[實用新型]礦井井下降溫與廢熱回收利用系統

有效

• 申請號: 201220338885.2
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN202718702U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 王建學;裴偉;牛永勝;薛勇剛;孟杰;夏婷婷;王益佳
• 申請（專利權）人: 北京礦大節能科技有限公司
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00;F25B30/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術領域

本實用新型涉及一種降溫與熱能回收利用系統，特別是關于一種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統。

背景技術

隨著礦井采深的日益增加和采掘機械化程度的不斷提高，礦井深井高溫熱害已經成為制約煤礦安全開采的重大問題之一。它不僅影響井下員工的工作效率，造成經濟損益，而且還會嚴重影響員工的身體健康及生命安全。目前，礦井降溫的措施主要有非人工制冷降溫和人工制冷降溫兩種。其中，非人工制冷降溫通常以利用或增加通風量的形式實現，這種方式現在已經難以滿足礦井降溫的需求；而人工制冷降溫則需要消耗較高能耗以提供制冷負荷，經濟效益低，而且不符合節能減排的要求。此外，礦井降溫排熱還需要借助礦井回風、礦井排水或者在地面設置冷卻塔等手段實現，一些熱負荷沒有經過利用就直接排放到環境中，造成了一部分熱能的浪費，效率不高。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠結合礦井現有設備高效回收利用井下廢熱資源，為煤礦生活生產提供熱能的礦井井下降溫與廢熱回收利用系統。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特征在于：它包括設置在礦井井下的空氣冷卻器單元、降溫機組單元和氣液換熱器單元，以及設置在礦井井上的礦井回風熱泵系統；降溫機組單元包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥；空氣冷卻器單元包括一個以上的空氣冷卻器，每一空氣冷卻器的換熱管道中填充載冷劑，各換熱管道并聯在與降溫機組單元蒸發器殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環回路，載冷劑循環回路中設置循環泵；降溫機組單元中，蒸發器的換熱管道中填充制冷劑，且其兩端通過一制冷劑輸出管道和一制冷劑輸回管道連接冷凝器的殼體，壓縮機設置在制冷劑輸出管道上，膨脹閥設置在制冷劑輸回管道上，形成制冷劑循環回路；氣液換熱器單元設置在礦井回風巷上，其換熱管道中填充冷卻介質，氣液換熱器單元的換熱管道的兩端連接降溫機組單元冷凝器的換熱管道的兩端，形成冷卻介質循環回路，冷卻介質循環回路中設置循環泵；礦井回風熱泵系統包括設置在礦井回風巷出風口處的擴散塔，將從礦井回風巷排出的礦井回風中的熱量回收并傳遞給用戶使用。

上述礦井回風熱泵系統為礦井回風源熱泵系統，它還包括有設置在擴散塔出風口上部的回風換熱器，設置在擴散塔下部的匯水池，與回風換熱器和匯水池管道連通的集水池，與集水池構成低溫熱源循環回路的熱泵機組單元和與熱泵機組單元構成用戶供熱循環回路的用戶設備單元，熱泵機組單元包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥。

上述礦井回風熱泵系統為直接膨脹式礦井回風源熱泵系統，它還包括有設置在擴散塔出風口上部的外置氣液熱交換器，與外置氣液熱交換器構成低溫熱源循環回路的熱泵機組單元和與熱泵機組單元構成用戶供熱循環回路的用戶設備單元，熱泵機組單元包括壓縮機、內置氣液熱交換器和膨脹閥。

一種礦井井下降溫與廢熱回收利用系統，其特征在于：它是由空氣冷卻器單元、高低壓換熱器單元、降溫機組單元、冷卻塔、熱泵機組單元和用戶設備單元構成的多重換熱循環回路；空氣冷卻器單元包括一個以上的空氣冷卻器，每一空氣冷卻器的換熱管道中填充載冷劑；降溫機組單元和熱泵機組單元中均包括蒸發器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥；每一蒸發器的換熱管道中填充制冷劑，且其兩端通過一制冷劑輸出管道和一制冷劑輸回管道連接所在機組單元中冷凝器的殼體，每一制冷劑輸出管道上設置一壓縮機，每一制冷劑輸回管道上設置一膨脹閥，形成制冷劑循環回路；用戶設備單元兩端通過管道連接熱泵機組單元冷凝器換熱管道的兩端，形成用戶供熱循環回路。

上述空氣冷卻器單元、高低壓換熱器單元和降溫機組單元設置在礦井井下，冷卻塔、熱泵機組單元和用戶設備單元設置在礦井井上；每一空氣冷卻器的換熱管道并聯在與降溫機組單元蒸發器殼體連接的主管路上，形成載冷劑循環回路，載冷劑循環回路中設置循環泵；降溫機組單元冷凝器的換熱管道中填充有冷卻介質，且兩端連接高低壓換熱器單元低壓側的輸入輸出端，形成一次冷卻介質循環回路，一次冷卻介質循環回路中設置循環泵；高低壓換熱器單元的高壓側設置有兩并聯端口：一對端口通過管道連接冷卻塔的輸入輸出端，形成二次冷卻介質循環回路，二次冷卻介質循環回路上設置循環泵；另一對端口通過管道連接熱泵機組單元蒸發器的殼體，形成低溫熱源循環回路，低溫熱源循環回路設置循環泵。