專利名稱：礦井回風(fēng)余熱全回收利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種礦井回風(fēng)余熱的回收和利用，具體的說是一種以"空 氣噴淋室"方式，全部、高效的回收利用礦井回風(fēng)余熱的裝置。廣泛適用于 各種礦井的回風(fēng)余熱回收。
背景技術(shù)：
對地下采礦業(yè)而言，井下通風(fēng)是必不可少的， 一般將從井下排出來的風(fēng) 簡稱為礦井回風(fēng)。礦井回風(fēng)以顯熱和潛熱兩種形式帶出幾百米以下地層的熱
量，其蘊含的熱能相當可觀，以年產(chǎn)90萬噸的煤礦為例，礦井回風(fēng)量150 立方米/秒，冬季礦井回風(fēng)的溫度為27。C，相對濕度95%。采用本實用新型進 行余熱回收，可將回風(fēng)溫度從27"C降低到15°C，相對濕度從95%降低到70%， 可提取的余熱量為8220. 5KW， (Q=150X1. 137X(82. 04-33. 84) =8220. 5kW)，經(jīng) 熱泵升溫(C0P二3.8)后，完全能夠保證一個17.2萬平方米住宅小區(qū)的冬季供 暖(用熱指標60W/平方米)。
近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，全社會更加關(guān)注 節(jié)能減排和改善生活環(huán)境質(zhì)量，國家和各級政府不斷推出新的政策法規(guī)和相 關(guān)技術(shù)標準，以推動節(jié)能減排工作。在能源利用方面，以不使用煤炭、石油、 天然氣為燃料，無廢渣廢氣排放，不對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生任何污染的"干 凈能源"如水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、潮汐發(fā)電、太陽能和地?zé)崂玫葘⒌玫酱?力推廣。礦井回風(fēng)的余熱回收，就是地?zé)豳Y源利用的一種方式，因此也越來 越受到人們的重視。
在現(xiàn)有技術(shù)中，礦井回風(fēng)的余熱回收主要采用以下兩種方法-"種是將 礦井原有的回風(fēng)擴散塔作為氣水換熱空間，在擴散塔內(nèi)安裝噴水設(shè)備，在擴 散塔底部設(shè)水池，然后使用水源熱泵進行余熱回收。這種方法存在的問題是:由于沒有專門建立合理的換熱空間，在擴散塔內(nèi)豎向由下向上的高速氣流中
進行噴水換熱，擴散塔內(nèi)風(fēng)速一般都在每秒20至25米，不但噴出的水滴有相 當一部分被吹出擴散塔，而且在這種小面積、短距離、高風(fēng)速的豎向氣流環(huán) 境中采用單級噴淋的方式進行熱濕交換，換熱過程很不充分，只能回收礦井 回風(fēng)里的少量余熱。另一種礦井回風(fēng)熱能回收的方法是，在礦井回風(fēng)的風(fēng)道 內(nèi)安裝類似于暖氣片的"空氣-水換熱器"，利用水源熱泵或其他方式提供的 低溫條件，使"空氣-水換熱器"與礦井回風(fēng)之間保持一定的溫度差，利用這 種溫度差從礦井回風(fēng)中吸收熱量。由于礦井回風(fēng)的溫度比較低，所以以這種 方法從礦井回風(fēng)中提取熱量就需要"空氣-水換熱器"有相當大的換熱面積， 往往安裝一兩萬平方米的"空氣-水換熱器"也只能回收有限的熱量，加上礦 井回風(fēng)濕度大、并含有粉塵和腐蝕性氣體，這就要求所選用的"空氣-水換熱 器"應(yīng)具有較強的抗腐蝕能力，否則設(shè)備的使用壽命將很短。因此這種回收 方法不但回收余熱的能力有限，而且工程造價較高。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種節(jié)能、環(huán)保，技術(shù)成熟，造價低，能全面 高效地回收礦井回風(fēng)余熱的余熱回收利用裝置。
本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的創(chuàng)造一種合理的氣水換熱環(huán) 境，利用水源熱泵機組提供的低溫冷水對全部礦井回風(fēng)進行三級高密度的逆 向噴淋，力求最大限度地提取回風(fēng)中的余熱。
礦井回風(fēng)余熱回收利用裝置由空氣噴淋室、噴淋循環(huán)水裝置和供熱循環(huán) 水裝置組成，擴散塔的入口處設(shè)有礦井回風(fēng)加壓風(fēng)機，其要點在于擴散塔 的頂部設(shè)置蓋板，擴散塔的側(cè)面設(shè)直通空氣噴淋室的導(dǎo)風(fēng)道，風(fēng)道內(nèi)設(shè)風(fēng)道 關(guān)斷閥，空氣噴淋室與導(dǎo)風(fēng)道對接口處設(shè)導(dǎo)風(fēng)板、均流板，空氣噴淋室內(nèi)依次 設(shè)有一級噴淋排管、二級噴淋排管、三級噴淋排管和擋水板；沉淀池、 一級落水池設(shè)在導(dǎo)風(fēng)板、均流板的下部，二級落水池設(shè)在二級噴淋排管的下方， 三級落水池設(shè)在三級噴淋排管的下方； 一級噴淋加壓泵的入口接二級落水池 的排水管，出口接一級噴淋排管；二級噴淋加壓泵的入口接三級落水池的排 水管，出口接二級噴淋排管；三級噴淋加壓泵的入口接一級落水池的排水管， 出口接水源熱泵蒸發(fā)器的入口經(jīng)蒸發(fā)器接三級噴淋排管；供暖循環(huán)水泵接在 水源熱泵冷凝器的出口上。
所述的噴淋循環(huán)水裝置可設(shè)置為多級噴淋。
本實用新型，由于設(shè)置了大通風(fēng)面積的空氣噴淋室，并配置了三級或三 級以上高密度噴淋排管和水源熱泵機組，創(chuàng)造了一個合理的氣水換熱環(huán)境， 可以最大限度地回收了礦井回風(fēng)的余熱，運行成本低廉。如果將本實用新型 應(yīng)用于住宅小區(qū)的冬季供暖，不僅節(jié)約能源、減少了環(huán)境污染，而且運行費 用將明顯低于熱電廠供暖的收費標準。

附圖為本實用新型示意圖。
具體實施方式

本實用新型由空氣噴淋室、噴淋循環(huán)水裝置和由水源熱泵組成的供熱循 環(huán)水裝置三部分組成。在擴散塔2的頂部設(shè)置可打開或關(guān)斷的蓋板3，在擴散 塔2的側(cè)面設(shè)置導(dǎo)風(fēng)道，并在導(dǎo)風(fēng)道內(nèi)設(shè)關(guān)斷閥4。關(guān)斷蓋板3，打開關(guān)斷閥 4，礦井回風(fēng)通過導(dǎo)風(fēng)道進入噴淋室7。噴淋室內(nèi)依次設(shè)有導(dǎo)風(fēng)板5，均流板 6、 一級噴淋排管8、 二級噴淋排管9、三級噴淋排管IO和擋水板11。沉淀池 12、 一級落水池13設(shè)在導(dǎo)風(fēng)板5、均流板6的下方，二級落水池14設(shè)在二級 噴淋排管9的下方，三級落水池15設(shè)在三級噴淋排管10的下方，三臺噴淋 加壓泵18、 17、 16分別從一級落水池13、三級落水池15、 二級落水池14取 水向三級淋排管10、 二級噴淋排管9和一級噴淋排管8加壓供水，其中噴淋加壓泵18的供水流經(jīng)水源熱泵機組的蒸發(fā)器19。冷凝器23的出水管接供暖 循環(huán)水泵21的進水管；供暖循環(huán)水泵21的出水管接供暖系統(tǒng)的供水總管22， 供暖系統(tǒng)的回水總管20接冷凝器23的進水管。
本實用新型就是利用水源熱泵機組提供的低溫水在"空氣噴淋室"對全 部礦井回風(fēng)采用逆向三級高密度噴淋的方式，對其進行大幅度降溫降濕處理。 使礦井回風(fēng)的溫度和濕度有效降低，使噴淋水的溫度上升4至6度。
如附圖所示，在礦井回風(fēng)擴散塔2—側(cè)新建空氣噴淋室7，空氣噴淋室7 的橫向通風(fēng)有效面積應(yīng)依據(jù)實際礦井回風(fēng)的設(shè)計風(fēng)量確定，將風(fēng)速控制在 2.50米/秒左右。空氣噴淋室7內(nèi)安裝三級噴淋排管8、 9、 10，每級噴淋排 管應(yīng)設(shè)多排噴淋管。礦井回風(fēng)擴散塔2的頂部設(shè)可打開或關(guān)斷的蓋板3;回風(fēng) 擴散塔2的側(cè)面開出的導(dǎo)流風(fēng)道，可將擴散塔2內(nèi)高速流動的礦井回風(fēng)導(dǎo)入 空氣噴淋室7，當?shù)V井回風(fēng)以一種低速，均流的橫向氣流穩(wěn)定地通過空氣噴淋 室7時，利用水源熱泵機組提供的低溫水，采用三級高密度多排噴淋設(shè)備逆 向高壓噴水，與低速通過的礦井回風(fēng)進行充分的熱濕交換。低溫噴淋循環(huán)水 在噴淋過程中從礦井回風(fēng)中獲得熱量；噴淋水溫度越低，回收的余熱量也越 多。與空氣噴淋室7配套的水源熱泵機組從循環(huán)噴淋水中提取熱量，并以這 些熱量為熱源向井口防凍系統(tǒng)、建筑物采暖系統(tǒng)或洗浴熱水系統(tǒng)供暖。 該裝置的工作原理 一、礦井回風(fēng)流經(jīng)空氣噴淋室流程
礦井回風(fēng)經(jīng)回風(fēng)加壓風(fēng)機1壓入擴散塔2，擴散塔頂部設(shè)置可打開或關(guān)斷
的蓋板3;側(cè)面開導(dǎo)風(fēng)通道并設(shè)有風(fēng)道關(guān)斷閥4。在余熱回收裝置運行時，關(guān)
閉關(guān)斷蓋板3和開啟關(guān)斷閥4，礦井回風(fēng)經(jīng)導(dǎo)風(fēng)板5和均流板6轉(zhuǎn)變?yōu)榈退佟?均流的橫向穩(wěn)定氣流段進入空氣噴淋室7,在大通風(fēng)面積的空氣噴淋室7內(nèi)， 再經(jīng)過一級噴淋排管8; 二級噴淋排管9;三級噴淋排管10的三級高密度逆向噴淋，充分進行熱濕交換后經(jīng)擋水板ll排至室外。此時的礦井回風(fēng)的溫度 和相對濕度都己經(jīng)大幅度降低，同時礦井回風(fēng)中的粉塵也被洗滌干凈。
二、 噴淋循環(huán)水流程
從水源熱泵蒸發(fā)器19出來的低溫噴淋水先進入三級噴淋排管10;第三級
噴淋主要是利用低溫水回收礦井回風(fēng)中的潛熱。二級噴淋加壓泵17將三級落 水池15里的噴淋落水加壓送入二級噴淋排管9; 一級噴淋加壓泵16將二級落
水池14里的噴淋落水加壓送入一級噴淋排管8; —級、二級噴淋主要回收礦
井回風(fēng)中的顯熱。水源熱泵循環(huán)水泵18的進水大部分取自一級落水池13的 噴淋落水，少部分來自沉淀池12的回水。循環(huán)水泵18將噴淋循環(huán)水壓入水 源熱泵的蒸發(fā)器19進行降溫取熱后，再次進入三級噴淋排管10噴淋。噴淋 循環(huán)水在每一級噴淋過程中都以"水氣比"不小于l.O設(shè)計噴淋水量。
三、 供熱循環(huán)水流程
水泵21既是水源熱泵冷凝器23的循環(huán)泵，同時也是供暖系統(tǒng)的循環(huán)泵。 冷凝器進水管20接供暖系統(tǒng)的循環(huán)回水總管，冷凝器23的出水管接水泵21 的進水管，水泵21的出水管接供暖系統(tǒng)的循環(huán)供水總管22。通過循環(huán)管道 20、 22，在水泵21的作用下，礦井回風(fēng)余熱回收裝置從礦井回風(fēng)中提取的熱 能被輸出到供暖系統(tǒng)的各用熱點。
權(quán)利要求1、一種礦井回風(fēng)余熱全回收利用裝置，由空氣噴淋室、噴淋循環(huán)水裝置和供熱循環(huán)水裝置組成，擴散塔(2)的入口處設(shè)有礦井回風(fēng)加壓風(fēng)機(1)，其要點在于擴散塔(2)的頂部設(shè)置蓋板(3)，擴散塔(2)的側(cè)面設(shè)直通空氣噴淋室(7)的導(dǎo)風(fēng)道，風(fēng)道內(nèi)設(shè)風(fēng)道關(guān)斷閥(4)，空氣噴淋室(7)與導(dǎo)風(fēng)道對接口處設(shè)導(dǎo)風(fēng)板(5)、均流板(6)，空氣噴淋室(7)內(nèi)依次設(shè)有一級噴淋排管(8)、二級噴淋排管(9)、三級噴淋排管(10)和擋水板(11)；沉淀池(12)、一級落水池(13)設(shè)在導(dǎo)風(fēng)板(5)、均流板(6)的下部，二級落水池(14)設(shè)在二級噴淋排管(9)的下方，三級落水池(15)設(shè)在三級噴淋排管(10)的下方；一級噴淋加壓泵(16)的入口接二級落水池(14)的排水管，出口接一級噴淋排管(8)；二級噴淋加壓泵(17)的入口接三級落水池(15)的排水管，出口接二級噴淋排管(9)；三級噴淋加壓泵(18)的入口接一級落水池(13)的排水管，出口接入水源熱泵蒸發(fā)器(19)的入口；通過蒸發(fā)器(19)再連接至三級噴淋排管(10)；供暖循環(huán)水泵(21)接在水源熱泵冷凝器(23)的出口上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井回風(fēng)余熱全回收利用裝置，其特征是所述 的噴淋循環(huán)水裝置可設(shè)置為多級噴淋。
專利摘要公開了一種礦井回風(fēng)余熱全回收利用裝置，由空氣噴淋室、噴淋循環(huán)水裝置、供熱循環(huán)水裝置三部分組成。擴散塔的頂部設(shè)置蓋板，擴散塔的側(cè)面設(shè)置導(dǎo)風(fēng)道，導(dǎo)風(fēng)道內(nèi)設(shè)關(guān)斷閥；噴淋室內(nèi)設(shè)一級噴淋排管、二級噴淋排管、三級噴淋排管和擋水板。水源熱泵冷凝器出水管接供暖循環(huán)水泵的進水管；供暖循環(huán)水泵的出水管接供暖系統(tǒng)的供水總管。本實用新型通過新建一個較大通風(fēng)面積的空氣通道，創(chuàng)造一種合理的氣水換熱環(huán)境，將導(dǎo)入的礦井回風(fēng)，通過水源熱泵機組蒸發(fā)器提供的低溫冷水進行三級高密度的逆向噴淋，最大限度地提取回風(fēng)中的余熱。是一種節(jié)能、環(huán)保，造價低，能全面高效地回收礦井回風(fēng)余熱的余熱回收利用裝置。
文檔編號F28C3/06GK201381870SQ20092002126
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者犇 權(quán), 王曉晴 申請人:權(quán) 犇;王曉晴