[實用新型]一種礦井余熱利用系統

有效

• 申請號: 201820947529.8
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN209100072U
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 張亞平;張拴偉;郝改紅;王建國;賀德佳;崔笛
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E21F17/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 線飛祥

本實用新型公開了一種礦井余熱利用系統，包括礦井深層余熱利用系統和礦井淺層余熱利用系統，礦井深層余熱利用系統包括供電系統和供熱水系統，供電系統包括依次連接的深層余熱熱管采集系統、第一換熱器和發電系統，第一換熱器和供電系統均與供熱水系統連接；礦井淺層余熱利用系統包括水制熱制冷系統和新風處理系統，水制熱制冷系統包括地埋管、熱泵機組和地板輻射管系統，地埋管的兩端和地板輻射管的兩端均與熱泵機組連接，房屋的室內與新風處理系統連接，熱泵機組與發電系統和供熱水系統均連接。本實用新型分層次利用礦井余熱，實現了余熱最大化利用；達到減輕礦井熱害這一嚴重問題，節能環保，結構簡單。

技術領域

本實用新型屬于礦井余熱利用技術領域，具體是涉及一種礦井余熱利用系統。

背景技術

由于長期開采，淺部資源日趨枯竭，大部分煤礦已進入深部開采狀態。深部高溫熱害則是深部礦井普遍面臨的難題，礦井熱環境問題日益成為制約深部礦床有效開采的重要因素。現有礦井降溫技術與地熱資源利用并沒有很好結合；另一方面，室內舒適環境調節存在諸多問題，例如制熱、制冷系統復雜，耗能比較大，噪音大、舒適性不甚理想。傳統供熱方式導致出現霧霾、粉塵等環境問題，這就使得研究新型能源、優化現有室內制熱制冷系統顯得尤為必要，而多聯供系統正在被探索應用，有待進一步完善。現有地熱資源的利用多采用U型井、利用水進行熱量傳輸，存在熱耗散嚴重且需水量大、淺層熱量利用較多而深層浪費等問題，而且多以熱量形式輸送出來直接利用，熱能利用率較低。集礦井開采與地熱資源利用協同化發展剛剛起步，相關研究急需進一步探究，因此，設計一種礦井余熱利用系統很有必要。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種礦井余熱利用系統，該系統最大限度分層次利用礦井余熱，深層余熱提取用來發電供給建筑暖通設備及生活熱水耗能，淺層余熱提取供給建筑制熱制冷所需能耗，從而實現了余熱最大化利用；同時達到減輕礦井熱害這一嚴重問題，節能環保，結構簡單。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種礦井余熱利用系統，其特征在于：包括提取礦井深層余熱用于發電以供給建筑暖通設備及生活熱水的礦井深層余熱利用系統和提取礦井淺層余熱對室內進行制熱制冷的礦井淺層余熱利用系統，所述礦井深層余熱利用系統包括供電系統和供熱水系統，所述供電系統包括依次連接的深層余熱熱管采集系統、第一換熱器和發電系統，所述第一換熱器和發電系統均與供熱水系統連接；所述礦井淺層余熱利用系統包括水制熱制冷系統和新風處理系統，所述水制熱制冷系統包括地埋管、熱泵機組和地板輻射管系統，所述地埋管的兩端和地板輻射管系統的兩端均通過管道與熱泵機組連接，所述地埋管設置在淺層礦井內，所述地板輻射管系統設置在房屋的室內地面下，所述房屋的室內與新風處理系統連接，所述熱泵機組與發電系統和供熱水系統均連接。

上述的礦井余熱利用系統，其特征在于：所述深層余熱熱管采集系統包括熱管外殼、內置套管、泡沫鐵鎳材料、第一蒸汽通道和冷凝水通道，所述內置套管同心設置在熱管外殼內，所述內置套管的上端開口、下端與熱管外殼的底部焊接密實，所述泡沫鐵鎳材料焊接在內置套管與熱管外殼的下部之間，所述第一蒸汽通道的一端與熱管外殼的上端連通，所述冷凝水通道的一端與熱管外殼的上部連通，所述第一蒸汽通道上依次安裝有第一壓力表和第一溫度計，所述冷凝水通道上依次安裝有介質計量加注器、第二壓力表和抽真空閥門；所述第一蒸汽通道的另一端和冷凝水通道的另一端均與第一換熱器的蒸發端連接，所述熱管外殼豎直設置且底部位于深層礦井區內，所述內置套管位于礦井區的熱管外殼內，所述第一蒸汽通道和冷凝水通道均位于礦井區外。

上述的一種礦井余熱利用系統，其特征在于：所述第一壓力表設置在靠近第一蒸汽通道與熱管外殼連接的一端，所述介質計量加注器設置在靠近冷凝水通道與熱管外殼連接的一端。

上述的一種礦井余熱利用系統，其特征在于：所述內置套管的上部直徑小于內置套管的下部直徑，所述內置套管的下部與其對應外側的熱管外殼段共同構成蒸發段，所述內置套管的上部與其對應外側的熱管外殼段共同構成絕熱段。