CN215930133U - 一种矿井排水余热回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿井排水余热回收利用装置，用于矿井余热回收领域，其包括与矿井排水连接的第一集水池、通过出水管与所述第一集水池连接的水源热泵机组和与所述水源热泵机组连接的热用户，所述水源热泵机组的出水口通过换热器吸热后经回水管与第二集水池连接，所述第二集水池通过设有第一电控阀和第二电控阀的管道与井口防冻单元连接，所述第一电控阀、第二电控阀均与控制器的输出端电连接；本实用新型结构简单、设计新颖,经水源热泵机组换热后的低温矿井水用于井口防冻单元确保矿井的安全生产，送入回收池的水供清洁地面、冲厕所等使用，矿井余热得以合理使用，保证了煤矿的安全生产，杜绝了水资源浪费，对环境优化起到不可估量的作用。

Description

一种矿井排水余热回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及矿井余热回收领域，具体的说是一种矿井排水余热回收利用装置。

背景技术

煤矿开采的过程中，会涌出大量的矿井废水。一年四季矿井废水持续不断的排出且温度恒定在18-20℃。目前,为合理利用矿井废水的余热，会通过排水装置将矿井废水集中排放至集水池内，再通过水源热泵机组提取集水池内矿井废水的余热，经提取热量后的矿井水又直接排回集水池。

在实际的应用过程中，18-20℃的矿井废水经水源热泵机组提取热量后温度降低。而将换热后的低温矿井水直接排放到集水池内，会导致集水池内整体水温大幅度降低，周而复始的循环,大大降低了矿井废水的余热回收效率。若将提取余热后的低温矿井水直接排放，不仅造成水资源的浪费，还会污染环境。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种矿井排水余热回收利用装置，不仅可以合理利用水源热泵提热后低温矿井水的余热,还能杜绝水资源的浪费，利于环境保护。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型包括与矿井排水连接的第一集水池、通过出水管与所述第一集水池连接的水源热泵机组和与所述水源热泵机组连接的热用户，所述水源热泵机组的出水口通过换热器吸热后经回水管与第二集水池连接，所述第二集水池通过设有第一电控阀和第二电控阀的管道与井口防冻单元连接，所述第一电控阀、第二电控阀均与控制器的输出端电连接，所述控制器的输入端与设置在大气中的温度传感器电连接。

进一步的，所述换热器内设有吸热管和放热管，所述吸热管的一端与出水口连接，另一端经回水管与第二集水池连接，所述放热管的进水处设有第三电控阀，所述第三电控阀通过第一进水与第一集水池连接，第三电控阀通过第二进水与第二集水池连接，所述放热管的出水处设有第四电控阀，所述第四电控阀通过第一出水与第二集水池连接，第四电控阀通过第二出水与回收池连接。

进一步的，所述第三电控阀和第四电控阀均与控制器的输出端电连接，所述控制器的输入端与设置在第二集水池内的水位传感器电连接。

进一步的，所述吸热管和放热管均为蛇形设置。

进一步的，所述吸热管与放热管平行、交叉分布在换热器内。

进一步的，所述出水管上设有循环泵。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果是：

本实用新型结构简单、设计新颖,经水源热泵机组换热后的低温矿井水可用于井口防冻单元确保矿井的安全生产，还可送入回收池供清洁地面、冲厕所等使用。不仅矿井余热得以合理使用，保证了煤矿的安全生产，而且水资源减少了浪费，对环境优化起到不可估量的作用。

控制器的设置，可根据大气温度自动切换与井口防冻单元的连接，确保煤矿的安全生产。且减少了人工操作，在保证安全生产的前提下，工作效率动大大提高，杜绝了矿井排水余热和水资源的浪费，有推广的必要性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型换热器内部放热管与吸热管的结构示意图；

图3是本实用新型控制器的工作原理示意图。

其中，1、出水口；2、吸热管；3、水源热泵机组；4、热用户；5、回水管；6、井口防冻单元；7、第二出水；8、回收池；9、第一电控阀；10、第二电控阀；11、第四电控阀；12、第一出水；13、第二集水池；14、第二进水；15、第一集水池；16、第一进水；17、第三电控阀；18、放热管；19、出水管；20、循环泵；21、换热器；22、控制器；23、温度传感器；24、水位传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

一种矿井排水余热回收利用装置，如图1-3所示，其包括与矿井排水连接的第一集水池15、通过出水管19与所述第一集水池15连接的水源热泵机组3和与所述水源热泵机组3连接的热用户4，第一集水池15内的水在循环泵20的作用下送入水源热泵机组3，水源热泵机组3吸收18-20℃的矿井排水余热后温度升高供热用户4取暖、洗浴使用。

井口防冻是煤矿安全生产的重要组成部分，在寒冷地区，冬季室外温度长时间在0℃以下，井筒壁上的渗透水在低温环境下出现结冰，时间一长可能溜冰，这对于工作人员造成巨大生命威胁，因此，冬季井口防冻是煤矿安全生产的必要措施。经水源热泵机组3吸热后的低温矿井水换热器21吸热后回收到第二集水池13内供井口防冻单元6，确保煤矿的安全生产。

如图1所示，所述水源热泵机组3的出水口1通过换热器21吸热后经回水管5与第二集水池13连接，试验证明，18-20℃的矿井排水经水源热泵机组3放热后成低温矿井水，这低温矿井水在换热器21内再次吸热温度升至12-14℃后流入第二集水池13内。

如图 1所示，所述换热器21内设有吸热管2和放热管18，所述出水口1与吸热管2连接，所述放热管18与第一集水池15连接，也就是第一集水池15内18-20℃的矿井排水在放热管18内放热供吸热管2内水源热泵机组3换热后的低温矿井水吸热升温至12-14℃，而18-20℃的矿井排水在换热器21内放热后温度降至10-13℃，这样吸热管2内的12-14℃的矿井水与放热管18内10-13℃的矿井水一并流入第二集水池13内完全可用于井口防冻单元6确保安全生产。可见，其设计合理，热量利用率高。

如图2所示，所述吸热管2与放热管18均为蛇形设置，且在换热器21内平行、交叉设置，这样吸热管2与换热管18内的矿井水流速慢，利于充分实现换热。

如图1所示，所述第二集水池13通过设有第一电控阀9和第二电控阀10的管道与井口防冻单元6连接，如图3所示，所述第一电控阀9、第二电控阀10均与控制器22的输出端电连接，所述控制器22的输入端与设置在大气中的温度传感器23电连接。 所述控制器22为PLC单元、单片机或具有控制功能的智能控制单元，当温度传感器23测得的大气温度低于控制器22内的设定值，井筒壁可能结冰的时候，控制器22命令第一电控阀9和第二电控阀10开启，第二集水池13内的水用于井口防冻单元6，确保矿井的安全生产；当温度传感器23测得的大气温度高于设定值，井筒壁没有结冰的可能时，控制器22命令第一电控阀9和第二电控阀10关闭。

如图1所示，所述吸热管2的一端与出水口1连接，另一端经回水管5与第二集水池13连接，所述放热管18的进水处设有第三电控阀17，所述第三电控阀17通过第一进水16与第一集水池15连接，第三电控阀17通过第二进水14与第二集水池13连接，所述第三电控阀17的设置可控制进水与第一集水池15连接还是与第二集水池13连接。所述放热管18的出水处设有第四电控阀11，所述第四电控阀11通过第一出水12与第二集水池13连接，第四电控阀11通过第二出水7与回收池8连接。所述第四电控阀11的设置可控制出水流入第二集水池13还是流入回收池8。

如图3所示，所述第三电控阀17和第四电控阀11均与控制器22的输出端电连接，所述控制器22的输入端与设置在第二集水池13内的水位传感器24电连接。水位传感器24测得第二集水池13的水位信息实时传递给控制器22，控制器22进行分析、比较、判断后，当测得的水位信息低于设定值时控制器22命令第三电控阀17与第一进水16连通，同时命令第四电控阀11与第一出水12连通，也就是当第二集水池13内的水位信息低于设定值时，第一集水池15内的矿井废水通过放热管18流入第二集水池13内；当测得的水位信息高于设定值时，控制器22命令第三电控阀17与第二进水14连通，同时命令第四电控阀11与第二出水7连通，此时第二集水池13内的水依次经第二进水14、放热管18和第二出水7流入回收池8内供清洁地面、冲刷厕所使用。

Claims (6)

1.一种矿井排水余热回收利用装置，包括与矿井排水连接的第一集水池（15）、通过出水管（19）与所述第一集水池（15）连接的水源热泵机组（3）和与所述水源热泵机组（3）连接的热用户（4），其特征在于：所述水源热泵机组（3）的出水口（1）通过换热器（21）吸热后经回水管（5）与第二集水池（13）连接，所述第二集水池（13）通过设有第一电控阀（9）和第二电控阀（10）的管道与井口防冻单元（6）连接，所述第一电控阀（9）、第二电控阀（10）均与控制器（22）的输出端电连接，所述控制器（22）的输入端与设置在大气中的温度传感器（23）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿井排水余热回收利用装置，其特征在于：所述换热器（21）内设有吸热管（2）和放热管（18），所述吸热管（2）的一端与出水口（1）连接，另一端经回水管（5）与第二集水池（13）连接，所述放热管（18）的进水处设有第三电控阀（17），所述第三电控阀（17）通过第一进水（16）与第一集水池（15）连接，第三电控阀（17）通过第二进水（14）与第二集水池（13）连接，所述放热管（18）的出水处设有第四电控阀（11），所述第四电控阀（11）通过第一出水（12）与第二集水池（13）连接，第四电控阀（11）通过第二出水（7）与回收池（8）连接。

3.根据权利要求2所述的一种矿井排水余热回收利用装置，其特征在于：所述第三电控阀（17）和第四电控阀（11）均与控制器（22）的输出端电连接，所述控制器（22）的输入端与设置在第二集水池（13）内的水位传感器（24）电连接。

4.根据权利要求2所述的一种矿井排水余热回收利用装置，其特征在于：所述吸热管（2）和放热管（18）均为蛇形设置。

5.根据权利要求4所述的一种矿井排水余热回收利用装置，其特征在于：所述吸热管（2）与放热管（18）平行、交叉分布在换热器（21）内。

6.根据权利要求1-5任一项所述的矿井排水余热回收利用装置，其特征在于：所述出水管（19）上设有循环泵（20）。

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