一种矿井乏风余热利用装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种矿井乏风余热利用装置，用于提取乏风热能后应用到井筒防冻技术之中。它由设备外壳、通风机、一级换热板、二级换热板、三级换热板、风量分配管、控制柜、温度传感器构成。该装置通过风量分配管分配风量后，再进过三级换热板进行热量回收，可实现超大风量及超大温差的换热，非常适合矿井乏风热量提取及矿井井筒防冻之用，控制柜可控制风机转速调节，保证井筒进风温度不变。

A waste heat utilization device of mine exhaust air

【技术实现步骤摘要】
一种矿井乏风余热利用装置
本专利技术涉及矿井余热利用领域，具体涉及一种矿井乏风余热利用装置。
技术介绍
能源和环保是人类生存和发展的两大主题，是全球关注的问题。建筑节能是贯彻可持续发展战略的重要组成部分，是执行国家节约能源、保护环境基本国策的重要措施。我国的工业余热资源非常丰富，特别是在煤炭行业，余热资源占其燃料消耗的17％～67％，其中可回收的利用的余热资源占总余热资源的60％左右。目前国内煤炭企业的余热利用率非常低，余热利用的提升潜力巨大。目前，国内大多数煤矿矿井乏风中的低位热能均未被回收利用，而是直接随着矿井通风排放到大气中去。一般煤矿矿井乏风量巨大，且乏风温度较为恒定，通常冬季乏风温度不低于15℃，湿度约为95％。矿井乏风中含有大量的低品质热源，因此，将矿井乏风余热回收后用于加热矿井进风即井筒防冻，采暖季节可以取代现有的井筒进风方式，不再利用常规燃煤方式提供热量，满足环保要求可达到零排放，同时可大大降低煤矿风井井筒防冻运行费用。在现有的矿井乏风余热回收方法均采用二次或三次转换后才可获得所需的热媒，使得投资巨大，在转换过程中有能量损失，同时整体运行能耗较大。本回收装置仅仅需一次转换即可使用获取的热能，省去了第二次或第三次的设备投入，同时没有能量损失，运行能耗非常小。在现有的技术中，换热装置风量较小，一般最大仅达到15m3/s至20m3/s，温差一般只能达到8～15℃，且要求换热的风量相等。而本装置可用于超大风量的余热回收，能适用回风量在200m3/s至300m3/s的大型矿井乏风余热回收，温差可达到45～60℃以上，且可实现换热风量不相等的系统回收。
技术实现思路
为了充分回收利用矿井乏风余热，本专利技术提供一种矿井乏风余热利用装置，只需一次转换即可将矿井乏风中的热能提取使用，减少乏风回收系统的投入成本和降低系统运行能耗。本专利技术采用的技术方案是：一种矿井乏风余热利用装置，其特征在于：所述装置包括设备外壳、通风机、换热板、风量分配管、温度传感器及带控制器的控制柜；所述换热板设置设备外壳内，分为一级换热板、二级换热板、三级换热板，分三段回收热能，可实现高温差的换热；所述外壳前后端分别设有井筒防冻出风口、井筒防冻进风口，所述井筒防冻出风口、井筒防冻进风口与所述换热板、通风机相通；所述设备外壳上下端分别设有矿井乏风进风口、矿井乏风出风口；所述风量分配管实现风量分配，矿井乏风进风口、矿井乏风出风口均通过所述风量分配管分别连通一级换热板、二级换热板、三级换热板，以实现三级换热；所述温度传感器置于矿井乏风进出风口及井筒防冻进出风口处，温度传感器与控制器电性连接；所述通风机为变频式，置于设备外壳内且设于换热板与井筒防冻出风口之间，并通过温度传感器检测矿井乏风进出风口及井筒防冻进出风口的温度，检测值进入控制柜的控制器之中，经过运算后控制通风机转速及流量；以保证矿井乏风的通风量及温度变化时，通风机及时调整风量，使进入井筒的风温度满足要求，不会造成井口结冻。优选的，控制器可自动计算温度，同时控制风机转速，并采用比例积分控制程序，达到通风机无极变速的情况下保证井筒进风温度不变。优选的，所述换热板内置热管型换热管和蜂窝板式换热管，实现高效换热。优选的，通过使用一级换热板、二级换热板、三级换热板进行井筒防冻新风逐级加热，可实现大温差换热。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中的标号说明如下：1设备外壳、2通风机、3一级换热板、4二级换热板、5三级换热板、6井筒防冻出风口、7井筒防冻进风口、8矿井乏风进风口、9矿井乏风出风口、10风量分配管、11控制柜、12温度传感器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，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。参阅图1，本专利技术提供一种矿井乏风余热利用装置，包括设备外壳1、通风机2、一级换热板3、二级换热板4、三级换热板5、井筒防冻出风口6、井筒防冻进风口7、矿井乏风进风口8、矿井乏风出风口9、风量分配管10、控制柜11、温度传感器12。本实例中，矿井乏风放热过程：矿井乏风由进风口8进入，之后通过风量分配管10分配为三部分，分别进入一级换热板3、二级换热板4、三级换热板5之中与井筒防冻新风进行换热，热量被换热板吸收，乏风降温后再由风量分配管10汇合，通过矿井乏风出风口9排出。本实例中，井筒防冻新风吸热过程：室外低温新风由井筒防冻进风口7进入，通过一级换热板3加热升温后，再通过二级换热板4加热升温，然后再通过三级换热板5升温到井筒防冻所需温度，最后由通风机2送出，井筒防冻出风口6通过风管连接井口房，从而加热后的新风进入井筒，可以保证井口不冻。本实例中，控制措施：通风机2配备变频电机，运行过程中，使用温度传感器12检测矿井乏风进出风口及井筒防冻进出风口的温度，检测值进入控制柜11的控制器之中，经过运算后控制风机转速及流量，从而保证矿井乏风风量及温度变化后，风机随之调整风量，使井筒防冻新风的温度始终满足要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井乏风余热利用装置，其特征在于：所述装置包括设备外壳、通风机、换热板、风量分配管、温度传感器及带控制器的控制柜；/n所述换热板设置设备外壳内，分为一级换热板、二级换热板、三级换热板，分三段回收热能，可实现高温差的换热；/n所述外壳前后端分别设有井筒防冻出风口、井筒防冻进风口，所述井筒防冻出风口、井筒防冻进风口与所述换热板、通风机相通；所述设备外壳上下端分别设有矿井乏风进风口、矿井乏风出风口；/n所述风量分配管实现风量分配，矿井乏风进风口、矿井乏风出风口均通过所述风量分配管分别连通一级换热板、二级换热板、三级换热板，以实现三级换热；/n所述温度传感器置于矿井乏风进出风口及井筒防冻进出风口处，温度传感器与控制器电性连接；/n所述通风机为变频式，置于设备外壳内且设于换热板与井筒防冻出风口之间，并通过温度传感器检测矿井乏风进出风口及井筒防冻进出风口的温度，检测值进入控制柜的控制器之中，经过运算后控制通风机转速及流量；以保证矿井乏风的通风量及温度变化时，通风机及时调整风量，使进入井筒的风温度满足要求，不会造成井口结冻。/n

【技术特征摘要】
1.一种矿井乏风余热利用装置，其特征在于：所述装置包括设备外壳、通风机、换热板、风量分配管、温度传感器及带控制器的控制柜；
所述换热板设置设备外壳内，分为一级换热板、二级换热板、三级换热板，分三段回收热能，可实现高温差的换热；
所述外壳前后端分别设有井筒防冻出风口、井筒防冻进风口，所述井筒防冻出风口、井筒防冻进风口与所述换热板、通风机相通；所述设备外壳上下端分别设有矿井乏风进风口、矿井乏风出风口；
所述风量分配管实现风量分配，矿井乏风进风口、矿井乏风出风口均通过所述风量分配管分别连通一级换热板、二级换热板、三级换热板，以实现三级换热；
所述温度传感器置于矿井乏风进出风口及井筒防冻进出风口处，温度传感器与控制器电性连接；
所述通风机为变频式，置于设备外壳内且设于换热板与井筒防冻出风口之间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠文，刘伟，吴磊，方喆，
申请(专利权)人：中煤科工集团武汉设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42