RU171440U1 - Установка для подогрева наружного воздуха - Google Patents
Установка для подогрева наружного воздуха Download PDFInfo
- Publication number
- RU171440U1 RU171440U1 RU2016149908U RU2016149908U RU171440U1 RU 171440 U1 RU171440 U1 RU 171440U1 RU 2016149908 U RU2016149908 U RU 2016149908U RU 2016149908 U RU2016149908 U RU 2016149908U RU 171440 U1 RU171440 U1 RU 171440U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- heat
- heater
- air
- mine
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 80
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 102000010637 Aquaporins Human genes 0.000 description 1
- 108010063290 Aquaporins Proteins 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000000411 inducer Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F3/00—Cooling or drying of air
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области горного дела и может быть использована в области подогрева воздуха в зимнее время перед подачей в стволы угольных шахт.Установка состоит из теплогенератора, теплового насоса с испарителем, конденсатором и холодильным контуром, шахтного ствола, трубопровода для отбора шахтной воды, трубопроводов для перепуска охлажденной и нагретой воды, насосов, трубопровода для сброса отработанной воды, вентилятора и водяного калорифера, имеющих аэродинамическую связь с шахтным стволом через калориферный канал, трубопроводов, соединяющих теплогенератор с трубопроводом для отбора шахтной воды и с калорифером, а также трубопроводов, связывающих калорифер с конденсатором теплового насоса и сбросным трубопроводом.Технический результат заключается в одновременном использовании для подогрева наружного воздуха двух источников теплоты, сопровождающих добычу полезных ископаемых подземным способом: теплоты шахтной воды и теплоты сгорания метана, и их рационального комплексирования в зависимости от изменения температуры наружного воздуха в зимний период, расходов подаваемого воздуха и запасов этих источников теплоты на конкретном предприятии.
Description
Полезная модель относится к области горного дела и может быть использована в области подогрева воздуха в зимнее время перед подачей в стволы угольных шахт.
Известна гидрокалориферная установка для подогрева воздуха (авторское свидетельство СССР №617608, опубл. 30.07.1978 г.), состоящая из воздухопадающей траншеи с теплоизоляционным покрытием, канала для движения воды в ее нижней части в направлении, противоположном движению наружного воздуха, вентилятора, вентиляционного канала, водяного калорифера, системы шахтного водоотлива, трубопроводов, насоса для подачи шахтной воды в водяной калорифер.
Недостатком данного устройства является необходимость сооружения на поверхности земли траншеи значительной длины, сложность оперативного управления работой устройства при изменении температуры атмосферного воздуха, увеличенная теплообменная поверхность калорифера, определяющая его большие габариты, трудность обеспечения с помощью форсунок заданного режима распыления воды, гарантирующего достаточную эффективность теплообмена с воздухом и последующее повышение его температуры.
Известна шахтная калориферная установка (авторское свидетельство СССР №907359, опубл. 23.02.1982 г.), содержащая установленные вокруг входного проема в ствол шахты паровые калориферы, соединенные через гидрозатвор с водяными калориферами, и телескопически соединенные трубы, наружная из которых соосно закреплена во входном проеме ствола.
Недостатками данной конструкции являются одновременное использование для подогрева различных теплоносителей (пара и воды), что обуславливает снижение термодинамической эффективности подогрева воздуха, загромождение сечения ствола дополнительными конструктивными элементами, что может привести к повышению его аэродинамического сопротивления.
Известна система теплоснабжения и холодоснабжения (патент РФ №2426033, опубл. 10.08.2011 г.), состоящая из отопительной установки с циркуляционным насосом и теплообменником, подающих и обратных трубопроводов, термостата, отопительных приборов, запорно-регулирующей арматуры, абсорбционно-холодильной машины с системой охлаждения, имеющей циркуляционный насос и термостат, переключающий в зависимости от температуры направление движения теплоносителя в отопительные приборы или в охлаждающее устройство, при этом абсорбционно-холодильная машина подключена генератором (кипятильником) в подающий теплотрубопровод, а выход с генератора подключен к термостату, который в зависимости от температуры в помещении переключает направление движения теплоносителя или в нагревательные приборы, и/или в обратный трубопровод.
К недостаткам вышеописанной системы относится неполное использование всех имеющихся в распоряжении шахты природных источников энергии, а также сложность ее применения для подогрева наружного воздуха перед подачей в шахту.
Известна установка отопления и горячего водоснабжения (патент РФ №2178542, опубл. 20.01.2002 г.), включающая источник тепла низкого потенциала, циркуляционный контур, тепловой насос с испарителем и конденсатором, систему отопления и горячего водоснабжения, в качестве источника тепла низкого потенциала содержит водоотливные ставы с шахтными водами и дополнительно снабжена по меньшей мере двумя фильтрами, которые размещены перед испарителем теплового насоса (ТН).
Недостатком установки является невозможность ее использования для подогрева наружного воздуха перед его подачей в стволы шахт, а также исключением такого источника теплоты, как дренируемый из угольного пласта метан, что снижает общую эффективность системы подогрева воздуха.
Известна установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту (Пат. РФ №2189533. Опубл. 20.09.2002), содержащая камеру сгорания, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы и снабженная воздухораспределительным устройством горячего воздуха и камерой смешения холодного и горячего воздуха, размещенными в воздухоподающем стволе перед шахтным вентилятором, при этом дымосос размещен на выходе газов и установлен с вентилятором с возможностью создания разрежения в потоке газа и давления в потоке воздуха, причем воздухораспределительное устройство горячего воздуха выполнено в виде кольца из трубы, имеющей щель, направленную поперек потока холодного воздуха, и присоединенной к трубопроводу горячего воздуха.
Недостатком этой установки является загромождение сечения воздухоподающего ствола, что приводит к повышению его аэродинамического сопротивления и, как следствие, к возрастанию мощности вентилятора. Кроме того, при работе данной установки не предусмотрена возможность использования энергии природных источников энергии: шахтной воды и горючих газов, дренируемых из угольного пласта.
Известно устройство для подогрева и подачи в шахтный ствол воздуха (патент РФ №2123601, опубл. 20.12.1998 г.), включающее теплообменные регистры для предварительного подогрева атмосферного воздуха, калориферы, побудители тяги, датчик температуры, камеру смешения в помещении калориферной, регулятор дозировки атмосферного воздуха, диафрагму, причем каждое окно помещения калориферной снабжено дополнительной камерой с регулятором дозировки атмосферного холодного воздуха и входом от теплообменного регистра, снабженным диафрагмой, теплообменный регистр связан с питающим теплообменником по двухконтурной схеме, в которой в состав первого разомкнутого контура входят теплообменный регистр, подводящий к теплообменному регистру атмосферный холодный воздух, трубопровод, снабженный вторым нагнетательно-всасывающим вентилятором и регулируемым каналом сброса излишнего расхода через теплообменный регистр.
Недостатком этой установки является сложность регулирования ее параметров вследствие совмещения процессов подогрева и вентиляции. Это в конечном итоге приводит к тому, что при необходимости изменения режима работы вентилятора процесс подогрева становится неуправляемым.
Известно устройство для подогрева воздуха, подаваемого в шахту (патент РФ №2236596, опубл. 20.09.2004 г.), которое состоит из установки для получения теплоносителя, включающей газогенератор, связанный через фильтр очистки генераторного газа с двигателем внутреннего сгорания, который соединен своими выхлопным трубопроводом и контуром охлаждения с теплообменником. Теплообменник связан посредством воздуховодов с вентилятором горячего дутья, дымососом с дымовой выводной трубой и распределительным устройством горячего воздуха, установленным в воздухозаборном устройстве воздухоподающего ствола. При этом двигатель внутреннего сгорания соединен с электрогенератором.
К существенному недостатку этой установки следует отнести использования в качестве источника двигателя внутреннего сгорания, который оказывает негативное влияние на окружающую среду.
Известна установка для теплоснабжения угольной шахты с тепловым насосом на шахтной воде и теплогенератором, использующим горючий газ (С.А. Горожанкин, Д.В. Выборнов, С.И. Монах. Вестник АГТУ. 2013. №2 (56), с. 15-20), принятая за прототип, которая состоит из теплогенератора на горючем газе (например, метане), испарителя, конденсатора и холодильного контура теплового насоса (ТН), шахтного ствола, трубопровода для откачки шахтной воды, насоса для откачки шахтной воды, трубопровода для сброса отработанной воды.
Недостатком данной установки является невозможность одновременного использования для подогрева наружного воздуха, подаваемого в шахтный ствол, теплоты шахтных вод и теплоты сгорания метана, дренируемого из угольного пласта в процессе его разработки.
Технический результат заключается в одновременном использовании для подогрева наружного воздуха двух источников теплоты, сопровождающих добычу полезных ископаемых подземным способом: теплоты шахтной воды и теплоты сгорания метана, и их рационального комплексирования в зависимости от изменения температуры наружного воздуха в зимний период, расходов подаваемого воздуха и запасов этих источников теплоты на конкретном предприятии.
Технический результат достигается тем, что установка дополнительно снабжена вентилятором, водяным калорифером, который соединен с шахтным стволом калориферным каналом, и трубопроводом, соединяющим теплогенератор с трубопроводом для отбора шахтной воды и калорифером, а также трубопроводом, связывающим калорифер с конденсатором теплового насоса и сбросным трубопроводом.
Установка для подогрева наружного воздуха поясняется следующей фигурой:
фиг. 1 - общий вид установки, где:
1 - вентилятор;
2 - водяной калорифер;
3 - калориферный канал;
4 - ствол;
5 - теплый воздух;
6 - наружный воздух;
7 - зумпф с шахтной водой;
8 - насос для откачки шахтной воды;
9 - трубопровод для откачки шахтной воды;
10 - испаритель теплового насоса (ТН);
11 - конденсатор теплового насоса;
12 - хладоагент теплового насоса;
13 - теплогенератор;
14 - источник метана;
15 - трубопровод подачи воды;
16 - регулирующая заслонка;
17 - насос для перекачки нагретой воды и теплогенератора в калорифер;
18 - трубопровод для перекачки нагретой воды и теплогенератора в калорифер насоса;
19 - трубопровод для перекачки нагретой воды и конденсатора ТН в калорифер;
20 - насос для перекачки нагретой воды и конденсатора ТН в калорифер;
21 - трубопровод для перекачки охлажденной воды из калорифера в конденсатор ТН;
22 - насос для перекачки охлажденной воды из калорифера в конденсатор ТН;
23 - трубопровод для перекачки охлажденной воды из испарителя в сливной трубопровод;
24 - трубопровод для перекачки охлажденной воды из калорифера в сливной трубопровод;
25 - регулирующая заслонка;
26 - сбросной трубопровод;
27 - насос для сброса охлажденной воды из калорифера и испарителя ТН.
Установка содержит вентилятор 1 и водяной калорифер 2, которые имеют аэродинамическую связь с калориферным каналом 3 и стволом 4, куда подается теплый воздух 5, образующийся после подогрева наружного воздуха 6. Зумпф с шахтной водой 7 через насос для откачки шахтной воды 8 и трубопровод для откачки шахтной воды 9 связан с испарителем теплового насоса 10, который соединен с конденсатором теплового насоса 11 через контур хладоагента теплового насоса 12. Теплогенератор 13 соединен с источником метана 14 и трубопроводом подачи воды 15, который связан с трубопроводом для откачки шахтной воды 9. Трубопровод подачи воды 15 снабжен регулирующей заслонкой 16. Трубопровод для перекачки нагретой воды и теплогенератора в калорифер насос 18, на котором установлен насос для перекачки нагретой воды и теплогенератора в калорифер 17, связывает теплогенератор 13 с водяным калорифером 2. Трубопровод для перекачки нагретой воды и конденсатора ТН в калорифер 19, на котором установлен насос для перекачки нагретой воды и конденсатора ТН в калорифер 20, связывает конденсатор теплового насоса 11 с водяным калорифером 2. Трубопровод для перекачки охлажденной воды из калорифера в конденсатор ТН 21, снабженный насосом для перекачки охлажденной воды из калорифера в конденсатор ТН 22, связывает водяной калорифер 2 с конденсатором ТН 11. Трубопровод для перекачки охлажденной воды из испарителя в сливной трубопровод 23 и трубопровод для перекачки охлажденной воды из калорифера в сливной трубопровод 24, который снабжен регулирующей заслонкой 25, связывают сбросной трубопровод 26, на котором установлен насос для сброса охлажденной воды их калорифера и испарителя ТН 27, с испарителем теплового насоса 10 и конденсатором теплового насоса 11.
Установка работает следующим образом. Холодный атмосферный воздух 6 подается вентилятором 1 в водяной калорифер 2, где подогревается водой, поступающей из теплогенератора 13 и конденсатора 11 теплового насоса до нормативной температуры, необходимой для обеспечения безопасных условий работы подземного персонала и эксплуатации горных выработок, после чего подогретый воздух 5 через калориферный канал 3 поступает в ствол шахты 4.
Шахтная вода из зумпфа 7, расположенного под стволом 4, откачивается насосом 8 и по трубопроводу 9 направляется на вход испарителя 10 теплового насоса и по трубопроводу 15 в теплогенератор 13. Достижение необходимого распределения расходов шахтной воды между испарителем 10 теплового насоса 10 и теплогенератором 13 осуществляется с помощью регулирующей заслонки 16.
Шахтная вода, поступающая в теплогенератор 13, подогревается до конечной температуры, необходимой для штатной работы калорифера, после чего нагретая в теплогенераторе вода по трубопроводу 18 с помощью насоса 17 поступает на вход водяного калорифера 2. Для нагрева воды в теплогенераторе 13 используется теплота сгорания метана, получаемого из источника 14. Шахтная вода, подаваемая в испаритель 10 теплового насоса, охлаждается, отдавая теплоту рабочей жидкости, циркулирующей между испарителем 10 и конденсатором 11 теплового насоса. После охлаждения шахтная вода сбрасывается через трубопровод 23 с помощью насоса 27 в сбросной трубопровод 26 и далее в близлежащий водоем (на чертеже не показан). Тепловой потенциал рабочей жидкости повышается за счет работы компресса 12 теплового насоса до уровня, гарантирующего конечную температуру воды в конденсаторе, достаточную для нагрева воздуха, поступающего в калорифер 2. Нагретая в конденсаторе 10 теплового насоса вода поступает на вход калорифера 2, где смешивается с водой, подогретой в теплогенераторе 13. После подогрева наружного воздуха поступающая в водяной калорифер 2 вода охлаждается и ее часть, равная расходу воды, циркулирующему в конденсаторе 11 теплового насоса, вновь направляется в конденсатор 11.
Другая часть воды, равная разности между ее общим расходом, необходимым для подогрева воздуха, и расходом в конденсаторе 11, сбрасывается по трубопроводу 24 в сбросной трубопровод 26, из которого с помощью насоса 27 направляется близлежащий водоем (на чертеже не показан). Для регулирования распределения между количеством воды, поступающим в конденсатор 11 теплового насоса, и количеством, сбрасываемым через сбросной трубопровод 26 в близлежащий водоем (на чертеже не показан), используется регулирующая заслонка 25.
Claims (1)
- Установка для подогрева наружного воздуха, состоящая из теплогенератора, теплового насоса с испарителем, конденсатором и холодильным контуром, шахтного ствола, трубопровода для отбора шахтной воды, трубопроводов для перепуска охлажденной и нагретой воды, насосов, трубопровода для сброса отработанной воды, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена вентилятором и водяным калорифером, который соединен с шахтным стволом калориферным каналом, и трубопроводом, соединяющим теплогенератор с трубопроводом для отбора шахтной воды и калорифером, а также трубопроводом, связывающим калорифер с конденсатором теплового насоса и сбросным трубопроводом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149908U RU171440U1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Установка для подогрева наружного воздуха |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149908U RU171440U1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Установка для подогрева наружного воздуха |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU171440U1 true RU171440U1 (ru) | 2017-05-31 |
Family
ID=59032765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016149908U RU171440U1 (ru) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | Установка для подогрева наружного воздуха |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU171440U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108224536A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-06-29 | 中冶北方（大连）工程技术有限公司 | 一种矿井井口预热供暖系统及其预热供暖方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2029873C1 (ru) * | 1991-03-01 | 1995-02-27 | Санкт-Петербургский горный институт им.Г.В.Плеханова | Устройство для подогрева воздуха в шахтах |
| RU2236596C1 (ru) * | 2002-12-23 | 2004-09-20 | Олег Денисович Кожушок | Устройство для подогрева воздуха, подаваемого в шахту |
| EA020902B1 (ru) * | 2011-10-12 | 2015-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Способ управления температурой подаваемого в рудник (шахту) воздуха |
-
2016
- 2016-12-19 RU RU2016149908U patent/RU171440U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2029873C1 (ru) * | 1991-03-01 | 1995-02-27 | Санкт-Петербургский горный институт им.Г.В.Плеханова | Устройство для подогрева воздуха в шахтах |
| RU2236596C1 (ru) * | 2002-12-23 | 2004-09-20 | Олег Денисович Кожушок | Устройство для подогрева воздуха, подаваемого в шахту |
| EA020902B1 (ru) * | 2011-10-12 | 2015-02-27 | Открытое Акционерное Общество "Белгорхимпром" (Оао "Белгорхимпром") | Способ управления температурой подаваемого в рудник (шахту) воздуха |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108224536A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-06-29 | 中冶北方（大连）工程技术有限公司 | 一种矿井井口预热供暖系统及其预热供暖方法 |
| CN108224536B (zh) * | 2018-01-24 | 2023-12-22 | 中冶北方（大连）工程技术有限公司 | 一种矿井井口预热供暖系统及其预热供暖方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3944136A (en) | Small building heating system | |
| CN105423592B (zh) | 双工况直燃双效型溴化锂吸收式热泵机组 | |
| CN205561228U (zh) | 一种燃气热水器 | |
| CN103759462B (zh) | 带烟气溶液换热器的烟气型溴化锂吸收式制冷机组 | |
| RU171440U1 (ru) | Установка для подогрева наружного воздуха | |
| CN107270728A (zh) | 一种超宽体辊道窑缓冷高温余热回收利用的节能系统 | |
| CN208040541U (zh) | 燃气轮机循环烟气余热回收与进气冷却联合系统 | |
| CN201103403Y (zh) | 高原隧道通风空气预热装置 | |
| RU144388U1 (ru) | Установка для системы горячего водоснабжения | |
| CN103759467A (zh) | 二段式烟气热水单双效复合型溴化锂吸收式制冷机组 | |
| RU2599764C2 (ru) | Газовая воздухонагревательная установка | |
| US2385652A (en) | Heating apparatus | |
| RU2478790C1 (ru) | Способ воздушного теплоснабжения вентиляции подземных выработок горнорудных предприятий | |
| CN109506246A (zh) | 一种两级联合加热的水媒式暖风器 | |
| GB687872A (en) | Improvements in or relating to aircraft power unit installations | |
| CN203907656U (zh) | 锅炉热风再循环系统 | |
| CN212869835U (zh) | 一种用于调节空预器出口温度的风器系统 | |
| RU138823U1 (ru) | Энергокомплекс для теплоснабжения и вентиляции подземных разработок и воздушного отопления (варианты) | |
| CN206958585U (zh) | 一种高炉鼓风机润滑油加热装置 | |
| RU190359U1 (ru) | Антиобледенительная система газовой турбины | |
| CN207599995U (zh) | 一种导热油加热式热风炉 | |
| CN206583108U (zh) | 高效冷凝预混锅炉监测系统 | |
| CN201866926U (zh) | 一种余热循环利用燃气热风炉 | |
| CN206522884U (zh) | 快速冷热交换机组 | |
| RU2189533C2 (ru) | Установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181220 |