一种自除霜式矿井乏风热能深度利用装置论文和设计-徐广才

全文摘要

本实用新型涉及矿井余热回收利用技术领域，公开了一种自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，包括风道，矿井通风机，取热室，取热室设置爆破窗、通风窗、换热系统，换热系统包括换热装置、热泵、取热循环泵、供热循环泵、供热管道、取热管道、取热阀门，排水管道，换热装置包括取热进水管、换热管、取热出水管、集水槽、排水管、框架、除水百叶窗，其管路中流通换热介质溶液；换热装置不少于两组，供热管道与换热装置之间通过设置除霜管道连通。本实用新型可以充分回收利用矿井回风热能并且对换热器进行有效除霜，通过换热管自身进行除霜，不需要另外设置除霜管，同样的空间可以设置更多的换热管，提高了换热装置的换热效率。

主设计要求

1.一种自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，包括风道，风道设置矿井通风机，风道一端的通风扩散口设置在取热室（1）内，其特征在于：取热室（1）设置爆破窗（2）、通风窗（3）、换热系统、除霜管道（9），所述换热系统包括换热装置（4）、热泵（5）、取热循环泵（6）、供热循环泵（7）、供热管道（8）、取热管道（10）、取热阀门(10-1、10-2)，排水管道(11)，换热装置（4）包括取热进管(401)，换热管(402)，取热出管(403)，集水槽(404)，排水管(405)，框架(406)，除水百叶窗(407)，换热翅片(408)；爆破窗(2)、通风窗(3)、换热装置(4)设置于取热室(1)的外墙上；供热管道（8）与换热装置（4）之间还通过设置除霜管道（9）连通，除霜管道（9）设置除霜阀门；换热装置（4）的管路中流通换热介质溶液，换热装置（4）至少有两组。

设计方案

2.根据权利要求1所述的自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，其特征在于：所述除霜装置包括除霜管道（9）还设置加热器（12）。

3.根据权利要求1所述的自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，其特征在于：除霜管道（9）包括除霜进液管、除霜回流管，所述除霜进液管与取热进管(401)连通，除霜回流管与取热出管(403)连通。

4.根据权利要求2所述的自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，其特征在于：所述加热器（12）设置在除霜进液管。

5.根据权利要求1所述的自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，其特征在于：所述换热介质溶液为乙二醇溶液。

设计说明书

技术领域

本发明属于矿井余热回收利用技术领域，特别涉及一种矿井乏风热能深度利用工艺及装置。

背景技术

为促进煤矿余热利用，保证安全和维持生产，矿井必须进行通风。矿井通风是矿井生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。

煤矿是个巨大的蓄热体，蕴藏丰富的地热资源。进入煤矿的空气不断与煤矿进行热交换，最终，空气与煤矿的地温达到平衡。煤矿的地温基本恒定，致使煤矿回风的温度全年基本恒定，受外界气温的影响很少。故而，煤矿乏风是一类稳定的较优质的余热资源。若该余热资源加以利用，必将推进煤矿的节能减排工作，具有良好的经济和社会效益。由于乏风湿度较大，为防止乏风换热器结霜，现有乏风热能利用技术均未将乏风温度降至0℃以下，未能充分利用乏风的热能。

现有的乏风热能利用技术为了给换热装置除霜，往往在换热装置内设置除霜装置，一般设置专门的除霜管以进行除霜，除霜管占用了本可设置换热管的空间，降低了换热效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供了一种矿井乏风换热方法及装置，利用换热管自身进行除霜，解决现有技术中设置除霜管会导致多占用空间的问题，节约空间以提高换热效率。

一种自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，包括风道，风道设置矿井通风机，风道一端的通风扩散口设置在取热室内，取热室设置爆破窗、通风窗、换热系统、除霜管道，所述换热系统包括换热装置、热泵、取热循环泵、供热循环泵、供热管道、取热管道、取热阀门，排水管道，换热装置包括取热进管，换热管，取热出管，集水槽，排水管，框架，除水百叶窗，换热翅片；爆破窗、通风窗、换热装置设置于取热室的外墙上；供热管道与换热装置之间还通过设置除霜管道连通，除霜管道设置除霜阀门；换热装置的管路中流通换热介质溶液，换热装置至少有两组。

进一步的优化，所述除霜装置包括除霜管道还设置加热器。

进一步的优化，除霜管道，包括除霜进液管、除霜回流管，所述除霜进液管与取热进管连通，除霜回流管与取热出管连通。

进一步的优化，所述加热器设置在除霜进液管。

进一步的优化，所述换热介质溶液为乙二醇溶液。

本实用新型提供了一种自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，具备以下有益效果：

通过换热管自身进行除霜，不需要另外设置除霜管，同样的空间可以设置更多的换热管，提高了换热装置的换热效率。

可以将乏风温度降至0℃到-20℃，并且对换热器进行有效除霜，充分回收利用矿井回风热能。

通过除霜管道与供热管道连通，利用其中换热介质溶液进行除霜，节约能源。

在除霜管道设置加热器，进一步保证除霜效果。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的平面结构示意图；

图2为本实用新型取热室位置主视示意图；

图3为本实用新型体实施方式换热装置结构示意图；

图4为本实用新型体实施方式换热装置侧视示意图。

图中：1取热室、2爆破窗、3通风窗、4-1、4-2换热装置、401取热进水管、402换热管、403取热出水管、404集水槽、405排水管、406框架、407除水百叶窗、408换热翅片、5热泵、6取热循环泵、7供热循环泵、8供热管道、9除霜管道、9-1、9-2、除霜阀门、10取热管道、10-1、10-2取热阀门、11排水管道、12加热器。

具体实施方式

如图所示，一种自除霜式矿井乏风热能深度利用装置，包括风道，风道设置矿井通风机，风道一端的通风扩散口设置在取热室1内，其特征在于：取热室1设置爆破窗2、通风窗3、换热系统、除霜管道9，所述换热系统包括换热装置4、热泵5、取热循环泵6、供热循环泵7、供热管道8、取热管道10、取热阀门10-1、10-2，排水管道11，换热装置4包括取热进管401，换热管402，取热出管403，集水槽404，排水管405，框架406，除水百叶窗407，换热翅片408；爆破窗2、通风窗3、换热装置4设置于取热室1的外墙上；供热管道8与换热装置4之间还通过设置除霜管道9连通，除霜管道9设置、加热器12、除霜阀门9-1、9-2；换热装置4的管路中流通乙二醇溶液，换热装置4有两组分别为换热装置4-1、换热装置4-2。

工作原理：乏风由于湿度较大，当温度降至0℃以下时，会在换热管402表面结霜。结霜后，不仅会严重影响换热效果，而且增大了乏风阻力。因此，需要对结霜的换热管进行除霜。换热装置有两种运行状态，一种为工作状态，换热装置对应的取热阀门打开，除霜阀门关闭。另一种为除霜状态，换热装置对应的取热阀门关闭，除霜阀门打开。

多组换热装置应轮流交替进行除霜，即有一组换热装置除霜时，其他换热装置正常工作。为便于说明，假定换热装置4-1除霜，换热装置4-2正常工作。与换热装置4-1对应的除霜阀门9-1打开，取热阀门10-1关闭。

换热原理：运行时，矿井乏风通过风道和扩散口进入取热室1。冬季取热时，乏风通过换热装置4-1、4-2排出，温度降至0℃到-20℃。乏风热量传给换热管402内的乙二醇溶液。加热后的乙二醇溶液经过取热出管403和取热管道10在取热循环泵6的作用下供至热泵5。将热量传递给热泵5蒸发器内的制冷剂，制冷剂流经热泵5的冷凝器时释放热量，制取40-60℃的高温供热介质。高温供热介质通过供热管道8在供热循环泵7的作用下送至采暖末端，最终实现乏风低品位热能向供热高品位热能的转换。水乙二醇溶液流经热泵5的蒸发器后进入取热管道10，再进入换热装置，形成循环。

除霜原理：当4-1进行除霜时，与之对应的除霜阀门打开，取热阀门关闭。除霜管道9的除霜进液管内流通的换热介质取自供热管道8的高温供热介质，经加热器12加热升温，温度升高至80℃以上，送入换热装置4-1，依次经过取热进管401、换热管402、取热出管403，实现高温除霜，高温供热介质再由回流到除霜管道9的除霜回流管，再进入供热管道8的回流管，回到热泵5，形成循环。换热管402表面的霜融化后水流至集水槽404，通过排水管405汇集至排水管道11排出。换热装置4-1除霜完成后，切换至工作状态。换热装置4-2对应的取热阀门关闭，除霜阀门打开，切换至除霜状态。

设计图

一种自除霜式矿井乏风热能深度利用装置论文和设计

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