一种矿井乏风废热无霜深度利用装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及矿井余热回收利用技术领域，且公开了一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，包括风道、矿井通风机、通风扩散口、取热室、爆破窗、通风窗、换热装置、热泵、取热循环泵、供热循环泵、供热管道、取热管道、排水管道、凝结水处理装置、纯净水排水管、浓缩防冻液出液管、防冻液配比装置和防冻液供液管，所述矿井通风机位于风道的内部。本发明专利技术达到了使矿井内的乏风温度降至0℃到‑20℃时，换热器表面不结霜，提高了乏风热能利用效率，降低了矿井通风阻力，增强乏风热能深度利用安全性和可靠性的目的，同时最大限度地利用了矿井乏风的热能，提高利用矿井乏风进行供暖及供热的可行性及稳定性。

A Deep Utilization Device and Technology of Waste Heat and Frost Free from Lack of Air in Mine

The invention relates to the technical field of mine waste heat recovery and utilization, and discloses a deep frost-free utilization device of mine exhaust heat, including air duct, mine ventilator, ventilation diffuser, heating chamber, blasting window, ventilation window, heat exchange device, heat pump, heating circulating pump, heating circulating pump, heating pipeline, heating pipeline, drainage pipeline, condensate water treatment device and pure water drainage. The mine ventilator is located in the interior of the air duct. The invention achieves the goal of reducing the exhausted air temperature in the mine to 0 to Sex.

【技术实现步骤摘要】
一种矿井乏风废热无霜深度利用装置及工艺
本专利技术涉及矿井余热回收利用
，具体为一种矿井乏风废热无霜深度利用装置及工艺。
技术介绍
为促进煤矿余热利用，煤炭协会在《关于推进煤炭行业发展循环经济促进节能减排工作的指导意见》中确定“研究开发煤矿热能利用技术与装备，努力实现产煤不烧煤”是煤炭节能中的一项重要的工作任务。为保证安全和维持生产，矿井必须进行通风。矿井通风是矿井生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。煤矿是个巨大的蓄热体，蕴藏丰富的地热资源。进入煤矿的空气不断与煤矿进行热交换，最终，空气与煤矿的地温达到平衡。煤矿的地温基本恒定，致使煤矿回风的温度全年基本恒定，受外界气温的影响很少。故而，煤矿乏风是一类稳定的较优质的余热资源。若该余热资源加以利用，必将推进煤矿的节能减排工作，具有良好的经济和社会效益。由于乏风湿度较大，现有乏风热能利用技术将乏风温度降至0℃以下时，乏风换热器表面会结霜，降低了乏风热能利用效率，增大了矿井通风阻力。
技术实现思路
（一）解决的技术问题本专利技术提供了一种矿井乏风废热无霜深度利用装置及工艺，达到了使乏风温度降至0℃-20℃时，换热器表面不结霜，提高了乏风热能利用效率，降低了矿井通风阻力，增强乏风热能深度利用安全性和可靠性的目的。（二）技术方案本专利技术提供如下技术方案：一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，包括风道、矿井通风机、通风扩散口、取热室、爆破窗、通风窗、换热装置、热泵、取热循环泵、供热循环泵、供热管道、取热管道、排水管道、凝结水处理装置、纯净水排水管、浓缩防冻液出液管、防冻液配比装置和防冻液供液管，所述矿井通风机位于风道的内部，所述风道远离矿井通风机的一端与通风扩散口的一端连接，且通风扩散口的另一端与取热室的底部连通，所述爆破窗位于取热室正面的左侧，所述通风窗位于取热室正面的右侧，所述换热装置的一侧与取热室右侧的中间位置连接，所述热泵位于供热管道上，所述取热循环泵位于供热管道上，且取热循环泵位于热泵底部的下方，所述供热循环泵位于供热管道上，且供热循环泵的底部位于热泵顶部的上方，所述供热管道的底部与取热管道的一端连通，所述换热装置的排液口与排水管道的一端连通，所述排水管道的另一端与凝结水处理装置的进水口连通，所述纯净水排水管的一端与凝结水处理装置的出水口连通，所述浓缩防冻液管的一端与凝结水处理装置的出液口连通，且浓缩防冻液管的另一端与防冻液配比装置的进液口连通，所述防冻液配比装置的出液口与防冻液供液管的一端连通，且防冻液供液管的另一端与换热装置连通。所述换热装置包括取热进水管、换热管、取热出水管、防冻液布液槽、集液槽、框架和除水百叶窗，所述取热进水管的右侧与换热管的一端连通，且换热管的另一端与取热出水管的左侧连通，所述换热管位于框架的内部，所述防冻液供液管的一端与防冻液布液槽的顶部连通，所述集液槽的底部与框架内壁的底部连接，且集液槽的顶部位于换热管底部的下方，所述除水百叶窗的一侧与框架的背面连通。优选的，所述换热装置可以为多组串联的方式设置，且换热装置至少为两组。优选的，所述集液槽的形状为矩形，且集液槽的顶部与换热管底部之间的距离为十公分。优选的，所述换热管的数量为多个，且换热管的形状可为直管或者螺旋S形盘管中的一种。优选的，所述爆破窗和通风窗的数量分别为两个，且爆破窗和通风窗相对于取热室呈对称分布。本专利技术要解决的另一技术问题是提供一种矿井乏风废热无霜深度利用工艺，包括以下步骤：1）冬季运行时，关闭通风窗，所有的矿井乏风均经换热装置通过，乏风通过换热装置时，热换热管内的低温介质，将热量传递给低温介质，低温介质经过取热进水管，在取热循环泵的作用下进入热泵的蒸发器内，在热泵的蒸发器中提取低温介质中的热量，通过热泵的冷凝器制取40-60℃的高温热水，高温热水在供热循环泵的作用下，通过供热管道供至采暖末端，进行供暖及供热；2）乏风由于湿度较大，当温度降至0℃以下时，会在换热管表面结霜，本方案采用在换热管的外面喷淋防冻液的方式，防止管外结霜，防冻液配比装置将一定浓度的防冻液通过防冻液供液管，供至换热装置中的防冻液布液槽中，防冻液通过防冻液布液槽均匀的流至换热管的外侧，由于防冻液的凝固温度低至-30℃，可有效防止乏风的冷凝水在换热管外结霜，防冻液混合乏风凝结水的废液流入集液槽中，再通过排水管道流至凝结水处理装置中；3）由于废液中混入了凝结水，使得防冻液的浓度下降，凝固点升高，不能直接循环利用，凝结水处理装置将废液进行处理，处理后生成一部分纯水通过纯净水排水管排出，另一部分防冻液的浓缩液通过浓缩防冻液出液管送至防冻液配比装置中进行重复利用。本专利技术提供了一种矿井乏风废热无霜深度利用装置及工艺，具备以下有益效果：1、本专利技术达到了使矿井内的乏风温度降至0℃-20℃时，换热器表面不结霜，提高了乏风热能利用效率，降低了矿井通风阻力，增强乏风热能深度利用安全性和可靠性的目的，同时最大限度地利用了矿井乏风的热能，提高利用矿井乏风进行供暖及供热的可行性及稳定性。2、本专利技术通过设置爆破窗和通风窗，冬季运行时，为避免换热装置故障造成通风阻力过大，影响矿井通风的安全，取热室上设置了爆破窗，当取热室内的压力大于100Pa时，爆破窗自动爆破打开，矿井中的乏风直接通过爆破窗排走，并且在非采暖季时，打开通风窗，矿井乏风通过通风窗排至大气，以降低非采暖季矿井通风阻力，减少矿井通风机的能耗。附图说明图1为本专利技术结构的正面示意图；图2为本专利技术结构的工艺流程图；图3为本专利技术结构换热装置的正面示意图；图4为本专利技术结构换热装置的俯视图。图中：1风道、2矿井通风机、3通风扩散口、4取热室、5爆破窗、6通风窗、7换热装置、8热泵、9取热循环泵、10供热循环泵、11供热管道、12取热管道、13排水管道、14凝结水处理装置、15纯净水排水管、16浓缩防冻液出液管、17防冻液配比装置、18防冻液供液管、701取热进水管、702换热管、703取热出水管、704防冻液布液槽、705集液槽、706框架、707除水百叶窗。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1-4所示，本专利技术提供一种技术方案：一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，包括风道1、矿井通风机2、通风扩散口3、取热室4、爆破窗5、通风窗6、换热装置7、热泵8、取热循环泵9、供热循环泵10、供热管道11、取热管道12、排水管道13、凝结水处理装置14、纯净水排水管15、浓缩防冻液出液管16、防冻液配比装置17和防冻液供液管18，矿井通风机2位于风道1的内部，风道1远离矿井通风机2的一端与通风扩散口3的一端固定连接，且通风扩散口3的另一端与取热室4的底部连通，爆破窗5位于取热室4正面的左侧，通风窗6位于取热室4正面的右侧，换热装置7的一侧与取热室4右侧的中间位置固定连接，热泵8位于供热管道11上，取热循环泵9位于供热管道11上，且取热循环泵9位于热泵8底部的下方，供热循环泵10位于供热管道11上，且供热循环泵10的底部位于热泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，包括风道（1）、矿井通风机（2）、通风扩散口（3）、取热室（4）、爆破窗（5）、通风窗（6）、换热装置（7）、热泵（8）、取热循环泵（9）、供热循环泵（10）、供热管道（11）、取热管道（12）、排水管道（13）、凝结水处理装置（14）、纯净水排水管（15）、浓缩防冻液出液管（16）、防冻液配比装置（17）和防冻液供液管（18），其特征在于：所述矿井通风机（2）位于风道（1）的内部，所述风道（1）远离矿井通风机（2）的一端与通风扩散口（3）的一端连接，且通风扩散口（3）的另一端与取热室（4）的底部连通，所述爆破窗（5）位于取热室（4）正面的左侧，所述通风窗（6）位于取热室（4）正面的右侧，所述换热装置（7）的一侧与取热室（4）右侧的中间位置连接，所述热泵（8）位于供热管道（11）上，所述取热循环泵（9）位于供热管道（11）上，且取热循环泵（9）位于热泵（8）底部的下方，所述供热循环泵（10）位于供热管道（11）上，且供热循环泵（10）的底部位于热泵（8）顶部的上方，所述供热管道（11）的底部与取热管道（12）的一端连通，所述换热装置（7）的排液口与排水管道（13）的一端连通，所述排水管道（13）的另一端与凝结水处理装置（14）的进水口连通，所述纯净水排水管（15）的一端与凝结水处理装置（14）的出水口连通，所述浓缩防冻液管（16）的一端与凝结水处理装置（14）的出液口连通，且浓缩防冻液管（16）的另一端与防冻液配比装置（17）的进液口连通，所述防冻液配比装置（17）的出液口与防冻液供液管（18）的一端连通，且防冻液供液管（18）的另一端与换热装置（7）连通；所述换热装置（7）包括取热进水管（701）、换热管（702）、取热出水管（703）、防冻液布液槽（704）、集液槽（705）、框架（706）和除水百叶窗（707），所述取热进水管（701）的右侧与换热管（702）的一端连通，且换热管（702）的另一端与取热出水管（703）的左侧连通，所述换热管（702）位于框架（706）的内部，所述防冻液供液管（18）的一端与防冻液布液槽（704）的顶部连通，所述集液槽（705）的底部与框架（706）内壁的底部连接，且集液槽（705）的顶部位于换热管（702）底部的下方，所述除水百叶窗（707）的一侧与框架（706）的背面连通。...

【技术特征摘要】
1.一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，包括风道（1）、矿井通风机（2）、通风扩散口（3）、取热室（4）、爆破窗（5）、通风窗（6）、换热装置（7）、热泵（8）、取热循环泵（9）、供热循环泵（10）、供热管道（11）、取热管道（12）、排水管道（13）、凝结水处理装置（14）、纯净水排水管（15）、浓缩防冻液出液管（16）、防冻液配比装置（17）和防冻液供液管（18），其特征在于：所述矿井通风机（2）位于风道（1）的内部，所述风道（1）远离矿井通风机（2）的一端与通风扩散口（3）的一端连接，且通风扩散口（3）的另一端与取热室（4）的底部连通，所述爆破窗（5）位于取热室（4）正面的左侧，所述通风窗（6）位于取热室（4）正面的右侧，所述换热装置（7）的一侧与取热室（4）右侧的中间位置连接，所述热泵（8）位于供热管道（11）上，所述取热循环泵（9）位于供热管道（11）上，且取热循环泵（9）位于热泵（8）底部的下方，所述供热循环泵（10）位于供热管道（11）上，且供热循环泵（10）的底部位于热泵（8）顶部的上方，所述供热管道（11）的底部与取热管道（12）的一端连通，所述换热装置（7）的排液口与排水管道（13）的一端连通，所述排水管道（13）的另一端与凝结水处理装置（14）的进水口连通，所述纯净水排水管（15）的一端与凝结水处理装置（14）的出水口连通，所述浓缩防冻液管（16）的一端与凝结水处理装置（14）的出液口连通，且浓缩防冻液管（16）的另一端与防冻液配比装置（17）的进液口连通，所述防冻液配比装置（17）的出液口与防冻液供液管（18）的一端连通，且防冻液供液管（18）的另一端与换热装置（7）连通；所述换热装置（7）包括取热进水管（701）、换热管（702）、取热出水管（703）、防冻液布液槽（704）、集液槽（705）、框架（706）和除水百叶窗（707），所述取热进水管（701）的右侧与换热管（702）的一端连通，且换热管（702）的另一端与取热出水管（703）的左侧连通，所述换热管（702）位于框架（706）的内部，所述防冻液供液管（18）的一端与防冻液布液槽（704）的顶部连通，所述集液槽（705）的底部与框架（706）内壁的底部连接，且集液槽（705）的顶部位于换热管（702）底部的下方，所述除水...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐广才，倪少军，李晓四，钮涛，张晓龙，冯耀东，周建强，
申请(专利权)人：山东美天能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37