一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统技术方案

本实用新型专利技术属于煤矿供暖通风领域，具体涉及一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统，其解决了现有矿井回风余热利用技术中采用热泵技术路线时初投资高、运行费用高，采用热管技术的应用难度大的问题。本实用新型专利技术，包括有回风井、回风通道、风风换热室、第一新风室、位于风风换热室底部的第二新风室、井口加热房和进风井；风风换热室通过回风通道与回风井连通；风风换热室的风风换热管内的流通管的顶部与第一新风室连通，流通管的底部与第二新风室连通；送风口通过送风通道与井口加热房连通，井口加热房设于进风井的顶部。本实用新型专利技术可实现煤矿节能减排，运行费用低，节能效果更加显著；实现了无动力运行，可靠性更高；不存在冻结的风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统
本技术属于煤矿供暖通风领域，具体涉及一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统。
技术介绍
现有煤矿的井筒防冻系统，在应用矿井回风、排水、工艺冷却水等低品位热能时，需要应用热泵机组回收热量制取高温热水用于井筒防冻，需要建设热泵机房，存在项目初投资费用较高的问题，同时因为煤矿情况变化较大，余热资源不稳定，在部分煤矿应用热泵技术解决井筒防冻时，属于省煤不节能，只是解决了采用清洁能源替代问题，节能经济效益不明显，推广难度大等问题；在应用远红外电加热、电热风炉或电磁热风炉解决井口防冻问题时，耗电量大且往往需要同时配套电力增容，运行费用较高，经济性差，给煤矿造成运行成本压力。现有的矿井回风余热利用技术，主要有三种不同的技术路线：一、喷淋式取热:喷淋式取热存在取热量小，大量的煤粉尘在喷嘴上易积易堵，同时在回风温度低于10度以后，需要不断加抗冻剂等缺陷。二、直接蒸发式取热:直接蒸发式由于回风中混有较多的粉尘，回风换热器容易被堵塞等问题，造成回风换热器的风阻力较大，同时直接蒸发式取热还存在单台蒸发器的换热面积较小，在回风温度较低时蒸发器结霜融霜会影响回风源热泵的制热效率，制约了直接蒸发式回风源热泵的应用与推广。三、乙二醇溶液间壁式换热:采用间壁式换热并作为低温型水源热泵的热源。此种换热方式避免了上述两种技术路线存在的缺陷，但如果井筒防冻所需的热负荷大，需要对回风深度提热时，存在融霜困难、清洗及运行成本较高的问题，需要进一步改进方能满足供热需求。上述三种回风余热利用技术都存在一个节能率不高的问题，部分企业应用低温热管作为主要换热单元，可以利用热管技术直接利用回风加热新风，这类井口防冻系统的运行过程中没有燃烧，没有排烟，不产生任何废弃物。但矿井回风具有风温较低、湿度更高的特点，矿井回风温度一般＜18℃、相对湿度＞85%（冬季常以雾化状态排出）；矿井回风同时还伴随着含尘大、腐蚀性等技术难点，这无疑增加了热管换热技术的应用难度，不能实现回风余热资源充分有效的利用。
技术实现思路
本技术要解决现有矿井回风余热利用技术中采用热泵技术路线时初投资高、运行费用高，采用热管技术的应用难度大的问题，提供了一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统。本技术采用如下的技术方案实现：一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统，包括有回风井、回风通道、风风换热室、位于风风换热室顶部的第一新风室、位于风风换热室底部的第二新风室、井口加热房和进风井；风风换热室一端的顶部设有用于排放换热后的回风的回风排风口，风风换热室另一端的底部设有回风进口，回风进口通过回风通道与回风井连通，回风通道内设有回风主扇；第一新风室的一端设有新风进口，第一新风室内靠近新风进口的位置设有用于输送新风的送风机；风风换热室内竖向设有风风换热装置，风风换热装置包括若干风风换热管，风风换热管内部设有流通管，流通管的顶部与第一新风室连通，流通管的底部与第二新风室连通；第二新风室的一端设有送风口，送风口通过送风通道与井口加热房连通，井口加热房设于进风井的顶部；风风换热室的底部设有用于收集冷凝水的集水槽。进一步的，还包括冷凝水排出单元，冷凝水排出单元包括预沉淀污水池的顶部通过管路与集水槽连通；预沉淀污水池还通过排水管路排出预沉淀后的污水，排水管路上设有排污泵；预沉淀污水池的底部设有用于清理预沉淀后的污泥的污泥口。进一步的，回风通道上设有旁通风门，旁通风门的端部设于用于排放回风的旁通排风口。进一步的，第一新风室内还设有导流板，导流板位于送风机的旁侧。进一步的，送风机数量为一台或多台。进一步的，风风换热室内的风风换热装置的数量为一组或多组，多组风风换热装置并联设置于风风换热室内。进一步的，风风换热室内风风换热管的流通管的材料为不锈钢或铜管；流通管与流通管之间的间隔距离大于等于5mm。本技术相比现有技术的有益效果：1.本技术采用了风风换热技术，实际运行过程中没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，不产生任何废弃物，解决了矿井回风的含尘大、腐蚀性的难题，其仅需要少量的电能用于送风机送新风，装机功率小，可实现煤矿节能减排，运行费用低，节能效果更加显著；2.本技术充分利用矿井回风的热量，利用矿井回风通过换热的技术手段，将新风直接加热用于井筒防冻，中间环节少，实现了无动力运行，可靠性更高，可以无人值守，全自动运行；3.本技术有效利用矿井回风的低品位热源，系统运行简单可靠，此外，本技术可以根据室外环境温度变化，根据井筒防冻的热负荷，选择性投入运行的送风机数量或转速，可以进一步降低运行费用，具有很好的实用性；同时，因为无需井口加热器，不存在冻结的风险，可以避免其它清洁能源替代过程中因为供水温度不高造成的井口加热器中换热管冻裂的风险。附图说明图1为本技术的原理示意图；图中：1-井口加热房，2-进风井，3-送风口，4-送风通道，5-回风排风口，6-第一新风室，7-送风机，8-新风进口，9-回风进口，10-回风通道，11-回风主扇，12-回风井，13-旁通风门，14-旁通排风口，15-第二新风室，16-排污泵，17-排水管路，18-污泥口，19-预沉淀污水池，20-风风换热管，20.1-流通管，20.2-集水槽，21-风风换热室。具体实施方式结合附图说明，对本技术的具体实施方式作进一步说明：参照图1，本技术提供了一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统，包括有回风井12、回风通道10、风风换热室21、位于风风换热室21顶部的第一新风室6、位于风风换热室21底部的第二新风室15、井口加热房1和进风井2；风风换热室21一端的顶部设有用于排放换热后的回风的回风排风口5，风风换热室21另一端的底部设有回风进口9，回风进口9通过回风通道10与回风井12连通，回风通道10内设有回风主扇11；第一新风室6的一端设有新风进口8，第一新风室6内靠近新风进口8的位置设有用于输送新风的送风机7；风风换热室21内竖向设有风风换热装置，风风换热装置包括若干风风换热管20，风风换热管20内部设有流通管20.1，流通管20.1的顶部与第一新风室6连通，流通管20.1的底部与第二新风室15连通；第二新风室15的一端设有送风口3，送风口3通过送风通道4与井口加热房1连通，井口加热房1设于进风井2的顶部；风风换热室21的底部设有用于收集冷凝水的集水槽20.2。本技术还包括冷凝水排出单元，冷凝水排出单元包括预沉淀污水池19的顶部通过管路与集水槽20.2连通；预沉淀污水池19还通过排水管路17排出预沉淀后的污水，排水管路17上设有排污泵16；预沉淀污水池19的底部设有用于清理预沉淀后的污泥的污泥口18；风风换热管20的流通管20.1滴下来的冷凝水经冷凝水排出单元预沉淀后再排放，预防冷凝水的杂质堵塞管路。回风通道10上设有旁通风门13，旁通风门13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统，其特征在于：包括有回风井（12）、回风通道（10）、风风换热室（21）、位于风风换热室（21）顶部的第一新风室（6）、位于风风换热室（21）底部的第二新风室（15）、井口加热房（1）和进风井（2）；/n风风换热室（21）一端的顶部设有用于排放换热后的回风的回风排风口（5），风风换热室（21）另一端的底部设有回风进口（9），回风进口（9）通过回风通道（10）与回风井（12）连通，回风通道（10）内设有回风主扇（11）；/n第一新风室（6）的一端设有新风进口（8），第一新风室（6）内靠近新风进口（8）的位置设有用于输送新风的送风机（7）；风风换热室（21）内竖向设有风风换热装置，风风换热装置包括若干风风换热管（20），风风换热管（20）内部设有流通管（20.1），流通管（20.1）的顶部与第一新风室（6）连通，流通管（20.1）的底部与第二新风室（15）连通；第二新风室（15）的一端设有送风口（3），送风口（3）通过送风通道（4）与井口加热房（1）连通，井口加热房（1）设于进风井（2）的顶部；/n风风换热室（21）的底部设有用于收集冷凝水的集水槽（20.2）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统，其特征在于：包括有回风井（12）、回风通道（10）、风风换热室（21）、位于风风换热室（21）顶部的第一新风室（6）、位于风风换热室（21）底部的第二新风室（15）、井口加热房（1）和进风井（2）；
风风换热室（21）一端的顶部设有用于排放换热后的回风的回风排风口（5），风风换热室（21）另一端的底部设有回风进口（9），回风进口（9）通过回风通道（10）与回风井（12）连通，回风通道（10）内设有回风主扇（11）；
第一新风室（6）的一端设有新风进口（8），第一新风室（6）内靠近新风进口（8）的位置设有用于输送新风的送风机（7）；风风换热室（21）内竖向设有风风换热装置，风风换热装置包括若干风风换热管（20），风风换热管（20）内部设有流通管（20.1），流通管（20.1）的顶部与第一新风室（6）连通，流通管（20.1）的底部与第二新风室（15）连通；第二新风室（15）的一端设有送风口（3），送风口（3）通过送风通道（4）与井口加热房（1）连通，井口加热房（1）设于进风井（2）的顶部；
风风换热室（21）的底部设有用于收集冷凝水的集水槽（20.2）。


2.根据权利要求1所述的一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统，其特征在于：还包括冷凝水排出单元，冷凝水排出单元包括预沉淀污水池...

【专利技术属性】
技术研发人员：江河，黄德祥，胡文青，
申请(专利权)人：山西文龙中美环能科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14