CN211038716U - 矿井喷淋温度调节及能量回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了矿井喷淋温度调节及能量回收系统，解决了现有矿井降温设备成本高、湿度大且热能浪费的技术问题。本实用新型包括向矿井的进风巷吹风的送风机，进风巷连通有调温硐室和工作巷，调温硐室内设置第一喷淋式温度调节单元，调温硐室的前端口与通风巷相连通、后端口与矿井的工作巷相连通，调温硐室的后端口和工作巷的后端口与出风巷相连通，出风巷设置有排风机，排风机的出风口连接有能量回收单元。本实用新型不但可以降低井下温度和冬季采暖，同时取消了传统的锅炉热源，实现清洁能源回收利用、节能降耗，并大幅度降低了系统的运行费用。

Description

矿井喷淋温度调节及能量回收系统

技术领域

本实用新型涉及换热技术领域，特别是指矿井喷淋温度调节及能量回收系统。

背景技术

首先，矿井通风系统是煤矿安全生产的重要保障，一般情况下，矿井回风源的温度、湿度一年四季基本保持恒定，加之矿井回风量大，因此，矿井回风源中蕴藏着大量的低温热能。但由于这部分热能目前未被利用，矿井回风直接排到大气，因此，又造成了热能的浪费。

目前，矿井下降温普遍采用空调降温。采用空调降温存在的缺点有能耗高，空调是安装在矿井下，空调排出的冷凝热又进入矿井空气中，增加了空调的热负荷；由于空调是安装在矿井下，因此占用矿井空间；降温成本高，降温效率低；采用空调降温，矿井中的湿度相对比较大。另外，大量家庭或者工厂在冬季需要供暖系统供暖，传统做法将矿井降温和地面供热分开设计，能源消耗量大，设备重复投资。供暖系统独立设置，不能使矿井内的大量热合理利用，因而又形成大量资源的配置不合理。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出矿井喷淋温度调节及能量回收系统，解决了现有矿井降温设备成本高、湿度大且热能浪费的技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：矿井喷淋温度调节及能量回收系统，包括向矿井的进风巷吹风的送风机，送风机可将地上的空气送入进风巷内；进风巷连通有调温硐室和工作巷，送风机将地上的空气经过进风巷分别输送至调温硐室和工作巷，进入工作巷和调温硐室内的空气能够带动矿井内的空气流动，进而带动矿井内的空气扩散。调温硐室内设置第一喷淋式温度调节单元，调温硐室的前端口与通风巷相连通、后端口与矿井的工作巷相连通，调温硐室的后端口和工作巷的后端口与出风巷相连通；进入调温硐室的地上空气能够带动矿井内的空气流经第一喷淋式温度调节单元，第一喷淋式温度调节单元对矿井内的空气进行降温或着升温；出风巷设置有排风机，排风机的出风口连接有能量回收单元，排风机可将矿井内的热风排出，然后输送至能量回收单元利用。

所述第一喷淋式温度调节单元包括水槽，水槽内依次设置有若干个隔水板，隔水板将水槽分隔为前后依次排列的若干个蓄水腔，最后端的蓄水腔连接有供水管，最前端的蓄水腔连接有出水管，每一个蓄水腔上方均设置有喷淋机构，前一喷淋机构由后一喷淋机构下方的蓄水腔通过喷淋水泵供水。通过向水槽内提供冷水，能够对矿井内的高温空气进行逐级降温，且其降温用的冷水能够逐级循环利用，排风机能够将流经第一喷淋式温度调节单元而产生的热风输送至能量回收单元，进行热量回收利用；通过向水槽内提供热水，能够对矿井内的低温空气进行逐级加热升温，且其升温用的热水能够逐级循环利用，排风机能够将流经第一喷淋式温度调节单元而产生的热风输送至能量回收单元，进行热量回收利用；另外，可以根据升温或降温的不同等级需求，而选择使用不同级数的喷淋机构，降温或升温后的热水可以再次利用。

进一步地，所述水槽的前端设置有整流格栅、后端设置有挡水板，挡水板包括四层间隔设置的薄板，整流格栅具有除尘净化风流的作用，挡水板既能够起到挡水作用，又能够使矿井内的空气加热或降低到足够高或者足够低的温度后排向工作巷。

进一步地，所述喷淋机构包括沿调温硐室断面设置的喷淋架，喷淋架上设置有若干个喷淋头，能够对调温硐室内的空气进行充分的接触换热，提高热交换效率。

进一步地，所述最后端的水槽内设置有电磁浮球开关，便于自动向第一喷淋式温度调节单元供水。

进一步地，所述能量回收单元包括间壁式换热器，通过间壁式换热器可以用作矿井井口防冻，或者用于洗浴等日常生活需求。

或者所述能量回收单元包括与第一喷淋式温度调节单元结构相同的第二喷淋式温度调节单元，第二喷淋式温度调节单元的出水管连接有换热器。第二喷淋式温度调节单元能够利用排风机排出的热空气进行冷水的加热，被加热后的冷水经过换热器可用于矿井井口防冻，或者用于洗浴等日常生活需求，也可以直接用于矿井井口防冻，或者用于洗浴等日常生活需求。

进一步地，所述第二喷淋式温度调节单元的出水管连接有热泵，第二喷淋式温度调节单元的出水管和热泵均与所述换热器相连，热泵作为辅助手段，当经过第二喷淋式温度调节单元加热后的冷水达不到使用温度时，可利用热泵辅助加热。

进一步地，所述矿井的端口设置有盘管，热泵或/和换热器与所述盘管相连，充分保证矿井的正常生产。

进一步地，所述工作巷的前端设置有挡止面积可调的挡风板，通过设置挡风板可以使从通风巷进入的空气一部分直接进入工作巷，使工作巷内空气流通；另一部分空气进入调温硐室，进行温度调节。

本实用新型通过风与水的能量交换，不仅可以便捷地调节矿井内的温度，而且调温后的能量还能够再次利用。本实用新型不但可以降低井下温度和冬季采暖，同时取消了传统的锅炉热源，实现清洁能源回收利用、节能降耗，并大幅度降低了系统的运行费用。本实用新型采用的喷淋式温度调节单元，制作简单、成本低，方法简单、安全可靠，使用时只需调节喷淋水泵，操作便捷，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的原理结构示意图；

图2为图1中第一喷淋式温度调节单元的结构示意图；

图3为本实用新型热能回收利用的流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，矿井喷淋温度调节及能量回收系统，如图1所示，包括向矿井的进风巷20吹风的送风机1，送风机1可将地上的空气送入进风巷20内；进风巷20连通有调温硐室21和工作巷22，送风机20将地上的空气经过进风巷20分别输送至调温硐室21和工作巷22，进入工作巷22和调温硐室21内的空气能够带动矿井内的空气流动，进而带动矿井内的空气扩散。

所述调温硐室21内设置第一喷淋式温度调节单元3，调温硐室21的前端口与通风巷20相连通、后端口与矿井的工作巷22相连通，调温硐室21的后端口和工作巷22的后端口与出风巷23相连通；进入调温硐室21的地上空气能够带动矿井内的空气流经第一喷淋式温度调节单元3，第一喷淋式温度调节单元3对矿井内的空气进行降温或着升温。所述出风巷23设置有排风机4，排风机4的出风口连接有能量回收单元，排风机可将矿井内的热风排出，然后输送至能量回收单元利用。

如图2所示，所述第一喷淋式温度调节单元3包括水槽17，水槽17内依次设置有若干个隔水板18，隔水板18将水槽17分隔为前后依次排列的若干个蓄水腔19。最后端的蓄水腔19连接有供水管，最前端的蓄水腔19连接有出水管，通过供水管可向最后端的蓄水腔19提供热水或者冷水，通过出水管可以将最前端的蓄水腔19内的水排出。所述最后端的水槽17内设置有电磁浮球开关15，便于自动向第一喷淋式温度调节单元3供水。

每一个蓄水腔19上方均设置有喷淋机构，从前向后依次为一级喷淋机构11、二级喷淋机构12……N级喷淋机构13，前一喷淋机构由后一喷淋机构下方的蓄水腔19通过喷淋水泵16供水。供水管通过向水槽17内提供冷水，能够对矿井内的高温空气进行逐级降温，且其降温用的冷水能够逐级循环利用，排风机4能够将流经第一喷淋式温度调节单元3而产生的热风输送至能量回收单元，进行热量回收利用；对矿井内空气降温后的热水也可以再次利用。

供水管通过向水槽17内提供热水，能够对矿井内的低温空气进行逐级加热升温，且其升温用的热水能够逐级循环利用，排风机4能够将流经第一喷淋式温度调节单元3而产生的热风输送至能量回收单元，进行热量回收利用；对矿井内空气进行升温后的热水也可以再次利用。

另外，可以根据升温或降温的不同等级需求，而选择使用不同级数的喷淋机构，通过控制系统控制喷淋水泵16的开启数量即可，当需要一级喷淋时，控制打开最右端的喷淋水泵16；当需要多级喷淋时，从右向左依次打开相应的喷淋水泵16即可。

实施例2，矿井喷淋温度调节及能量回收系统，如图2所示，所述水槽17的前端设置有整流格栅10、后端设置有挡水板14，挡水板14包括四层间隔设置的薄板，整流格栅10具有除尘净化风流的作用，挡水板14既能够起到挡水作用，又能够使矿井内的空气加热或降低到足够高或者足够低的温度后排向工作巷22。

本实施例的其他结构与实施例1相同。

实施例3，矿井喷淋温度调节及能量回收系统，所述喷淋机构包括沿调温硐室21断面设置的喷淋架，喷淋架上设置有若干个喷淋头，能够对调温硐室21内的空气进行充分的接触换热，提高热交换效率。

本实施例的其他结构与实施例1或2相同。

实施例4，矿井喷淋温度调节及能量回收系统，如图3所示，所述能量回收单元包括间壁式换热器，通过间壁式换热器可以用作矿井井口防冻，或者用于供暖、洗浴等日常生活需求。

或者所述能量回收单元包括与第一喷淋式温度调节单元3结构相同的第二喷淋式温度调节单元6，第二喷淋式温度调节单元6的出水管连接有换热器8。第二喷淋式温度调节单元6能够利用排风机4排出的热空气进行冷水的加热，被加热后的冷水经过换热器8可用于矿井井口防冻，或者用于供暖、洗浴等日常生活需求，也可以直接用于矿井井口防冻，或者用于洗浴等日常生活需求。

本实施例的其他结构与实施例1或2或3相同。

实施例5，矿井喷淋温度调节及能量回收系统，所述第二喷淋式温度调节单元6的出水管连接有热泵7，第二喷淋式温度调节单元6的出水管和热泵7均与所述换热器8相连，热泵8作为辅助手段，当经过第二喷淋式温度调节单元6加热后的冷水达不到使用温度时，可利用热泵辅助加热。

进一步地，所述矿井的端口设置有盘管9，热泵7或/和换热器8与所述盘管9相连，充分保证矿井的正常生产。

本实施例的其他结构与实施例4相同。

实施例6，矿井喷淋温度调节及能量回收系统，所述工作巷22的前端设置有挡止面积可调的挡风板2，通过设置挡风板2可以使从通风巷20进入的空气一部分直接进入工作巷22，使工作巷22内空气流通；另一部分空气进入调温硐室21，进行温度调节。

本实施例的其他结构与实施例1或2或3或4或5相同。

本实用新型未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：包括向矿井的进风巷（20）吹风的送风机（1），进风巷（20）连通有调温硐室（21）和工作巷（22），调温硐室（21）内设置第一喷淋式温度调节单元（3），调温硐室（21）的前端口与进风巷（20）相连通、后端口与矿井的工作巷（22）相连通，调温硐室（21）的后端口和工作巷（22）的后端口与出风巷（23）相连通，出风巷（23）设置有排风机（4），排风机（4）的出风口连接有能量回收单元。

2.根据权利要求1所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述第一喷淋式温度调节单元（3）包括水槽（17），水槽（17）内依次设置有若干个隔水板（18），隔水板（18）将水槽（17）分隔为前后依次排列的若干个蓄水腔（19），最后端的蓄水腔（19）连接有供水管，最前端的蓄水腔（19）连接有出水管，每一个蓄水腔（19）上方均设置有喷淋机构，前一喷淋机构由后一喷淋机构下方的蓄水腔（19）通过喷淋水泵（16）供水。

3.根据权利要求2所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述水槽（17）的前端设置有整流格栅（10）、后端设置有挡水板（14），挡水板（14）包括四层间隔设置的薄板。

4.根据权利要求2或3所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述喷淋机构包括沿调温硐室（21）断面设置的喷淋架，喷淋架上设置有若干个喷淋头。

5.根据权利要求4所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述最后端的水槽（17）内设置有电磁浮球开关（15）。

6.根据权利要求1或2或3或5任一项所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述能量回收单元包括间壁式换热器。

7.根据权利要求1或2或3或5任一项所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述能量回收单元包括与第一喷淋式温度调节单元（3）结构相同的第二喷淋式温度调节单元（6），第二喷淋式温度调节单元（6）的出水管连接有换热器（8）。

8.根据权利要求7所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述第二喷淋式温度调节单元（6）的出水管连接有热泵（7），第二喷淋式温度调节单元（6）的出水管和热泵（7）均与所述换热器（8）相连。

9.根据权利要求8所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述矿井的端口设置有盘管（9），热泵（7）或/和换热器（8）与所述盘管（9）相连。

10.根据权利要求1或2或3或5或8或9任一项所述的矿井喷淋温度调节及能量回收系统，其特征在于：所述工作巷（22）的前端设置有挡止面积可调的挡风板（2）。

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