[發明專利]上噴式礦井排風熱回收裝置及其設計方法

有效

• 申請號: 201410014101.4
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103727806A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 王海橋;崔海蛟;陳世強;李軼群;李永存;賈騰;趙杰;章曉偉
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: F28C1/14
• 分類號: F28C1/14;F28F25/06;F25B27/02;F25B30/06
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 宋向紅

技術領域

本發明屬于礦井排風熱回收技術領域，具體涉及一種節水低阻高效的上噴式礦井排風熱回收裝置及其設計方法。

背景技術

礦井排風熱回收裝置，一般將噴淋設施布置在擴散塔頂部，并向下噴冷水回收排風熱能。但是，由于空氣與噴淋液滴之間相對速度較高，選擇過小的液滴粒徑，易導致液滴被吹飛，即風吹水損失；若選擇較大的液滴粒徑，則極易發生液滴破碎，破碎的液滴進而被排風流帶走，導致風吹水損失，即使在裝置頂部設置擋水板，風吹水損失量依舊非常可觀；另外，液滴破碎導致液滴粒徑選擇范圍縮小，尤其迎面風速較大時，甚至無法選擇液滴粒徑；從選擇液滴粒徑的角度看，逆流下噴存在液滴粒徑選擇難度大和風吹水損失大的問題；從空氣-水熱濕交換的角度看，傳統下噴式裝置中液滴與空氣接觸時間短，熱交換不充分，導致裝置熱效率低；從循環水泵運行功耗的角度看，下噴式必須把水至少提升至擴散塔自身高度及以上，經常高達10m以上，另外，由于噴水量通常較大，再加上噴水帶來的空氣阻力增加，則循環水泵功耗較大。

發明內容

本發明的目的之一在于針對上述三個方面的問題，提供一種節水低阻高效的上噴式礦井排風熱回收裝置。

本發明的上噴式礦井排風熱回收裝置，它包括安裝于礦井回風巷的擴散塔頂端的擋水板，擴散塔底部設有集水池，集水池依次與沉淀池、水處理器連接，水處理器的出水口與熱泵機組的熱交換水進水口連接，熱泵機組的熱交換水出水口與安裝于擴散塔內的管排及噴嘴連接；熱泵機組的出水口分別連接井筒防凍水管、洗浴熱水管和空調水管，所述澡堂廢熱水管也與沉淀池的進水口連接；其特點是：所述管排及噴嘴安裝于擴散塔內底部，噴嘴向上噴水；在保證噴嘴噴淋液滴不破碎不吹飛不懸浮的情況下，噴嘴至擴散塔頂端距離H大于且接近噴嘴噴淋液滴的最大上升高度Z：

Z=∫Red00-Red9.8d2/γ2+0.75·ρa·Cd·(Red-Rea)·|Red-Rea|/ddRed,]]>

其中，Re_d為離散相液滴雷諾數，Re_a為連續相液滴雷諾數，Re_d0為離散相液滴初始雷諾數，d為液滴粒徑，γ為流體運動黏度，C_d為阻力系數，ρ_a為空氣密度。

所述噴淋裝置的結構需使其噴淋液滴的粒徑d與液滴初速度u_d0滿足如下關系式：d(u_d0-u_a)²≤0.3379；同時，液滴粒徑還需滿足：其中，u_a為擴散塔迎面風速。