[實用新型]一種利用冬季自然冷源直接為礦井降溫的系統

有效

• 申請號: 201420378923.6
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN204082199U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 張殿振;高強;郭軍港;楊秀;郭忠良;高慎彪
• 申請（專利權）人: 山東新雪礦井降溫科技有限公司
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及冬季礦井降溫系統。?

背景技術

據統計，全國現有煤礦平均采深每年增加9m，采深大于700m的礦井有50多處，最深礦井已經超過1500m，預計煤炭資源總量的53％埋深于1000m的地下。隨著開采深度的增加，機械化程度的提高，由此出現的地熱、機械散熱也越來越大。高溫高濕等熱害問題開始突出，井下作業人員的工作效率、人身安全和身體健康受到極大的影響，采取相應措施對其進行治理，保證井下有適宜的作業環境等工作勢在必行。?

目前，多處煤礦采用人工制冷方式，人工制冷方式是在地面設置制冷系統，在井下設置換熱輸冷系統；有的制冷系統采用地面空冷機與冷空氣熱交換方式，也有的制冷系統采用冷卻塔與冷水熱交換方式；冷卻塔冷水熱交換方式是制冷機組通過井上循環泵和循環管道與冷卻塔實現熱交換；換熱輸冷系統由井下的高低壓換熱器、工作面的空冷器和風機組成，制冷機組通過工質循環泵(9)和工質循環管向高低壓換熱器輸送制冷工質，高低壓換熱器通過井下循環水泵(10)和井下循環水管和空冷器實現循環水熱交換，再通過風機將空冷器冷量輸送至各需冷工作地點，工作面溫度由30℃以上降低至22℃左右，達到適宜的井下溫度。當北方冬季室外氣溫達到-5℃及以下時，制冷設備極易出現掛冰、結冰現象，極限溫度時甚至造成設備內部冷媒結冰，導致設備損壞或結構坍塌。有的制冷系統采用地面空冷機與冷空氣熱交換方式，空冷機直接與風流熱交換導熱系數小，換熱表面積大，冬季溫度低時會造成空冷機內部冷媒結冰堵塞，造成?整個系統癱瘓。由于制冷系統內的高低壓換熱器內部管束多，管束外部為高壓冷媒，內部為低壓水，冬季溫度低時高壓部分泄露會造成低壓部分炸裂危險。因此冬季溫度低于零下時，為了防止制冷機組凍壞，制冷室還要采用暖氣采暖，從而造成在天然冷源存在的情況下，使井下降溫運行費用不降反漲。?

北方冬季地區室外低氣溫是無污染的天然冷源，如何利用該天然冷源來實現礦井降溫、減少設備初投資及運行費用是需要解決的問題。?

發明內容

本實用新型的目的設計一種利用冬季天然冷源直接為礦井降溫的系統。?

技術方案是，一種利用冬季天然冷源直接為礦井降溫的系統，其特征在于，它包括在地面設置的自然制冷系統和制冷機組以及在井下設置的換熱輸冷系統；其中：?

所述的換熱輸冷系統包括高低壓換熱器、空冷器和風機，高低壓換熱器的低壓側通過井下循環水泵、井下循環水管實現與空冷器的冷水循環，再通過風機將空冷器冷量輸送至各需降溫的工作地點；?

所述的自然制冷系統由冷卻塔、噴淋裝置、集水池組成；噴淋裝置布置于集水池之上，使噴淋裝置的淋水收集在集水池中；冷卻塔通過高壓循環泵、高壓進水管、高壓回水管與井下高低壓換熱器接通實現循環；高壓進水管再通過高壓進水支管與噴淋裝置接通，高壓回水管再通過高壓回水支管與集水池接通。?

所述的冷卻塔和噴淋裝置均通過閥門并聯在高壓進回水管的管路上。?

為了便于氣溫過高時也能制冷，在地面另設有制冷機組，制冷機組也通過閥門并聯在高壓進回水管的管路上。?

上述的集水池蓄水深度≥1.5m，高壓回水管的回水口應設在水池底部0.3米高度。?

上述的噴淋裝置是在分配器上設有多個噴頭，分配器通過電控閥門連接在水管路上。?

上述的井下高低壓換熱器為礦用高低壓換熱器、換冷器、三腔式換熱器或自動壓力轉換裝置，選取一種。?

為了室外平均氣溫為0℃以下時，充分吸收外界冷量，在集水池中布置有噴淋水泵，噴淋水泵出水口連連接在噴淋裝置管路上，進行二次降溫。?

本實用新型的工作原理和積極效果是：?

1、室外平均氣溫為0～10℃時，關閉噴淋裝置和制冷機組的閥門。利用冷卻塔散熱。溫度約為15℃的高壓回水通過高壓回水管進入地面冷卻塔散熱，冷卻后的冷卻水水溫降低至2～4℃，通過高壓循環泵、高壓進水管進入井下高低壓換熱器，實現循環。?

2、室外平均氣溫為0℃以下時，關閉冷卻塔和制冷機組的閥門。利用噴淋裝置散熱，溫度約為15℃的高壓回水進入噴淋裝置噴頭噴出后，吸收外界自然冷源冷卻，初冷卻的水進入集水池，在集水池內進行二次冷卻，溫度降低至2～4℃，通過高壓循環泵進入高壓進水管，進入井下高低壓換熱器，實現循環。?

3、室外平均氣溫為10℃以上時，關閉冷卻塔和噴淋裝置的閥門，利用制冷機組進行制冷。?