[發(fā)明專利]一種自吸噴淋式換熱塔與礦風(fēng)換熱聯(lián)合供暖系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711439829.1
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107965833A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱曉彥;戴玉霞;蘇明強;袁曉麗;王亮亮;華春洲;萬俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 袁曉麗;朱曉彥
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F24D17/02;F24D19/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11340
• 代理人: 李振文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自吸噴淋式換熱塔與礦風(fēng)換熱聯(lián)合供暖系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤礦是個巨大的蓄熱體，蘊藏豐富的地?zé)豳Y源。進入煤礦的空氣不斷與煤礦的巷道、機電設(shè)備、淋水等進行熱交換，最終，空氣溫度與煤礦的地溫達(dá)到平衡。煤礦的地溫基本恒定，致使煤礦回風(fēng)的溫度全年基本恒定，受外界氣溫的影響很小。另一面井下機電設(shè)備散熱(一般機電設(shè)備功率的20％)、煤塵氧化散熱、地下水散熱、人員散熱等均進入礦井回風(fēng)中。故而，煤礦回風(fēng)是一種穩(wěn)定的較優(yōu)質(zhì)的余熱資源。冬季礦井回風(fēng)溫度為18℃，相對濕度為85％左右。

目前礦井回風(fēng)利用技術(shù)有兩種技術(shù)路線，其一為結(jié)合熱泵技術(shù)提取礦井回風(fēng)的熱量，從熱泵機組的蒸發(fā)器從礦井回風(fēng)中吸取熱量，熱泵機組的冷凝側(cè)釋放熱量，冷凝側(cè)的供水溫度為45～60℃。系統(tǒng)需要消耗相當(dāng)于供熱能力1kW的電能，就能得到4～5kW的熱能，該技術(shù)路線的優(yōu)點為，可以制取45～60℃，滿足地面建筑的采暖及洗浴熱水加熱需求，夏季可以反向工作制取7～12℃的冷水用于空調(diào)。缺點為，投資相對較大，運行中需要消耗一部分電能，運行費用相對較高。該系統(tǒng)需要建設(shè)噴淋換熱塔，一般在通風(fēng)機出口建設(shè)混凝土或者鋼結(jié)構(gòu)的噴淋換熱塔，由煤礦通風(fēng)負(fù)擔(dān)的局部阻力，這種形式的換熱塔夏季運行時對于高溫礦井，回風(fēng)溫度高，運行效果差效率低，且換熱塔的安裝受制于場地因素太大，不適用于與礦井回風(fēng)直接加熱新風(fēng)的系統(tǒng)聯(lián)合供暖。第二個技術(shù)路線為，利用18℃左右礦井回風(fēng)直接加熱-30～-4℃的新風(fēng)，將新風(fēng)加熱至2～10℃以上用于煤礦井筒防凍，該技術(shù)路線加熱過程無需消耗其他能量，僅消耗相當(dāng)于加熱量1/30左右的輸送新風(fēng)的風(fēng)機電耗。該技術(shù)路線的優(yōu)點為，運行費用極低，系統(tǒng)沒有水沒有結(jié)冰斷流的風(fēng)險，缺點為只能得到2～10℃的空氣熱源，無法解決采暖及洗浴熱水加熱的需求。

根據(jù)煤礦企業(yè)供暖需求特點分析，煤礦企業(yè)有如下供暖需求：

1、面建筑采暖需求，包括地面工業(yè)廠房車間的供暖，行政福利建筑的供暖，包括辦公樓、聯(lián)合機建筑、宿舍、食堂等建筑的供暖，需要45～95℃的熱水用于供暖進而得到18～24℃的室內(nèi)溫度，。

2、洗浴熱水加熱需求，包括淋浴、池浴的熱水供應(yīng)需求，需要得到42℃以上的熱水。

3、井筒防凍供暖需求，需要對進風(fēng)井的入井空氣進行加熱，以保證入井空氣溫度不低于2℃，防止井筒結(jié)冰。

4、夏季空調(diào)需求，地面行政福利建筑包括辦公樓、聯(lián)合機建筑、宿舍、食堂等建筑的夏季空調(diào)，需要7～12℃的熱水用于空調(diào)進而得到24～28℃的室內(nèi)溫度。

通過以上煤礦企業(yè)供暖、洗浴及空調(diào)的需求分析，以及熱泵利用與礦井回風(fēng)直接加熱新風(fēng)技術(shù)路線的局限性和優(yōu)越性綜合考慮，同時考慮到傳統(tǒng)噴淋換熱塔無法適用于與礦井回風(fēng)加熱新風(fēng)的聯(lián)合供暖系統(tǒng)，通過深入的分析研究，本方案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種自吸噴淋式換熱塔與礦風(fēng)換熱聯(lián)合供暖系統(tǒng)，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種自吸噴淋式換熱塔與礦風(fēng)換熱聯(lián)合供暖系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的回風(fēng)井筒(1)、礦井回風(fēng)輸送機構(gòu)、換熱器(7)、噴淋換熱塔(10)和供暖系統(tǒng)，該供暖系統(tǒng)與所述的噴淋換熱塔進行熱交換；所述的礦風(fēng)回風(fēng)輸送機構(gòu)包括回風(fēng)管道，該回風(fēng)管道的一端通過第一連接管(2)與所述的回風(fēng)井筒連通，另一端通過第二連接管(4)與三通(5)的進氣口連通；在該回風(fēng)管道內(nèi)安裝有礦井風(fēng)機(3)；在所述的三通內(nèi)轉(zhuǎn)動的安裝有一活動擋板(6)，該活動擋板往復(fù)與兩個出氣口之間，三通的其中一出氣口與換熱器(7)的進氣口之間通過第三連接管(18)的一端口連通，在所述換熱器的出氣口出連通有熱新風(fēng)輸送風(fēng)道(8)。

所述的噴淋換熱塔包括塔體和塔體輸送風(fēng)道(9)，在所述的塔體輸送風(fēng)道內(nèi)安裝有三通擋板閥，該塔體輸送風(fēng)道的一端與第三連接管(18)的另一端口連通，另一端延伸至塔體內(nèi)部，在所述的塔體內(nèi)從下至上依次設(shè)置有集水池(10-1)、填料層(10-2)、噴淋層(10-3)和擋水層(10-4)，風(fēng)機(10-5)位于塔體的頂部；所述的塔體輸送風(fēng)道位于集水池(10-1)與填料層(10-2)之間。

所述的供暖系統(tǒng)包括水源熱泵機組(11)、換熱循環(huán)水泵(12)、換熱塔回收管路(13)、換熱塔進水管路(14)、供水管路(15)和回水管路(16)，水源熱泵機組(11)的熱水進口通過換熱塔進水管路(14)與噴淋層(10-3)連通，冷水出口通過換熱塔回收管路(13)與集水池(10-1)連通，在所述的換熱塔回收管路(13)上安裝有水泵(12)，在所述的水源熱泵機組(11)上還連通有供水管路(15)和回水管路(16)。