[發(fā)明專利]一種水泵功率變化調(diào)整的熱力系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010133931.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111219901B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔崢;劉昱;杜文靜;宋紅飛;邵坤;石瀟;王文璞;肖龍;余道廣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B1/00
• 分類號(hào): F25B1/00;F25B39/00;E21F3/00;F28D7/04
• 代理公司: 青島仟航知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37289
• 代理人: 趙艷紅

本發(fā)明提供了一種水泵功率變化調(diào)整的熱力系統(tǒng)，工作面設(shè)置溫度傳感器，用于檢測(cè)井下的工作面環(huán)境溫度，所述換熱器和空冷器之間設(shè)置水泵，當(dāng)檢測(cè)的溫度高于一定溫度時(shí)，隨著檢測(cè)溫度的不斷上升，水泵功率增加的幅度越來(lái)越大；當(dāng)檢測(cè)的溫度低于一定溫度時(shí)，隨著檢測(cè)溫度的不斷下降，水泵功率不斷減小的幅度越來(lái)越大。本發(fā)明采取水泵功率的增加和減小的幅度的變化，能夠使得在溫度高于或者低于一定數(shù)值的時(shí)候，采取及時(shí)的快速的調(diào)整，增加調(diào)整幅度，能夠使得溫度快速恢復(fù)到正常的溫度范圍。

本申請(qǐng)是針對(duì)2019年04月09日、申請(qǐng)?zhí)?019102780975、發(fā)明名稱“一種深井采礦的熱力系統(tǒng)”的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明換熱器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深井采礦的熱力系統(tǒng)。

背景技術(shù)

深井采礦過(guò)程中，井下熱環(huán)境惡化問(wèn)題十分突出。隨著礦井采深度增加，進(jìn)入深部之后，礦山工作面開(kāi)始受高溫影響，這不僅制約礦山的安全生產(chǎn)建設(shè)，也威脅礦工的身體健康。我國(guó)《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定：生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過(guò)26℃，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過(guò)30℃，當(dāng)上述兩工作地點(diǎn)的空氣溫度超過(guò)30℃和34℃時(shí)必須停止作業(yè)。與此同時(shí)，由于工藝過(guò)程的需要，采礦過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量溫度穩(wěn)定的礦井廢水。以某黃金礦井為例，現(xiàn)有的深井作業(yè)區(qū)（深度＞500m）主要以通風(fēng)冷卻為主，井下溫度高（29℃），相對(duì)濕度大（＞96%），冷卻效果差，熱環(huán)境非常惡劣。為保證礦井安全生產(chǎn)和職工身體健康，必須針對(duì)性地采取有效措施，降低環(huán)境溫度，治理高溫?zé)岷Α?/p>

國(guó)內(nèi)外采用的深井冷卻技術(shù)有：布置通風(fēng)系統(tǒng)、工人冷卻服、在井上、井下增設(shè)制冷機(jī)等。存在的問(wèn)題有：通風(fēng)系統(tǒng)隨著作業(yè)深度的增加效果變差；工人冷卻服成本高，作業(yè)過(guò)程并不方便；井下制冷機(jī)存在排熱困難，以空氣為散熱介質(zhì)導(dǎo)致降溫效果差、運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題。

利用流體誘導(dǎo)傳熱元件振動(dòng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱是被動(dòng)強(qiáng)化換熱的一種形式，可將換熱器內(nèi)對(duì)流體振動(dòng)誘導(dǎo)的嚴(yán)格防止轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)振動(dòng)的有效利用，使傳動(dòng)元件在低流速下的對(duì)流換熱系數(shù)大幅度的提高，并利用振動(dòng)抑制傳熱元件表面污垢，減低污垢熱阻，實(shí)現(xiàn)復(fù)合強(qiáng)化傳熱。

換熱器及其相關(guān)技術(shù)經(jīng)過(guò)近幾十年的迅速發(fā)展，取得了令人鼓舞的進(jìn)步，然而一些長(zhǎng)期未能解決的問(wèn)題更加凸現(xiàn)出來(lái)。換熱器內(nèi)流體誘導(dǎo)振動(dòng)和傳熱表面積垢，是世界公認(rèn)的亟待解決的突出問(wèn)題。流體誘導(dǎo)振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致劇烈的噪聲與傳熱管束的損壞，傳熱管束表面積垢會(huì)造成巨大的能量與資源損失。在換熱器內(nèi)完全防止管束振動(dòng)是不可能的，而通過(guò)增加傳熱管束的強(qiáng)度來(lái)防止振動(dòng)從而避免管束的損壞與噪聲，并不總是有效的。利用流體誘導(dǎo)傳熱管束的振動(dòng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱是無(wú)源強(qiáng)化換熱的一種形式，通過(guò)對(duì)振動(dòng)的有效利用，可在實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱的同時(shí)抑制傳熱表面積垢，降低污垢熱阻，實(shí)現(xiàn)復(fù)合強(qiáng)化換熱。

因此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有深井井下集中式制冷系統(tǒng)存在的不足，提供一種新的采礦循環(huán)制冷系統(tǒng)，同時(shí)提供了一種新型換熱器替代常規(guī)制冷機(jī)的蒸發(fā)器和冷凝器，并在原系統(tǒng)上進(jìn)行一定的改進(jìn)，該方式既可以實(shí)現(xiàn)冷端采場(chǎng)冷卻，又在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上縮小制冷機(jī)體積、提高換熱效率并提高礦井涌水利用率，同時(shí)具有設(shè)備緊湊、安全性好、檢修維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，非常適合深井作業(yè)使用。

發(fā)明內(nèi)容

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種智能控制工作區(qū)溫度的換熱系統(tǒng)，其特征在于，包括換熱器、空冷器，所述空冷器設(shè)置在工作面部分；水在所述空冷器中與空氣進(jìn)行熱交換吸收空氣后，通過(guò)管路進(jìn)入換熱器，在換熱器內(nèi)進(jìn)行冷卻，其特征在于，工作面設(shè)置溫度傳感器，用于檢測(cè)井下的工作面環(huán)境溫度，所述換熱器和空冷器之間設(shè)置水泵，控制器根據(jù)檢測(cè)的溫度傳感器的溫度控制水泵的功率。

作為優(yōu)選，當(dāng)井下溫度高于設(shè)定值時(shí)，水泵的功率增大，水流經(jīng)空冷器流量增加；當(dāng)井下溫度低于設(shè)定值時(shí)，水泵功率減小，水流經(jīng)空冷器流量減少；當(dāng)不進(jìn)行井下工作時(shí)，水泵關(guān)閉。

作為優(yōu)選，所述換熱器中設(shè)置彈性管束組件，流體在彈性管束組件中與來(lái)自空冷器中的水進(jìn)行換熱。