[發(fā)明專利]利用熱超導(dǎo)技術(shù)回收礦井乏風(fēng)余熱加熱進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810427124.6
• 申請(qǐng)日: 2018-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN108844388A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任丕清;周建軍;馬庾卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F28D15/02
• 分類號(hào): F28D15/02;F24S10/30;F24S20/40;F24S50/40
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發(fā)明涉及煤礦井口防凍、回風(fēng)熱能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種利用熱超導(dǎo)技術(shù)回收礦井乏風(fēng)余熱加熱進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)。解決了現(xiàn)有礦井系統(tǒng)中的井口防凍技術(shù)存在換熱效果差、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備多等技術(shù)問題。一種利用熱超導(dǎo)技術(shù)回收礦井乏風(fēng)余熱加熱進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，包括光熱光伏陣列和換熱裝置；所述換熱裝置包括殼體，殼體內(nèi)部包括若干根豎直設(shè)置的石墨烯換熱管；所述換熱裝置內(nèi)部自上而下被分隔板分為放熱層、吸熱傳熱層和吸熱層三部分，所述分隔板與石墨烯換熱管密封連接；所述換熱裝置的放熱層外部一側(cè)開有第一新風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，放熱層的頂部開有新風(fēng)出風(fēng)口,所述換熱裝置的下部的吸熱層一側(cè)開有礦井回風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，吸熱層與礦井回風(fēng)進(jìn)風(fēng)口相對(duì)的另一側(cè)開有礦井回風(fēng)出風(fēng)口。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦井口防凍、回風(fēng)熱能利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用熱超導(dǎo)技術(shù)回收礦井乏風(fēng)余熱加熱進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

節(jié)能降耗作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)，是緩解能源約束、減輕環(huán)境壓力、保障經(jīng)濟(jì)安全與可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。目前，全國(guó)在用工業(yè)鍋爐保有量50多萬(wàn)臺(tái)，超過 200 萬(wàn)蒸噸/小時(shí)。燃煤鍋爐約48萬(wàn)臺(tái)，占工業(yè)鍋爐總?cè)萘康?0%以上，平均容量3.4蒸噸/小時(shí)，其中20蒸噸/小時(shí)以下超過80%。我國(guó)燃煤鍋爐主要用于工廠動(dòng)力、建筑采暖等領(lǐng)域，設(shè)計(jì)效率一般為72%－80%，平均運(yùn)行效率約60%－65%，普遍存在單臺(tái)容量小、燃用效率低、環(huán)境污染重等問題，節(jié)能潛力巨大。限于目前節(jié)能環(huán)保的緊迫形勢(shì)，目前礦井系統(tǒng)中的井口防凍采用的燃煤鍋爐普遍存在設(shè)備陳舊老化、出力嚴(yán)重不足等問題，急需更新替代。

現(xiàn)階段許多礦井采用熱泵技術(shù)回收礦井回風(fēng)低溫余熱的方式對(duì)進(jìn)風(fēng)井進(jìn)行加熱。通過水（風(fēng)）源熱泵技術(shù)回收礦井回風(fēng)低溫余熱的應(yīng)用方式，目前主要分為循環(huán)噴淋式和直接蒸發(fā)式。循環(huán)噴淋式是在回風(fēng)口布置噴淋塔，通過礦井回風(fēng)和水直接接觸換熱，再通過熱泵技術(shù)對(duì)低溫?zé)崮苓M(jìn)行提升后加以應(yīng)用；而直接蒸發(fā)式需對(duì)回風(fēng)口進(jìn)行改造，設(shè)置屋頂式彩鋼結(jié)構(gòu)、將蒸發(fā)器（類似家用空調(diào)室外機(jī)）直接布置在鋼結(jié)構(gòu)兩側(cè)，強(qiáng)制礦井回風(fēng)經(jīng)由蒸發(fā)器翅片間隙通過。

水（風(fēng)）源熱泵系統(tǒng)作為節(jié)能領(lǐng)域的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，盡管近幾年得到了一定的推廣。但該技術(shù)在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)存在以下問題：一是系統(tǒng)（設(shè)備）的造價(jià)高，除核心設(shè)備熱泵主機(jī)外還必須配置各類循環(huán)水泵、各種水處理設(shè)備、配套管路等閥部件、電氣及控制設(shè)備、大型機(jī)房及水池等土建工程；二是運(yùn)行費(fèi)用大，熱泵系統(tǒng)耗電設(shè)備多，除熱泵主機(jī)外還包括各種循環(huán)水泵、井口防凍用風(fēng)機(jī)等；三是管理難度比較大，系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)類設(shè)備多、故障率相對(duì)高，如一旦停電發(fā)現(xiàn)不及時(shí)就易凍壞表冷器等換熱元件，不僅影響安全生產(chǎn)，而且維護(hù)費(fèi)用較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有礦井系統(tǒng)中的井口防凍技術(shù)存在換熱效果差、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備多、費(fèi)用高，管理難度大等技術(shù)問題，提供一種利用熱超導(dǎo)技術(shù)回收礦井乏風(fēng)余熱加熱進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種利用熱超導(dǎo)技術(shù)回收礦井乏風(fēng)余熱加熱進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)，包括光熱光伏陣列和換熱裝置；所述換熱裝置包括殼體，殼體內(nèi)部包括若干根豎直設(shè)置的石墨烯換熱管；所述換熱裝置內(nèi)部自上而下被分隔板分為放熱層、吸熱傳熱層和吸熱層三部分，所述分隔板與石墨烯換熱管密封連接；所述換熱裝置的放熱層外部一側(cè)開有第一新風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，放熱層的頂部開有新風(fēng)出風(fēng)口, 所述換熱裝置的下部的吸熱層一側(cè)開有礦井回風(fēng)進(jìn)風(fēng)口，吸熱層與礦井回風(fēng)進(jìn)風(fēng)口相對(duì)的另一側(cè)開有礦井回風(fēng)出風(fēng)口；

所述光熱光伏陣列包括平板集熱器陣列和太陽(yáng)能電池；吸熱傳熱層內(nèi)部還嵌套有內(nèi)部充有換熱介質(zhì)的換熱管，所述平板集熱器陣列通過相應(yīng)管路與換熱管相連接構(gòu)成換熱循環(huán)管路；換熱循環(huán)管路上串接有水泵，所述水泵由太陽(yáng)能電池供電。