[發明專利]一種大溫差井口加熱器及其運行方式

有效

• 申請號: 201310600764.X
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103604212A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 王建學;牛永勝;孟杰
• 申請（專利權）人: 北京礦大節能科技有限公司
• 主分類號: F24H3/12
• 分類號: F24H3/12;F24H4/06;F24H9/18;F24H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種大溫差井口加熱器，其特征在于：

它包括低溫熱源單元和井筒進風加熱單元；

所述低溫熱源單元包括一與礦井回風口相連接的擴散塔，一導流風罩和一吸熱器；

所述導流風罩包括一進風口、一排風口和一回風口，所述導流風罩的進風口與擴散塔頂部連接，所述導流風罩的排風口直接與大氣相通，所述導流風罩的回風口通過一風閥連接一風道的一側，所述風道的另一側連接所述吸熱器；

所述井筒進風加熱單元包括一進風口、一過濾段、一預熱段、一風機段、一均風段、一再熱段、一消音段和一出風口；

所述預熱段內設置一預熱器，所述預熱器通過一蒸汽上升管和下降管與所述低溫熱源單元中的吸熱器相連接，形成一工質循環回路，所述吸熱器的安裝高度要低于所述預熱器的安裝高度；

所述再熱段內設置一再熱器，所述再熱器的上端出水口設置一上集水箱，所述再熱器的下端進水口設置一下集水箱，所述上集水箱與下集水箱之間設置數排并列的換熱管，所述再熱器內填充熱媒，所述上集水箱與所述下集水箱分別通過管道外接一提供熱源的熱泵機組。

2.如權利要求1所示的一種大溫差井口加熱器，其特征在于：所述低溫熱源單元中的風道內設置一防爆風機。

3.如權利要求2所示的一種大溫差井口加熱器，其特征在于：所述均風段處設置一溫度傳感器，所述再熱器的熱進管道上設置一電動閥。

4.如權利要求1或2或3所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于：所述低溫熱源單元中的吸熱器與風道的連接處設置一除塵過濾器。

5.如權利要求4所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于：一個所述低溫熱源單元可以對應設置多個所述井筒進風加熱單元。

6.如權利要求5所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于：所述低溫熱源單元中吸熱器內對應設置與所述井筒進風加熱單元同等數目的吸熱模塊，所述吸熱器中的每一個吸熱模塊分別通過并聯管道與對應的所述井筒進風加熱單元中預熱器相連接，從而形成多個獨立的工質循環回路。

7.如權利要求6所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于：所述吸熱器和預熱器采用ND碳鋼材質，碳鋼外加防腐處理。

8.如權利要求6所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于：所述井筒進風加熱單元的風機段并聯設置1臺或多臺風機，所述風機為小功率防爆軸流風機，所述風機段設置一檢修口。

9.如權利要求8所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于：所述再熱器的換熱管為翅片換熱管，所述再熱器中填充的低溫熱媒為乙二醇水溶液。

10.如權利要求9所述的一種大溫差井口加熱器的運行方式，它包括以下兩種工況：

1）冬季工況

①冬季礦井回風溫度較高，濕度大，蘊含大量低溫熱能，本發明在冬季運行時，開啟導流風罩的回風口處風閥，礦井回風順著擴散塔，在導流風罩的導流作用下進入風道，并在防爆風機的牽引下引至吸熱器，以一定的風速橫向掠過吸熱器，與吸熱器換熱后的礦井回風溫度降低，直接排入大氣或作為其他方式的熱源繼續使用，吸熱器中的工質吸收礦井回風中的熱能，蒸發為氣體，在壓力差的作用下蒸汽向上順著蒸汽上升管流入井筒進風加熱單元中預熱段內設置的的預熱器，蒸汽凝結，放出汽化潛熱，在重力的作用下工質順著下降管回流到吸熱器中，循環往復，不斷為井筒進風加熱單元中的預熱段提供熱源；

②將井筒進風加熱單元的出風口連接到進風井井口房，在風機的牽引下外部的冷空氣通過進風口進入過濾段，過濾掉空氣中的大顆粒雜質后，進入預熱段，與預熱段內的預熱器中工質換熱；

③溫度升高后的空氣通過風機段進入再熱段，再熱段處設置的溫度傳感器將測量的溫度信號傳遞給熱泵機組熱進管道處設置的電動閥，判斷當前溫度是否達到預設值T₀：

如果判斷結果為肯定，則電動閥關閉；

如果判斷結果為否定，則調節電動閥閥門開口大小，控制熱泵機組將加熱后的低溫熱媒，通過熱進管道進入再熱段中再熱器的下集水箱中，均勻通過換熱管與外部冷空氣換熱后進入上集水箱中，之后通過熱出管道返回熱泵機組被繼續加熱，為井筒進風加熱單元中的再熱段提供熱源，調節進風空氣的溫度；

④空氣被加熱到所需溫度T₀后經過消音段消聲降噪，最后通過出風口送入井筒，從而實現了井筒防凍的目的；

2）春、夏、秋三季工況

在春、夏、秋三季不需要井筒防凍的情況下，關閉導流風罩的回風口處風閥，導流風罩的排風口完全打開，礦井回風順著擴散塔從導流風罩的排風口處直接排至大氣。