一种矿井回风余热梯级利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种矿井回风余热梯级利用系统，包括用于抽排矿井回风的防爆风机；一级余热回收系统，所述一级余热回收系统包括重力型分离式热管，所述重力型分离式热管分为蒸发段和冷凝段，所述蒸发段位于所述防爆风机的输出端，所述蒸发段通过管路与所述冷凝段连通设置，所述冷凝段的一侧设置有回风部；二级余热回收系统，所述二级余热回收系统包括间壁式换热器，所述间壁式换热器设置在所述蒸发段之后，所述间壁式换热器连通设置有补液部，所述间壁式换热器之后设置有换热部。本实用新型专利技术通过合理的机组设计，有效的对矿井回风进行低温余热回收，减少矿井废热的排放，提高热能回收率，减少相应的高品位能的消耗，对节能减排意义重大。义重大。义重大。

【技术实现步骤摘要】
一种矿井回风余热梯级利用系统


[0001]本技术涉及矿井余热利用
，特别是涉及一种矿井回风余热梯级利用系统。

技术介绍

[0002]自碳达峰、碳中和目标的提出，当前国家正处在一个新旧动能转换的时代，要实现“碳达峰”和“碳中和”，就必须要发展绿色低碳的能源来替代传统能源，调整能源产业结构。通过提高能源资源利用效率和循环利用，节能减排，完成传统生产向绿色化生产、清洁化生产转型，使企业成为资源节约型、环境友好型企业。
[0003]随着煤矿企业走可持续发展路线，大力引进节能环保技术，矿井余热利用成为关注焦点。在国家倡导节能减排以来，矿井余热回收技术也得到了一定的发展。
[0004]现有煤矿部分风井场地单独设置，远离主矿区，集中热源无法送达。风井场地的负荷特点是：井筒防冻负荷非常大，地上建筑负荷很小。因此考虑将矿井的回风余热进行回收，作为风井场地井筒和地上建筑的供热，市面上最常见的回风余热回收方式有两种：一种是在矿井回风的排风扩散塔设置取热装置，在取热装置内，然后经过热泵机组制取热水，向井筒和需要供暖的建筑提供热水；一种是利用热管对回风进行余热回收，直接向井筒提供热风。
[0005]若采用上述第一种回收方式，因为井筒防冻负荷非常大，还需增加大量耗电设备热泵，且工序多，不易管理。第二种回收方式只能满足井筒防冻的供热需求，而风井场地其他需要供热的建筑还需另备热源为地上建筑提供热量。
[0006]因此急需设计一种适合矿井的简单可靠的回风余热回收系统。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是提供一种矿井回风余热梯级利用系统，以解决上述问题。
[0008]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0009]本技术提供一种矿井回风余热梯级利用系统，包括：
[0010]用于抽排矿井回风的防爆风机；
[0011]一级余热回收系统，所述一级余热回收系统包括重力型分离式热管，所述重力型分离式热管分为蒸发段和冷凝段，所述蒸发段位于所述防爆风机的输出端，所述蒸发段通过管路与所述冷凝段连通设置，所述冷凝段的一侧设置有回风部；
[0012]二级余热回收系统，所述二级余热回收系统包括间壁式换热器，所述间壁式换热器设置在所述蒸发段之后，所述间壁式换热器连通设置有补液部，所述间壁式换热器之后设置有换热部。
[0013]优选的，所述回风部包括用于吸入室外新风的新风风机，所述冷凝段设置在所述新风风机的输出端，室外新风经所述冷凝段后送入井筒。
[0014]优选的，所述换热部包括低温热泵，所述间壁式换热器内工质与所述低温热泵通
过管路循环连通，所述低温热泵的后段循环连通有供热末端。
[0015]优选的，连通所述低温热泵和所述供热末端的管理上连通有第一水泵。
[0016]优选的，连通所述间壁式换热器和所述低温热泵的管路上连通有第二水泵。
[0017]优选的，所述补液部包括工质溶液罐，所述工质溶液罐连通设置有补液泵的输入端，所述补液泵的输出端与所述间壁式换热器连通。
[0018]本技术公开了以下技术效果：本技术利用重力型分离式热管和低温热泵，将矿井回风余热进行两级回收，不仅可以最大限度的回收矿井回风的余热，而且还能保证矿区一部分地上建筑的采暖或洗浴用热。
[0019]本技术利用回风余热，可实现两种不同的热源供热。利用分离式热管对矿井井筒提供热风，防止井筒防冻，低温热泵又可为地上建筑提供热水供暖，或洗浴用热水。
[0020]本技术只需满足风井场地建筑或洗浴用热的负荷，不需建设过多的低温热泵及其附属设备，耗电功率小，系统成熟简单。有利于矿方的投资运行控制。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0022]图1为本技术一种矿井回风余热梯级利用系统的结构示意图；
[0023]其中，1、防爆风机；2、重力型分离式热管；2
‑
1、蒸发段；2
‑
2、冷凝段；3、间壁式换热器；4、低温热泵；5、新风风机；6、供热末端；7、第二水泵；8、第一水泵；9、工质溶液罐；10、补液泵。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0025]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0026]参照图1，本技术提供一种矿井回风余热梯级利用系统，包括：
[0027]用于抽排矿井回风的防爆风机1；
[0028]一级余热回收系统，一级余热回收系统包括重力型分离式热管2，重力型分离式热管2分为蒸发段2
‑
1和冷凝段2
‑
2，蒸发段2
‑
1位于防爆风机1的输出端，蒸发段2
‑
1通过管路与冷凝段2
‑
2连通设置，冷凝段2
‑
2的一侧设置有回风部；
[0029]二级余热回收系统，二级余热回收系统包括间壁式换热器3，间壁式换热器3设置在蒸发段2
‑
1之后，间壁式换热器3连通设置有补液部，间壁式换热器3之后设置有换热部。
[0030]设置的一级余热回收系统可以对矿井回风的余热进行一级回收，设置的二级余热回收系统可以对矿井回风的余热进行二级余热回收，矿井回风经防爆风机1吸入后依次经
过重力型分离式热管2的蒸发段2
‑
1和间壁式换热器3后再排出。同时室外新风由回风部送入重力型分离式热管2的冷凝段2
‑
2送入井筒，组成一路供热系统。补液部将工质补入间壁式换热器3内，间壁式换热器3内工质对回风进行二级吸热后，再进入换热部放热后回到间壁式换热器3，循环往复。
[0031]利用重力型分离式热管2和低温热泵4，将矿井回风余热进行两级回收，不仅可以最大限度的回收矿井回风的余热，而且还能保证矿区一部分地上建筑的采暖或洗浴用热。
[0032]本技术利用回风余热，可实现两种不同的热源供热。利用分离式热管对矿井井筒提供热风，防止井筒防冻，低温热泵4又可为地上建筑提供热水供暖，或洗浴用热水。
[0033]本技术只需满足风井场地建筑或洗浴用热的负荷，不需建设过多的低温热泵4及其附属设备，耗电功率小，系统成熟简单。有利于矿方的投资运行控制。
[0034]进一步优化方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿井回风余热梯级利用系统，其特征在于，包括：用于抽排矿井回风的防爆风机(1)；一级余热回收系统，所述一级余热回收系统包括重力型分离式热管(2)，所述重力型分离式热管(2)分为蒸发段(2
‑
1)和冷凝段(2
‑
2)，所述蒸发段(2
‑
1)位于所述防爆风机(1)的输出端，所述蒸发段(2
‑
1)通过管路与所述冷凝段(2
‑
2)连通设置，所述冷凝段(2
‑
2)的一侧设置有回风部；二级余热回收系统，所述二级余热回收系统包括间壁式换热器(3)，所述间壁式换热器(3)设置在所述蒸发段(2
‑
1)之后，所述间壁式换热器(3)连通设置有补液部，所述间壁式换热器(3)之后设置有换热部。2.根据权利要求1所述的一种矿井回风余热梯级利用系统，其特征在于：所述回风部包括用于吸入室外新风的新风风机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：范红斌，李华栋，张光锋，刘晋斌，陈媛，
申请(专利权)人：山西晋煤集团赵庄煤业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：