[發明專利]一種基于大溫差換熱技術的井口防凍系統及運行控制方法

在審

• 申請號: 202110283615.X
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112944716A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 桑憲輝;吳玉麒;李彤;趙增玉;李策;朱孔玨;王輝;李守濤
• 申請（專利權）人: 冰輪智慧新能源技術（山東）有限公司;濟寧市兗州區智慧新能源研究院
• 主分類號: F25B15/04
• 分類號: F25B15/04;F25B49/04;F25B41/20;E21F1/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 季英健

本發明給出了一種基于大溫差換熱技術的井口防凍系統及其運行控制方法，包括熱泵機組、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第一散熱器、中央控制器和第一溫度傳感器，熱泵機組、第二換熱器、第三換熱器和四換熱器通過管路連接，在中央控制器的控制下，可持續向第一散熱器內供熱，第一散熱器持續將熱量向礦井井口供熱，繼而實現井口防凍效果。與現有技術相比，本發明設置吸收式吸收式熱泵機組及兩個換熱器，實現一網采暖水的四級梯級利用，加大一網采暖水供回水溫差，減小水泵功耗，提高熱源側回收低溫廢熱的能力；通過水路調節閥和尖峰加熱器實現供熱負荷調節。

技術領域

本發明涉及一種基于大溫差換熱技術的井口防凍系統及運行控制方法。

背景技術

礦井進風井口的防凍設施對于我國北方地區所有進行地下采礦的企業都是十分重要的，進風井口或井道一旦發生結冰現象，可能對人員及設備造成嚴重傷害，嚴重的甚至導致礦井生產停滯。我國《煤礦安全規程》規定：進風井口以下的空氣溫度(干球溫度)必須在2℃以上。我國礦井防凍系統熱源主流采用燃煤鍋爐提供蒸汽或熱水，通過管翅式換熱器加熱井口空氣溫度。近來來隨著節能意識的深入，井口空氣加熱器逐漸由風機強制空氣循環的換熱器代替了傳統熱對流的管翅式加熱器，使得在熱源側進行節能改造存在了可能。

近年來在熱源側的創新主要是采用水源熱泵回收礦井水余熱和礦井乏風余熱。對于礦井水資源豐富的礦井，將礦井水通過沉降、絮凝、隔離等簡單物理處理后進入水源熱泵制取高溫熱水。對于主井、副井距離相近的礦井，采用噴淋式、直接蒸發式或熱管式乏風熱能回收技術，將乏風中的余熱傳遞到載冷劑中，載冷劑再進入水源熱泵制取高溫熱水。但是對于大部分礦井來說，礦井水資源匱乏、主井和副井距離較遠，并不具備上述技術的應用條件，此類礦井如何通過技術改進降低熱源側能耗、提高經濟性是有一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于大溫差換熱技術的井口防凍系統及運行控制方法，與現有技術相比，本發明設置吸收式吸收式熱泵機組及兩個換熱器，實現一網采暖水的四級梯級利用，加大一網采暖水供回水溫差，減小水泵功耗，提高熱源側回收低溫廢熱的能力；通過水路調節閥和尖峰加熱器實現供熱負荷調節。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種基于大溫差換熱技術的井口防凍系統，包括吸收式熱泵機組、第二換熱器、第三換熱器、第四換熱器、第一散熱器、中央控制器和第一溫度傳感器，通過一網供水管路能夠實現一網管路內高溫軟化水在吸收式熱泵機組、第二換熱器和第三換熱器內的循環流動，所述吸收式熱泵機組包括第一吸熱管組，所述第二換熱器包括第二吸熱管組，所述第三換熱器包括第三吸熱管組、所述第四換熱器包括第四吸熱管組和第五放熱管組，所述第一散熱器包括第六放熱管組和第七放熱管組，一中溫軟化水供水管以并聯的方式與所述第一吸熱管組和第二吸熱管組的出口端相貫通，一中溫軟化水回水管以并聯的方式與所述第一吸熱管組和第二吸熱管組的入口端相貫通，一第一電動開關閥和第五放熱管組以并聯方式與所述中溫軟化水回水管相貫通，在所述中溫軟化水回水管上還設置一位于所述第一電動開關閥下游的第一水泵，一第一管道與所述第三吸熱管組的出口端相貫通，一第二管道以并聯方式與所述第六放熱管組和第七放熱管組的入口端相貫通，一第二電動調節閥和第四吸熱管組以并聯方式實現第一管道和第二管道的貫通，一第三管道與所述第三吸熱管組的入口端相貫通，且第三管道以并聯方式與所述第六放熱管組和第七放熱管組的出口端相貫通，在所述第三管道設置一第二水泵，所述中央控制器控制第一水泵、第一電動開關閥、第二電動調節閥、第二水泵和第一散熱器的運行，所述中央控制器與所述第一溫度傳感器電性連接，所述第一溫度傳感器用于實時監測井口處環境溫度。