一種大溫差井口加熱器及其運(yùn)行方式的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大溫差井口加熱器，它包括一低溫?zé)嵩磫卧鸵痪策M(jìn)風(fēng)加熱單元；所述低溫?zé)嵩磫卧ㄟ^設(shè)置吸熱器直接提取煤礦礦井回風(fēng)中的低溫?zé)嵩?，為井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元的預(yù)熱段提供熱源；所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元采用先預(yù)熱后再熱兩種加熱方式相結(jié)合，過濾后的井筒進(jìn)風(fēng)先與預(yù)熱段內(nèi)設(shè)置的預(yù)熱器進(jìn)行換熱升溫后，再進(jìn)入再熱器進(jìn)行加熱處理，加熱到所需要的進(jìn)風(fēng)溫度，經(jīng)消聲降噪后送入進(jìn)風(fēng)井井口房。本發(fā)明提供了一種適用于寒冷地區(qū)煤礦井筒防凍的裝置，利用煤礦礦井回風(fēng)余熱來保障井筒防凍需求，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。
【專利說明】一種大溫差井口加熱器及其運(yùn)行方式
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種井口加熱器，特別是針對(duì)寒冷地區(qū)利用低溫?zé)嵩磳?duì)井筒進(jìn)行保溫以達(dá)到井筒防凍效果的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百零二條規(guī)定:“進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度(干球溫度)必須在2°C以上”。然而在北方大部分地區(qū)的冬季，新風(fēng)溫度遠(yuǎn)低于這一要求。為了達(dá)到規(guī)定，保證生產(chǎn)工作正常運(yùn)行，一般需要對(duì)礦井進(jìn)風(fēng)進(jìn)行加熱。傳統(tǒng)做法是通過燃煤鍋爐提供熱源以滿足上述要求。這樣，不僅消耗大量煤炭，而且煤炭燃燒時(shí)排放大量污染物極易造成環(huán)境污染。
[0003]地面新鮮風(fēng)流送入進(jìn)風(fēng)井筒以后，供給工作面新鮮空氣的同時(shí)也吸收來自沿程圍巖散熱、機(jī)械設(shè)備散熱、煤體氧化、人員等方面的散熱，當(dāng)風(fēng)流從回風(fēng)井排出時(shí)，礦井回風(fēng)的溫度比進(jìn)風(fēng)高出許多，加之礦井回風(fēng)量大，因此，礦井回風(fēng)中蘊(yùn)藏著大量的低溫?zé)崮?，而這部分熱能未被利用，直接排到大氣，會(huì)造成熱能的極大浪費(fèi)。
[0004]針對(duì)進(jìn)風(fēng)井筒冬季保溫需求，研究回收礦井回風(fēng)中的低溫?zé)崮軄韺?shí)現(xiàn)井筒進(jìn)風(fēng)預(yù)熱節(jié)能意義重大。目前，現(xiàn)有技術(shù)回收礦井回風(fēng)熱能以供井筒防凍熱源一般都是第三方的間壁換熱，所以不可避免出現(xiàn)熱能的損耗，換熱效率降低。
[0005]加之，我國(guó)北方地區(qū)部分礦井建設(shè)在高海拔山區(qū)，冬季氣候極其寒冷，遠(yuǎn)離工業(yè)廣場(chǎng)，集中供熱困難，礦井井筒防凍形勢(shì)極其嚴(yán)峻，采用一般的以熱泵為熱源的井筒加熱方式供熱能力無法滿足，達(dá)不到《煤礦安全規(guī)程》的要求，并且存在系統(tǒng)管路結(jié)冰等問題。因此，必須研制出一種適應(yīng)于寒冷地區(qū)的高效、節(jié)能的井筒防凍裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種回收利用低溫?zé)嵩磳?duì)井筒進(jìn)行防凍處理的節(jié)能裝置。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種大溫差井口加熱器，它包括低溫?zé)嵩磫卧途策M(jìn)風(fēng)加熱單元；所述低溫?zé)嵩磫卧ㄒ慌c礦井回風(fēng)口相連接的擴(kuò)散塔，一導(dǎo)流風(fēng)罩和一吸熱器；所述導(dǎo)流風(fēng)罩包括一進(jìn)風(fēng)口、一排風(fēng)口和一回風(fēng)口，所述導(dǎo)流風(fēng)罩的進(jìn)風(fēng)口與擴(kuò)散塔頂部連接，所述導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口直接與大氣相通，所述導(dǎo)流風(fēng)罩的回風(fēng)口通過一風(fēng)閥連接一風(fēng)道的一側(cè)，所述風(fēng)道的另一側(cè)連接所述吸熱器；所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元包括一進(jìn)風(fēng)口、一過濾段、一預(yù)熱段、一風(fēng)機(jī)段、一均風(fēng)段、一再熱段、一消音段和一出風(fēng)口 ；所述預(yù)熱段內(nèi)設(shè)置一預(yù)熱器，所述預(yù)熱器通過一蒸汽上升管和下降管與所述低溫?zé)嵩磫卧械奈鼰崞飨噙B接，形成一工質(zhì)循環(huán)回路，所述吸熱器的安裝高度要低于所述預(yù)熱器的安裝高度；所述再熱段內(nèi)設(shè)置一再熱器，所述再熱器的上端出水口設(shè)置一上集水箱，所述再熱器的下端進(jìn)水口設(shè)置一下集水箱，所述上集水箱與下集水箱之間設(shè)置數(shù)排并列的換熱管，所述再熱器內(nèi)填充熱媒，所述上集水箱與所述下集水箱分別通過管道外接一提供熱源的熱泵機(jī)組。
[0008]所述低溫?zé)嵩磫卧械娘L(fēng)道內(nèi)設(shè)置一防爆風(fēng)機(jī)。
[0009]所述均風(fēng)段處設(shè)置一溫度傳感器，所述再熱器的熱進(jìn)管道上設(shè)置一電動(dòng)閥。
[0010]所述低溫?zé)嵩磫卧械奈鼰崞髋c風(fēng)道的連接處設(shè)置一除塵過濾器。
[0011]一個(gè)所述低溫?zé)嵩磫卧梢詫?duì)應(yīng)設(shè)置多個(gè)所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元。
[0012]所述低溫?zé)嵩磫卧形鼰崞鲀?nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)置與所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元同等數(shù)目的吸熱模塊，所述吸熱器中的每一個(gè)吸熱模塊分別通過并聯(lián)管道與對(duì)應(yīng)的所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元中預(yù)熱器相連接，從而形成多個(gè)獨(dú)立的工質(zhì)循環(huán)回路。
[0013]所述吸熱器和預(yù)熱器采用ND碳鋼材質(zhì)，碳鋼外加防腐處理。
[0014]所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元的風(fēng)機(jī)段并聯(lián)設(shè)置多臺(tái)風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)為小功率防爆軸流風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)段設(shè)置一檢修口。
[0015]所述再熱器的換熱管為翅片換熱管，所述再熱器中填充的低溫?zé)崦綖橐叶妓芤骸?br> [0016]一種大溫差井口加熱器的運(yùn)行方式，它包括以下兩種工況:
[0017]I)冬季工況
[0018]①冬季礦井回風(fēng)溫度較高，濕度大，蘊(yùn)含大量低溫?zé)崮?，本發(fā)明在冬季運(yùn)行時(shí)，開啟導(dǎo)流風(fēng)罩的回風(fēng)口處風(fēng)閥，礦井回風(fēng)順著擴(kuò)散塔，在導(dǎo)流風(fēng)罩的導(dǎo)流作用下進(jìn)入風(fēng)道，并在防爆風(fēng)機(jī)的牽引下引至吸熱器，以一定的風(fēng)速橫向掠過吸熱器，與吸熱器換熱后的礦井回風(fēng)溫度降低，直接排入大氣或作為其他方式的熱源繼續(xù)使用，吸熱器中的工質(zhì)吸收礦井回風(fēng)中的熱能，蒸發(fā)為氣體，在壓力差的作用下蒸汽向上順著蒸汽上升管流入井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元中預(yù)熱段內(nèi)設(shè)置的的預(yù)熱器，蒸汽凝結(jié)，放出汽化潛熱，在重力的作用下工質(zhì)順著下降管回流到吸熱器中，循環(huán)往復(fù)，不斷為井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元中的預(yù)熱段提供熱源；
[0019]②將井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元的出風(fēng)口連接到進(jìn)風(fēng)井井口房，在風(fēng)機(jī)的牽引下外部的冷空氣通過進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入過濾段，過濾掉空氣中的大顆粒雜質(zhì)后，進(jìn)入預(yù)熱段，與預(yù)熱段內(nèi)的預(yù)熱器中工質(zhì)換熱；
[0020]③溫度升高后的空氣通過風(fēng)機(jī)段進(jìn)入再熱段，再熱段處設(shè)置的溫度傳感器將測(cè)量的溫度信號(hào)傳遞給熱泵機(jī)組熱進(jìn)管道處設(shè)置的電動(dòng)閥，判斷當(dāng)前溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)值Ttl:
[0021]如果判斷結(jié)果為肯定，則電動(dòng)閥關(guān)閉；
[0022]如果判斷結(jié)果為否定，則調(diào)節(jié)電動(dòng)閥閥門開口大小，控制熱泵機(jī)組將加熱后的低溫?zé)崦?，通過熱進(jìn)管道進(jìn)入再熱段中再熱器的下集水箱中，均勻通過換熱管與外部冷空氣換熱后進(jìn)入上集水箱中，之后通過熱出管道返回?zé)岜脵C(jī)組被繼續(xù)加熱，為井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元中的再熱段提供熱源，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)空氣的溫度；
[0023]④空氣被加熱到所需溫度Ttl后經(jīng)過消音段消聲降噪，最后通過出風(fēng)口送入井筒，從而實(shí)現(xiàn)了井筒防凍的目的；
[0024]2)春、夏、秋三季工況
[0025]在春、夏、秋三季不需要井筒防凍的情況下，關(guān)閉導(dǎo)流風(fēng)罩的回風(fēng)口處風(fēng)閥，導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口完全打開，礦井回風(fēng)順著擴(kuò)散塔從導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口處直接排至大氣。
[0026]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明回收礦井回風(fēng)中的低溫?zé)崮?，將其作為井筒進(jìn)風(fēng)預(yù)熱的熱源，礦井回風(fēng)通過吸熱器和預(yù)熱器中的工質(zhì)直接將熱量傳給冷流空氣，避免了普通換熱器通過第三方換熱介質(zhì)傳熱所造成的熱能損失，通過工質(zhì)輸送熱能，避免制造很長(zhǎng)的輸送風(fēng)道，能夠?qū)崿F(xiàn)冷、熱流體的遠(yuǎn)程換熱，提高換熱效率。2、本發(fā)明采用“預(yù)熱+再熱”兩種加熱方式相結(jié)合，井筒進(jìn)風(fēng)經(jīng)預(yù)熱后，再進(jìn)入再熱器進(jìn)行加熱處理，克服了進(jìn)風(fēng)溫度低的問題，充分保證換熱量，適于寒冷地區(qū)的井筒防凍。3、本發(fā)明再熱器采用集箱式連接，便于換熱管的水力平衡，水量分配相同，每根換熱管進(jìn)水量相同，同時(shí)增加了管道的過流量，避免損壞。4、本發(fā)明中一個(gè)低溫?zé)嵩磫卧梢詫?duì)應(yīng)設(shè)置多個(gè)井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)巧妙，換熱效果好，可廣泛用于寒冷地區(qū)井口保溫中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖一
[0028]附圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖二
[0029]附圖3是本發(fā)明中再熱器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]附圖4是本發(fā)明中吸熱器的結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明包括一低溫?zé)嵩磫卧狪和一井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2。
[0033]本發(fā)明中低溫?zé)嵩磫卧狪包括一與礦井回風(fēng)口相連接的擴(kuò)散塔11，一導(dǎo)流風(fēng)罩12和一吸熱器13。
[0034]導(dǎo)流風(fēng)罩12設(shè)置有三個(gè)開口，分別是進(jìn)風(fēng)口 121、排風(fēng)口 122和回風(fēng)口 123，進(jìn)風(fēng)口 121與擴(kuò)散塔11頂部連接，排風(fēng)口 122直接與大氣相通，回風(fēng)口 123通過一風(fēng)閥124連接一風(fēng)道125的進(jìn)風(fēng)處，風(fēng)道125出風(fēng)處通過一除塵過濾器31連接吸熱器13，吸熱器13內(nèi)填充工質(zhì)。根據(jù)吸熱器13對(duì)礦井通風(fēng)阻力的影響，風(fēng)道125內(nèi)還可以設(shè)置一防爆風(fēng)機(jī)32，以保障礦井回風(fēng)順利通過吸熱器13。
[0035]本發(fā)明中井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2包括依次設(shè)置的一進(jìn)風(fēng)口 21、一過濾段22、一預(yù)熱段23、一風(fēng)機(jī)段24、一均風(fēng)段25、一再熱段26、一消聲段27和一出風(fēng)口 28。
[0036]過濾段22用于過濾空氣中的大顆粒物質(zhì)及均勻進(jìn)風(fēng)流，有助于提高進(jìn)風(fēng)換熱效
果O
[0037]預(yù)熱段23內(nèi)設(shè)置一預(yù)熱器231，預(yù)熱器231內(nèi)填充工質(zhì)，預(yù)熱器231通過一蒸汽上升管33和一下降管34與低溫?zé)嵩磫卧狪中的吸熱器13相連接，吸熱器13的工質(zhì)吸熱蒸發(fā)后，蒸汽順著蒸汽上升管33流入預(yù)熱器231，在預(yù)熱器231放熱冷凝后沿著下降管回流至吸熱器13，從而形成一工質(zhì)循環(huán)回路。吸熱器13的安裝高度要低于預(yù)熱器231的安裝高度，保證蒸汽可以在重力的作用下從預(yù)熱器231回流至吸熱器13。
[0038]如圖1、圖3所示，再熱段26內(nèi)設(shè)置一再熱器4，再熱器4的上端出水口設(shè)置一上集水箱41，再熱器4的下端進(jìn)水口設(shè)置一下集水箱42，上集水箱41與下集水箱42之間設(shè)置數(shù)排并列的換熱管43，上集水箱41通過一熱出管道44外接一提供熱源的熱泵機(jī)組的回水口，上集水箱41頂部設(shè)置一排氣閥46，下集水箱42通過一熱進(jìn)管道45連接熱泵機(jī)組的供水口，下集水箱底部設(shè)置一排水閥47，再熱器4內(nèi)部填充熱媒。經(jīng)過熱泵機(jī)組加熱后的低溫?zé)崦酵ㄟ^熱進(jìn)管道45進(jìn)入下集水箱42，通過下集水箱42后均勻進(jìn)入換熱管43，然后進(jìn)入上集水箱41后由熱出管道44排出，返回?zé)岜脵C(jī)組重新加熱。
[0039]井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2中均風(fēng)段25處設(shè)置一溫度傳感器6，采集進(jìn)再熱器4之前的進(jìn)風(fēng)空氣溫度，再熱器4的熱進(jìn)管道45上設(shè)置一電動(dòng)閥48，溫度傳感器6與電動(dòng)閥48電連接，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)溫度信號(hào)對(duì)熱源進(jìn)水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0040]風(fēng)機(jī)段24可以設(shè)置I臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)，風(fēng)機(jī)可以為小功率防爆軸流風(fēng)機(jī)，保證大幅度的風(fēng)量調(diào)節(jié)。風(fēng)機(jī)段24殼體上設(shè)置一檢修口 5，便于風(fēng)機(jī)檢修。
[0041]如圖2、圖4所示，上述一個(gè)低溫?zé)嵩磫卧狪可以對(duì)應(yīng)設(shè)置多個(gè)井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2，一個(gè)低溫?zé)嵩磫卧狪中吸熱器13可以由多個(gè)吸熱模塊131組成，一個(gè)吸熱模塊131對(duì)應(yīng)一個(gè)井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2中的預(yù)熱器231，一個(gè)吸熱器13中的每一個(gè)吸熱模塊131分別通過并聯(lián)管道與對(duì)應(yīng)的井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2中預(yù)熱器231相連接，從而形成多個(gè)獨(dú)立的工質(zhì)循環(huán)回路，分別為多個(gè)井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2的預(yù)熱段23提供熱源。
[0042]上述實(shí)施例中，再熱器4中的低溫?zé)崦娇梢圆捎靡叶妓芤?，換熱效果好，并且防止低溫冷凍水在高寒條件下結(jié)冰。
[0043]上述實(shí)施例中，所述再熱器4的換熱管43可以為翅片換熱管，以提高低溫?zé)崦脚c冷空氣之間的換熱能力，滿足高寒條件下的井筒防凍需求。
[0044]上述實(shí)施例中，吸熱器13和預(yù)熱器231可以采用ND碳鋼材質(zhì)，碳鋼外加防腐處理，以抵御礦井回風(fēng)中含有的腐蝕性氣體。
[0045]本發(fā)明冬季工況下工作的工作流程如下:
[0046]I)冬季工況
[0047]①冬季礦井回風(fēng)溫度較高，濕度大，蘊(yùn)含大量低溫?zé)崮?，本發(fā)明在冬季運(yùn)行時(shí)，開啟導(dǎo)流風(fēng)罩的回風(fēng)口處風(fēng)閥，導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口閉合；礦井回風(fēng)順著擴(kuò)散塔11，在導(dǎo)流風(fēng)罩12的導(dǎo)流作用下通過回風(fēng)口 123進(jìn)入風(fēng)道125。礦井回風(fēng)在防爆風(fēng)機(jī)32的牽引下引至吸熱器13，并以一定的風(fēng)速橫向掠過吸熱器13，與吸熱器13換熱后的礦井回風(fēng)溫度降低，直接排入大氣或作為其他方式的熱源繼續(xù)使用。吸熱器13中的工質(zhì)吸收礦井回風(fēng)中的熱能，蒸發(fā)為氣體，吸熱器13中蒸汽的溫度和壓力都稍稍高于工質(zhì)循環(huán)管路中的其他部分，因此產(chǎn)生了壓力差，促使蒸汽向上順著蒸汽上升管33流入井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2中預(yù)熱段23內(nèi)設(shè)置的預(yù)熱器231，蒸汽在預(yù)熱器231內(nèi)的液-氣分界面上凝結(jié)，放出汽化潛熱。預(yù)熱器231放熱冷凝后的工質(zhì)在重力的作用下，順著下降管34回流到吸熱器13的液池當(dāng)中，只要有加熱源，這一過程就會(huì)循環(huán)進(jìn)行，不斷為井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2中的預(yù)熱段23提供熱源。
[0048]②將井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2的出風(fēng)口 28連接到進(jìn)風(fēng)井井口房，在風(fēng)機(jī)241的牽引下外部的冷空氣通過進(jìn)風(fēng)口 21進(jìn)入過濾段22，過濾掉空氣中的大顆粒雜質(zhì)后，進(jìn)入預(yù)熱段23，與預(yù)熱段23內(nèi)的預(yù)熱器231中工質(zhì)換熱。
[0049]③溫度升高后的空氣通過風(fēng)機(jī)段24進(jìn)入再熱段26，均風(fēng)段處設(shè)置的溫度傳感器6將測(cè)量的溫度信號(hào)傳遞給熱泵機(jī)組熱進(jìn)管道45處設(shè)置的電動(dòng)閥48，判斷當(dāng)前溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)值Ttl:
[0050]如果判斷結(jié)果為肯定，則電動(dòng)閥關(guān)閉；
[0051]如果判斷結(jié)果為否定，則調(diào)節(jié)電動(dòng)閥閥門開口大小，控制熱泵機(jī)組將加熱后的低溫?zé)崦?，通過熱進(jìn)管道45進(jìn)入再熱段26中再熱器4的下集水箱42中，均勻通過換熱管43與外部冷空氣換熱后進(jìn)入上集水箱41中，之后通過熱出管道44返回?zé)岜脵C(jī)組被繼續(xù)加熱，為井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元2中的再熱段26提供熱源，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)空氣的溫度。
[0052]④空氣被加熱到所需溫度Ttl后經(jīng)過消音段27消聲降噪，最后通過出風(fēng)口 28送入井筒，從而實(shí)現(xiàn)了井筒防凍的目的。
[0053]2)春、夏、秋三季工況
[0054]在春、夏、秋三季不需要井筒防凍的情況下，關(guān)閉導(dǎo)流風(fēng)罩的回風(fēng)口處風(fēng)閥，導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口完全打開，礦井回風(fēng)順著擴(kuò)散塔從導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口處直接排至大氣。
[0055]上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種大溫差井口加熱器，其特征在于: 它包括低溫?zé)嵩磫卧途策M(jìn)風(fēng)加熱單元； 所述低溫?zé)嵩磫卧ㄒ慌c礦井回風(fēng)口相連接的擴(kuò)散塔，一導(dǎo)流風(fēng)罩和一吸熱器； 所述導(dǎo)流風(fēng)罩包括一進(jìn)風(fēng)口、一排風(fēng)口和一回風(fēng)口，所述導(dǎo)流風(fēng)罩的進(jìn)風(fēng)口與擴(kuò)散塔頂部連接，所述導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口直接與大氣相通，所述導(dǎo)流風(fēng)罩的回風(fēng)口通過一風(fēng)閥連接一風(fēng)道的一側(cè)，所述風(fēng)道的另一側(cè)連接所述吸熱器； 所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元包括一進(jìn)風(fēng)口、一過濾段、一預(yù)熱段、一風(fēng)機(jī)段、一均風(fēng)段、一再熱段、一消音段和一出風(fēng)口 ； 所述預(yù)熱段內(nèi)設(shè)置一預(yù)熱器，所述預(yù)熱器通過一蒸汽上升管和下降管與所述低溫?zé)嵩磫卧械奈鼰崞飨噙B接，形成一工質(zhì)循環(huán)回路，所述吸熱器的安裝高度要低于所述預(yù)熱器的安裝高度； 所述再熱段內(nèi)設(shè)置一再熱器，所述再熱器的上端出水口設(shè)置一上集水箱，所述再熱器的下端進(jìn)水口設(shè)置一下集水箱，所述上集水箱與下集水箱之間設(shè)置數(shù)排并列的換熱管，所述再熱器內(nèi)填充熱媒，所述上集水箱與所述下集水箱分別通過管道外接一提供熱源的熱泵機(jī)組。
2.如權(quán)利要求1所示的一種大溫差井口加熱器，其特征在于:所述低溫?zé)嵩磫卧械娘L(fēng)道內(nèi)設(shè)置一防爆風(fēng)機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所示的一種大溫差井口加熱器，其特征在于:所述均風(fēng)段處設(shè)置一溫度傳感器，所述再熱器的熱進(jìn)管道上設(shè)置一電動(dòng)閥。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于:所述低溫?zé)嵩磫卧械奈鼰崞髋c風(fēng)道的連接處設(shè)置一除塵過濾器。
5.如權(quán)利要求4所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于:一個(gè)所述低溫?zé)嵩磫卧梢詫?duì)應(yīng)設(shè)置多個(gè)所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元。
6.如權(quán)利要求5所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于:所述低溫?zé)嵩磫卧形鼰崞鲀?nèi)對(duì)應(yīng)設(shè)置與所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元同等數(shù)目的吸熱模塊，所述吸熱器中的每一個(gè)吸熱模塊分別通過并聯(lián)管道與對(duì)應(yīng)的所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元中預(yù)熱器相連接，從而形成多個(gè)獨(dú)立的工質(zhì)循環(huán)回路。
7.如權(quán)利要求6所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于:所述吸熱器和預(yù)熱器采用ND碳鋼材質(zhì)，碳鋼外加防腐處理。
8.如權(quán)利要求6所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于:所述井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元的風(fēng)機(jī)段并聯(lián)設(shè)置I臺(tái)或多臺(tái)風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)為小功率防爆軸流風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)段設(shè)置一檢修口。
9.如權(quán)利要求8所述的一種大溫差井口加熱器，其特征在于:所述再熱器的換熱管為翅片換熱管，所述再熱器中填充的低溫?zé)崦綖橐叶妓芤骸?br> 10.如權(quán)利要求9所述的一種大溫差井口加熱器的運(yùn)行方式，它包括以下兩種工況: I)冬季工況 ①冬季礦井回風(fēng)溫度較高，濕度大，蘊(yùn)含大量低溫?zé)崮?，本發(fā)明在冬季運(yùn)行時(shí)，開啟導(dǎo)流風(fēng)罩的回風(fēng)口處風(fēng)閥，礦井回風(fēng)順著擴(kuò)散塔，在導(dǎo)流風(fēng)罩的導(dǎo)流作用下進(jìn)入風(fēng)道，并在防爆風(fēng)機(jī)的牽引下引至吸熱器，以一定的風(fēng)速橫向掠過吸熱器，與吸熱器換熱后的礦井回風(fēng)溫度降低，直接排入大氣或作為其他方式的熱源繼續(xù)使用，吸熱器中的工質(zhì)吸收礦井回風(fēng)中的熱能，蒸發(fā)為氣體，在壓力差的作用下蒸汽向上順著蒸汽上升管流入井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元中預(yù)熱段內(nèi)設(shè)置的的預(yù)熱器，蒸汽凝結(jié)，放出汽化潛熱，在重力的作用下工質(zhì)順著下降管回流到吸熱器中，循環(huán)往復(fù)，不斷為井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元中的預(yù)熱段提供熱源； ②將井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元的出風(fēng)口連接到進(jìn)風(fēng)井井口房，在風(fēng)機(jī)的牽引下外部的冷空氣通過進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入過濾段，過濾掉空氣中的大顆粒雜質(zhì)后，進(jìn)入預(yù)熱段，與預(yù)熱段內(nèi)的預(yù)熱器中工質(zhì)換熱； ③溫度升高后的空氣通過風(fēng)機(jī)段進(jìn)入再熱段，再熱段處設(shè)置的溫度傳感器將測(cè)量的溫度信號(hào)傳遞給熱泵機(jī)組熱進(jìn)管道處設(shè)置的電動(dòng)閥，判斷當(dāng)前溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)值Ttl: 如果判斷結(jié)果為肯定，則電動(dòng)閥關(guān)閉； 如果判斷結(jié)果為否定，則調(diào)節(jié)電動(dòng)閥閥門開口大小，控制熱泵機(jī)組將加熱后的低溫?zé)崦剑ㄟ^熱進(jìn)管道進(jìn)入再熱段中再熱器的下集水箱中，均勻通過換熱管與外部冷空氣換熱后進(jìn)入上集水箱中，之后通過熱出管道返回?zé)岜脵C(jī)組被繼續(xù)加熱，為井筒進(jìn)風(fēng)加熱單元中的再熱段提供熱源，調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)空氣的溫度； ④空氣被加熱到所需溫度Ttl后經(jīng)過消音段消聲降噪，最后通過出風(fēng)口送入井筒，從而實(shí)現(xiàn)了井筒防凍的目的； 2)春、夏、秋三季工況 在春、夏、秋三季不需要井筒防凍的情況下，關(guān)閉導(dǎo)流風(fēng)罩的回風(fēng)口處風(fēng)閥，導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口完全打開，礦井回風(fēng)順`著擴(kuò)散塔從導(dǎo)流風(fēng)罩的排風(fēng)口處直接排至大氣。
【文檔編號(hào)】F24H3/12GK103604212SQ201310600764
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】王建學(xué), 牛永勝, 孟杰 申請(qǐng)人:北京礦大節(jié)能科技有限公司