[發明專利]主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置

無效

• 申請號: 201210069577.9
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102606185A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王樹剛;張騰飛;祖豐;金旭
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;F25B30/06;F25B30/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于礦井通風與熱能利用技術領域，涉及一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置。

背景技術

礦井排風的溫度與濕度一年四季基本維持恒定，其中蘊藏著大量的低溫熱能，目前這部分熱能沒有被充分利用。熱泵技術作為一種高效、節能、環保的供熱/供冷方式，可利用礦井排風中蘊藏的低溫熱能，制取熱量/冷量，以滿足礦井井筒保溫、礦區空調、采暖以及生活用熱的需求。

目前，國內外學者提出了有關礦井排風中的熱量回收裝置，有的在主扇擴散塔出風口設置回風換熱器提取熱量，有的在風道出口或旁路通道里設置換熱器或噴淋設備提取熱量，這些換熱裝置產生的阻力將消耗主扇的部分負壓，因此將會影響主扇的靜壓回收，也給礦井反風帶來不利影響。例如，王建學等設計了一種礦井回風源熱泵系統(授權公告號：CN201852361U)，該系統由擴散塔和熱泵機組組成，在擴散塔出風口設置回風換熱器，在回風換熱器內設有若干噴淋管，水循環回路中的水經噴淋后被回風流加熱，為水源熱泵機組提供熱量。朱曉彥設計了一種礦井回風熱回收利用裝置(專利號：ZL200620078177.4)，在風道出口或旁路通道里設有熱交換器，用以提取回風流中的熱量，供給熱泵機組蒸發器，該換熱器阻力需由主扇負擔。因此，為了充分回收礦井排風中的熱量，同時不影響主扇的靜壓回收和礦井反風的可靠性，本發明設計了一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，利用安裝在擴散塔出風口的集風罩匯集擴散塔排出的熱風流，并以此為熱泵系統提供低位熱能，進而為風機盤管、洗浴熱水、礦井進風預熱以及其它供熱設備提供熱量。

發明內容

本發明的目的是提供一種集礦井排風與熱泵技術于一體的新型主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，解決礦井排風中低位熱量的流失問題，同時維持主扇靜壓的正常回收。

本發明的技術方案是：主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置由擴散塔1、擴散塔出風口2、集風罩引風口3、集風罩4、可調角度彎頭5、風管6、除塵凈化裝置7、熱泵機組8、制冷劑管道9、壓縮機10、冷凝器11、節流閥12、蒸發器13、水管14、水泵15、電動風量調節閥16和風機17組成。其特征在于：在擴散塔出風口2正上方安裝集風罩4，集風罩4與除塵凈化裝置7之間用風管6連接，除塵凈化裝置7的引出風管插入蒸發器13中，在蒸發器的引出風管末端安裝風量調節閥16和風機17其中，在風管C-D段安裝可調角度彎頭5；來自主扇的風流19經過擴散塔出風口2排出后，利用集風罩4匯集風流，匯集后的風流通過風管6輸送到E-F管段的除塵凈化設備7中，凈化后的氣體流進蒸發器13中放出熱量，最后被抽出式排風機17排到大氣中。根據熱泵機組8的制熱量調節風機17的轉速，控制集風罩引風口3的引風風速，控制該風速不大于擴散塔排風口的出風速度。熱泵機組8中的壓縮機10、冷凝器11、節流閥12和蒸發器13通過制冷劑管路9連接成循環環路；在蒸發器13中，礦井排出的熱風流與制冷劑換熱，加熱制冷劑，為熱泵機組8提供熱量；在冷凝器11中熱泵機組加熱循環水，加熱后的循環水為風機盤管、生活洗浴用水、礦井進風預熱以及其它供熱設備提供熱量。

本發明用集風罩4匯集擴散塔1排出的熱風流，擴散塔排風口2與集風罩引風口3之間留有大氣自由出入口18，當擴散塔1的排風量大于集風罩4引風量時，擴散塔出風口的風流由大氣自由出入口18進入大氣。

本發明在擴散塔出風口2正上方安裝至少一個集風罩4，分別設立引風管或集中共用單根引風管，根據設計要求可至少給一臺熱泵機組8提供熱量。

本發明的風管A-B段采用可伸縮套管，由自控系統控制可伸長或縮短，使集風罩4垂直升高或降低；在風管C-D段上安裝可調節角度彎頭5，該彎頭可以在水平±90°范圍內變化，由自控系統控制。當熱泵機組8工作時，利用自控系統將集風罩4置于擴散塔出風口2正上方，集風罩4匯集擴散塔排風。當關閉熱泵機組8時，通過自控系統，將集風罩4水平移開擴散塔出風口2的正上方或將其垂直提升，不影響擴散塔的正常排氣。同時在發生井下災變時，不影響主扇反風。

本發明的效果和益處是：將主扇擴散塔排風與熱泵技術相結合，利用集風罩匯集的熱氣流，直接作為熱泵機組的低溫熱源，實現了礦井余熱的利用。在擴散塔正上方設置集風罩，集風罩引風口與擴散塔排風口之間留有大氣自由出入口，不改變擴散塔出風口的原有風速，從而不影響主扇的靜壓回收和災變時期的礦井反風。

附圖說明

圖1是單集風罩引風的擴散塔排風熱能利用裝置示意圖。