20mm-60mm。

在所述保温层的外侧设置有保护层，所述保护层为镀锌板、铝合金板或彩钢板，所述保护层的厚度为0.3mm-1.0mm。

在新风入口7和排风口6均设置格栅式防虫网，在防爆风机5和轴流风机8的入口处设置有抽屉式过滤器，抽屉式过滤器便于拆卸清洗。

所述新风入口7和排风口6之间间隔距离不小于30m。

还包括设置于新风入口7和排风口6处的管道弯头，管道弯头的弯折角度为35°-90°。

本系统的工作流程：矿井回风经扩散塔1的回风口2向上排出，受封闭顶棚3的限制而改变流向从侧面的风口排出，再经新设回风道4由防爆风机5引入热管换热装置9的下部蒸发器，释放热量后从蒸发器另一侧排风口6排向室外。室外新风由轴流风机8经新风入口7引入热管换热装置9上部冷凝器，在冷凝器中吸收热量后从另一侧由新设进风道10经进进风井房12顶部直接通入进风井14。矿井回风和室外新风在热管换热装置9中进行热能置换，温度较高(一般≥13℃)的矿井回风试运行工况降至0℃以上(一般≥3℃)，温度较低的室外新风(一般≤-10℃)试运行工况升至0℃以上(一般≥2℃)，热能的置换通过热管换热装置9实现。

热管换热装置9的工作原理：该换热装置主要分为下部蒸发器和上部冷凝器，中间通过绝热隔板隔开；矿井回风热能经翅片蒸发器传递至内部液态工质，位于蒸发端的液态工质受热蒸发(汽化)通过内腔升至上部冷凝段，气态工质通过翅片冷凝器将热能传递至室外新风，新风获得热能升温同时内部工质放热(冷凝)变为液态后再回流至下部蒸发端，如此周而复始循环，实现矿井回风热能向室外新风的置换。

本系统在实现上述过程中，还包括：只要室外新风低于所要求的进风温度(一般为2℃)，热管换热装置9便可自发地实现热能的置换。若矿井回风因风量小或风温低造成热能的置换不足，室外新风还可通过开启辅助加热器11实现二次温升，辅助加热器11的供热量可灵活调节，直至满足室外新风的井口防冻要求。

本实用新型并不完全局限于上述实施方式，如热管换热装置9可分为四个、六个、八个乃至更多个不同规格和型号的模块；辅助加热器11除电能外，还可以是蒸汽或热水等；矿井扩散塔1除所述倒锥式外，还包括倾斜型和流线型等；回风井和进风井14除所述的立井外，还包括斜井；新风入口7和排风口6除所述的水平形式外，还包括设置90°弯头后垂直上排或垂直下排；热管换热装置9中的新风入口7和回风入口除所述由同一侧(顺流换热)进入外，还包括相反方向进入(逆流换热)。总之，任何基于本实用新型的衍生所获得的其他各类工艺或系统，无论在其形式或布置上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，包括扩散塔、封闭顶棚、回风道、防爆风机、轴流风机、热管换热装置、进风道、辅助加热器和进风井房，热管换热装置包括外壳以及设置在外壳内的蒸发器、冷凝器和绝热隔板，冷凝器位于绝热隔板的上方，蒸发器位于绝热隔板的下方；扩散塔顶端的回风口位于封闭顶棚内，在封闭顶棚的侧面设有风口，回风道一端接入侧面风口，另一端接入热管换热装置的蒸发器，在回风道连接蒸发器的一端内设置有防爆风机，蒸发器对应连接有回风道的另一端为排风口；冷凝器的一侧连接新风入口，相对的另一侧和进风道一端连接，在冷凝器连接新风入口的管道内设有轴流风机，进风道的另一端接入进风井房。

2.根据权利要求1所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，进风道内设有辅助加热器。

3.根据权利要求1或2所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，所述进风井房开有多扇进风窗，进风道插入进风井房的顶部，进风井房的底面连通进风井的井口。

4.根据权利要求1所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，所述封闭顶棚、回风道、进风道和热管换热装置均通过钢结构固定支撑。

5.根据权利要求1所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，所述进风道和回风道的管道材质为钢板或复合板，所述钢板或复合板的厚度为2.5mm-5mm。

6.根据权利要求5所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，在管道的外壁面设置有保温层，所述保温层为岩棉层、橡塑层或聚氨酯发泡层，所述保温层的厚度为20mm-60mm。

7.根据权利要求6所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，在所述保温层的外侧设置有保护层，所述保护层为镀锌板、铝合金板或彩钢板，所述保护层的厚度为0.3mm-1.0mm。

8.根据权利要求1所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，在新风入口和排风口均设置格栅式防虫网，在防爆风机和轴流风机的入口处设置有抽屉式过滤器，抽屉式过滤器便于拆卸清洗。

9.根据权利要求1或8所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，所述新风入口和排风口之间间隔距离不小于30m。

10.根据权利要求9所述的矿井回风用低温热管换热系统，其特征在于，还包括设置于新风入口和排风口处的管道弯头，管道弯头的弯折角度为35°-90°。