利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，包括制冷机组、井下防尘水纯净软化处理系统、矿井排水引射喷射系统，所述制冷机组由蒸发器、制冷压缩机和蒸发式冷凝器组成。其特征是：井下防尘水纯净软化处理系统为制冷机组的蒸发式冷凝器提供冷凝水，矿井排水引射喷射系统通过引射喷射方式将蒸发式冷凝器抽真空，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝。本发明专利技术利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统,利用矿井井下水源作为冷凝水，采用负压引射喷射方式使蒸发式冷凝器形成负压，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝，冷凝速度快，冷凝效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿井局部降温系统，具体说是一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，应用于常年热害工作面、局部或短期出现高温高湿工作面的制冷降温。
技术介绍
随着煤炭开采深度的逐年增加，矿井高温热害问题日益严重。这种高温高湿环境不但影响了矿工的工作效率、增加了设备故障率，而且严重影响了矿工的身心健康。因此，有效控制井下热害成为目前迫切需要解决的难题。随着采掘深度的逐渐延伸，矿井高温热害控制难度越来越大，采用常规的非机械降温技术措施已不足以改善井下热湿环境，需要开展人工制冷矿井空调系统研究。目前，常规的集中制冷降温系统主要有井上制冷集中输送冷水至井下工作面降温、井上冷却塔散热井下集中制冷管道输冷工作面降温以及集中输送冷却水局部降温制冷机组制冷直接蒸发工作面降温等几种形式。但是，井上制冷和井下集中制冷井上散热降温系统均存在系统投资大、输送距离远、冷损失大、运行费用高的问题。对于低温季节井下热害较轻、高温季节井下热害加剧的季节性热害矿井可以采用投资较小、运行费用低的井下工作面局部降温措施，但是存在制冷冷凝热排散难的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，在于针对井下局部降温系统制冷冷凝热排散难的问题，提出了一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，利用矿井涌水散热，提高了降温效率和效果。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，包括制冷机组、井下防尘水纯净软化处理系统、矿井排水引射喷射系统，所述制冷机组由蒸发器、制冷压缩机和蒸发式冷凝器组成；其特征是：井下防尘水纯净软化处理系统为制冷机组的蒸发式冷凝器提供冷凝水（热交换介质），矿井排水引射喷射系统通过引射喷射方式将蒸发式冷凝器抽真空，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝。所述井下防尘水纯净软化处理系统，包括井下防尘水处理器、纯净软化水水箱，井下防尘水处理器的出水口通过供水泵接入纯净软化水水箱，纯净软化水水箱出水口经由浮球式纯净软化水减压阀接入制冷机组的蒸发式冷凝器。所述矿井排水引射喷射系统，包括加压泵、过滤器、负压引射喷射器，加压泵吸水口接井下排水蓄水池，加压泵的出水口连接负压引射喷射器进口，负压引射喷射器引入口连接到蒸发式冷凝器的上部。本专利技术系统，井下防尘水纯净软化处理系统将井下防尘水净化软化后，输送到蒸发式冷凝器，作为冷凝水。加压泵将井下排水加压后，压入负压引射喷射器，高压水进入喷射器的渐缩段，将静压转换成动能，在喷射咀处成为高速射流，使混合室形成微负压状态，导致蒸发式冷凝器形成负压，加快了冷凝水换热蒸发的速度。本专利技术利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统,利用矿井井下水源作为冷凝水，采用负压引射喷射方式使蒸发式冷凝器形成负压，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝，冷凝速度快，冷凝效率高。附图说明图1是本专利技术利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统原理图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合附图1和实施例对本专利技术做进一步地详细说明。实施例：如图1所示，利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，包括制冷机组1、井下防尘水纯净软化处理系统、矿井排水引射喷射系统。制冷机组由蒸发器17、制冷压缩机16和蒸发式冷凝器18组成。所述井下防尘水纯净软化处理系统，包括井下防尘水处理器5、纯净软化水水箱2，井下防尘水处理器的出水口通过供水泵3接入纯净软化水水箱2，纯净软化水水箱出水口经由浮球式纯净软化水减压阀20接入制冷机组的蒸发式冷凝器18。纯净软化水作为蒸发式冷凝器18的热交换介质。所述矿井排水引射喷射系统，包括加压泵11、过滤器12、负压引射喷射器13，加压泵吸水口接井下排水蓄水池10，加压泵的出水口经过滤器12后连接负压引射喷射器13进口，负压引射喷射器引入口连接到蒸发式冷凝器的上部。负压引射喷射器13的喷口接入负压引射喷射器蓄水箱，然后接入井下排水管，通过矿井排水泵15排出地面。制冷工艺流程：制冷机组1的蒸发式冷凝器18内制冷剂侧高温高压制冷剂蒸气被冷凝成液体，而后液态制冷剂经过制冷节流阀19节流降压达到制冷蒸发温度供入蒸发器17，在蒸发器内吸收矿井降温循环冷冻水热量，获得降温用制冷量，低温低压液态制冷剂自身气化为气态制冷剂被压缩机16吸入压缩成为高温高压过热制冷剂蒸气，而后排入蒸发式冷凝器18再次被冷凝成液态参与制冷循环，实现了满足井下降温需要制冷，同时通过纯净软化水蒸发带走冷凝热量。井下防尘用水经井下防尘水处理器5处理，成为软化水，蓄存于软化水水箱，一部分软化水被供水泵3加压经反渗透净水器成为纯净软化水并储存于纯净软化水水箱2，纯净软化水经过浮球式纯净软化水减压阀20节流降压，供入蒸发式冷凝器18，蒸发式冷凝器18在喷射负压引射器13抽吸作用下纯净水蒸发带走制冷冷凝热。本专利技术通过矿井排水喷射引射器在冷凝器内形成负压，使得纯净软化水蒸发汽化吸收制冷冷凝热，并被矿井排水喷射引射混合进行散热，而后通过井下排水系统将制冷冷凝热排至地面，实现了利用矿井排水散放工作面降温制冷冷凝热的目的。除了本专利技术提出的利用矿井排水散热方式之外，还可以利用间壁式换热器换热的方法散放制冷冷凝热。但由于矿井排水具有浊度大、硬度大、矿化度高、腐蚀性强、在换热器内结垢速度极快等特点，如采用间壁式换热器会因壁面快速结垢问题而导致制冷机组无法正常运行，制冷散热的稳定性和可靠性较低。本专利技术采用矿井排水喷射负压引射冷凝器内纯净软化水吸收冷凝热，并将冷凝热随着矿井排水系统一起排至地面。由于不存在矿井排水与换热壁面直接接触的现象，不会因结垢问题而影响制冷散热甚至造成停机。由于矿井排水浊度大、腐蚀性强，因此本专利技术在喷射引射器前端设置高效过滤器并采用耐腐蚀、耐磨材料制作喷射引射器，可有效避免喷射器堵塞问题和腐蚀问题，同时喷射引射器设计为可拆分式，以便于喷射器的检修与维护。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，包括制冷机组、井下防尘水纯净软化处理系统、矿井排水引射喷射系统，所述制冷机组由蒸发器、制冷压缩机和蒸发式冷凝器组成；其特征是：井下防尘水纯净软化处理系统为制冷机组的蒸发式冷凝器提供冷凝水，矿井排水引射喷射系统通过引射喷射方式将蒸发式冷凝器抽真空，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝。

【技术特征摘要】
1.一种利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，包括制冷机组、井下防尘水纯净软化处理系统、矿井排水引射喷射系统，所述制冷机组由蒸发器、制冷压缩机和蒸发式冷凝器组成；其特征是：井下防尘水纯净软化处理系统为制冷机组的蒸发式冷凝器提供冷凝水，矿井排水引射喷射系统通过引射喷射方式将蒸发式冷凝器抽真空，蒸发式冷凝器对冷凝水采用负压蒸发式冷凝。2.根据权利要求1所述利用矿井排水喷射负压蒸发冷却的矿井局部降温系统，其特征是：所述井下防尘水纯...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳丰田，魏京胜，孙猛，高涛，吴学慧，杜晓丽，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32