一种在废弃巷道内明渠式换热的系统技术方案

本实用新型专利技术的目的是为矿用水源热泵系统提供一种节能、高效、稳定的冷源，而提出的一种在废弃巷道内明渠式换热的系统。矿用水源热泵作为一种新型节能矿井降温技术得到了推广应用，其采用煤矿开采中产生的涌水作为冷源，利用热泵技术对高温矿井中的热量进行搬运，实现对高温矿井的降温。巷道温度常年保持不变，是良好的冷源，利用废弃矿井中现有的排水沟，通过明渠紊流来实现换热媒介与地面的换热降温，从而作为矿用水源热泵的良好冷源，实现废弃矿井中资源的高效利用，具有重要的节能与环保价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及为矿用水源热泵提供冷源系统，特别涉及废弃巷道内的热能利用。
技术介绍
矿用水源热泵作为一种新型节能矿井降温技术得到了推广应用，其采用煤矿开采中产生的涌水作为冷源，利用热泵技术对高温矿井中的热量进行搬运，实现对高温矿井的降温。但由于我国是水资源缺乏国家，尤其是在煤矿资源丰富的北方地区，水资源尤其是地下水资源稀缺，涌水量无法保证热泵降温的使用，这就限制了矿井用水源热泵技术的推广。而在煤矿开采过程中会产生很多废弃的巷道，我们仅仅是将煤炭资源开采使用，其本身由于很多的废弃矿井位于恒温层，巷道温度常年保持不变，是良好的冷源，利用废弃矿井中现有的排水沟，通过明渠紊流来实现换热媒介与地面的换热降温，从而作为矿用水源热泵的良好冷源，实现废弃矿井中资源的高效利用，具有重要的节能与环保价值。
技术实现思路
专利技术目的：本技术的目的是为矿用水源热泵系统提供一种节能、高效、稳定的冷源，而提出的一种在废弃巷道内明渠式换热的系统。为了实现上述目的，本技术采用了如下的技术方案：一种在废弃巷道内明渠式换热的系统，包括换热水槽、换热媒介、蓄水池、过滤网、水泵、冷凝器及输水循环系统；所述换热水槽选取恒温层废弃巷道内平均坡度为2度以上，长度满足换热负荷的排水沟；蓄水池设置在换热水槽底部末端；冷凝器抽取蓄水池内的冷冻水来吸收冷凝器内制冷剂冷凝所放热量，然后由输水循环系统通过管道将换热媒介输送到换热水槽顶部实现循环。本技术中，优选的，所述换热水槽，选取恒温层废弃巷道内平均坡度为2度以上，长度满足换热负荷的排水沟，且在使用中可依据出口温差衰减情况向上游延伸排水沟长度。排水沟断面为矩形，换热水槽表面材料为水泥或石材。本技术中，优选的，所述蓄水池包括防水层、进水口、出水口，出水口处设有过滤网。本技术中，优选的，所述输水循环系统包括输送管道及水泵。本技术中，优选的，所述换热媒介为水，在换热水槽及输送管道中其作用为换热媒介，在蓄水池中为冷凝器的冷却水。水源可为矿井涌水、开采过程中产生的废水以及井上直接供给水。本技术一种在废弃巷道内明渠式换热的系统：(1)节能:充分利用废弃巷道内热资源，同时由于是在废弃巷道内距离工作面较地面很近，减小了冷却水的传输距离节约了电能；(2)经济：本系统替代了冷却塔，利用原有的排水沟作为换热水槽，节省了设备费用。(3)效率高:由于废弃巷道内不存在由于热污染对生态环境的破坏，所以可以进行大温差换热，提高机组工作效率；(4)应用范围广：本系统适用范围广，使得矿用水源热泵的使用不受矿井涌水量的限制。附图说明图1为本技术一种在废弃巷道内明渠式换热的系统工作示意图；图中：1—换热水槽，2—换热媒介，3—蓄水池，4—过滤网，5—水泵，6—冷凝器，7—输水循环系统。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。参图1，介绍本技术一种在废弃巷道内明渠式换热的系统一具体实施方式。在本实施方式中，该在废弃巷道内明渠式换热的系统，包括换热水槽1、换热媒介2、蓄水池3、过滤网4、水泵5、冷凝器6及输水循环系统7。换热媒介2由于重力的作用在换热水槽1中进行明渠式流动换热，温度较高的换热媒介2通过明渠式流动换热，水槽换热表面吸收换热媒介的热量，从而换热媒介温度降低成为冷却水。换热媒介明渠式流过换热水槽降温后流入蓄水池3，矿用水源热泵抽取蓄水池的冷却水作为冷源，冷却水经出水口进入冷凝器6，吸收冷凝器6的热量，温度升高。流过冷凝器6的冷却水通过输水循环系统7输送到换热水槽1的起点，然后进行明渠式流动换热降温。如此循环，实现明渠式换热系统的冷却水供应。进一步优选的蓄水池内的出水口设有过滤网4，防止跟随换热媒介冲刷进蓄水池的杂质被吸入冷凝器6。蓄水池3的容积应大于明渠流动中的水量的2倍，明渠流动的水量应满足冷凝器6换热所需水量。本实施方式中，换热水槽1可依据使用过程中温差衰减的情况向上游进行延伸，以满足换热温差的需求。值得一提的是，在本实施方式中，上述换热媒介2为水，循环所用水可来自于矿井涌水、生产废水、或由井上供给。由于水有较大的比热容，可以吸收储存更多的热量。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在废弃巷道内明渠式换热的系统，其特征在于，所述废弃巷道内明渠式换热系统包括：换热水槽(1)、换热媒介(2)、蓄水池(3)、过滤网(4)、水泵(5)、冷凝器(6)及输水循环系统(7)；所述换热水槽(1)选取恒温层废弃巷道内平均坡度为2度以上的排水沟,蓄水池(3)设置在换热水槽(1)底部末端。

【技术特征摘要】
1.一种在废弃巷道内明渠式换热的系统，其特征在于，所述废弃巷道内明渠式换热系统包括：换热水槽(1)、换热媒介(2)、蓄水池(3)、过滤网(4)、水泵(5)、冷凝器(6)及输水循环系统(7)；所述换热水槽(1)选取恒温层废弃巷道内平均坡度为2度以上的排水沟,蓄水池(3)设置在换热水槽(1)底部末端。
2.根据权利要求1所述的一种在废弃巷道内明渠式换热的系统，其特征在于，所述换热媒介(2)为水，循环所用水来自于矿井涌水、生产废水、或由井...

【专利技术属性】
技术研发人员：武伟，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32