主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置的製作方法

2023-12-09 16:48:11 1

專利名稱：主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於礦井通風與熱能利用技術領域，涉及一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置。
背景技術：
礦井排風的溫度與溼度一年四季基本維持恆定，其中蘊藏著大量的低溫熱能，目前這部分熱能沒有被充分利用。熱泵技術作為一種高效、節能、環保的供熱/供冷方式，可利用礦井排風中蘊藏的低溫熱能，製取熱量/冷量，以滿足礦井井筒保溫、礦區空調、採暖以及生活用熱的需求。目前，國內外學者提出了有關礦井排風中的熱量回收裝置，有的在主扇擴散塔出風口設置迴風換熱器提取熱量，有的在風道出口或旁路通道裡設置換熱器或噴淋設備提取熱量，這些換熱裝置產生的阻力將消耗主扇的部分負壓，因此將會影響主扇的靜壓回收，也給礦井反風帶來不利影響。例如，王建學等設計了一種礦井迴風源熱泵系統(授權公告號 CN201852361U)，該系統由擴散塔和熱泵機組組成，在擴散塔出風口設置迴風換熱器，在迴風換熱器內設有若干噴淋管，水循環迴路中的水經噴淋後被迴風流加熱，為水源熱泵機組提供熱量。朱曉彥設計了一種礦井迴風熱回收利用裝置(專利號ZL200620078177.4)，在風道出口或旁路通道裡設有熱交換器，用以提取迴風流中的熱量，供給熱泵機組蒸發器，該換熱器阻力需由主扇負擔。因此，為了充分回收礦井排風中的熱量，同時不影響主扇的靜壓回收和礦井反風的可靠性，本發明設計了一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，利用安裝在擴散塔出風口的集風罩匯集擴散塔排出的熱風流，並以此為熱泵系統提供低位熱能，進而為風機盤管、洗浴熱水、礦井進風預熱以及其它供熱設備提供熱量。

發明內容
本發明的目的是提供一種集礦井排風與熱泵技術於一體的新型主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，解決礦井排風中低位熱量的流失問題，同時維持主扇靜壓的正常回收。本發明的技術方案是主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置由擴散塔
I、擴散塔出風口 2、集風罩引風口 3、集風罩4、可調角度彎頭5、風管6、除塵淨化裝置7、熱泵機組8、製冷劑管道9、壓縮機10、冷凝器11、節流閥12、蒸發器13、水管14、水泵15、電動風量調節閥16和風機17組成。其特徵在於在擴散塔出風口 2正上方安裝集風罩4，集風罩4與除塵淨化裝置7之間用風管6連接，除塵淨化裝置7的引出風管插入蒸發器13中， 在蒸發器的引出風管末端安裝風量調節閥16和風機17其中，在風管C-D段安裝可調角度彎頭5 ;來自王扇的風流19經過擴散塔出風口 2排出後,利用集風罩4匯集風流,匯集後的風流通過風管6輸送到E-F管段的除塵淨化設備7中，淨化後的氣體流進蒸發器13中放出熱量，最後被抽出式排風機17排到大氣中。根據熱泵機組8的制熱量調節風機17的轉速， 控制集風罩引風口 3的引風風速，控制該風速不大於擴散塔排風口的出風速度。熱泵機組8中的壓縮機10、冷凝器11、節流閥12和蒸發器13通過製冷劑管路9連接成循環環路；在蒸發器13中，礦井排出的熱風流與製冷劑換熱，加熱製冷劑，為熱泵機組8提供熱量；在冷凝器11中熱泵機組加熱循環水，加熱後的循環水為風機盤管、生活洗浴用水、礦井進風預熱以及其它供熱設備提供熱量。本發明用集風罩4匯集擴散塔I排出的熱風流，擴散塔排風口 2與集風罩引風口 3之間留有大氣自由出入口 18，當擴散塔I的排風量大於集風罩4引風量時，擴散塔出風口的風流由大氣自由出入口 18進入大氣。本發明在擴散塔出風口 2正上方安裝至少一個集風罩4，分別設立引風管或集中共用單根引風管，根據設計要求可至少給一臺熱泵機組8提供熱量。本發明的風管A-B段採用可伸縮套管，由自控系統控制可伸長或縮短，使集風罩4 垂直升高或降低；在風管C-D段上安裝可調節角度彎頭5，該彎頭可以在水平±90°範圍內變化，由自控系統控制。當熱泵機組8工作時，利用自控系統將集風罩4置於擴散塔出風口 2正上方，集風罩4匯集擴散塔排風。當關閉熱泵機組8時，通過自控系統，將集風罩4水平移開擴散塔出風口 2的正上方或將其垂直提升，不影響擴散塔的正常排氣。同時在發生井下災變時，不影響主扇反風。本發明的效果和益處是將主扇擴散塔排風與熱泵技術相結合，利用集風罩匯集的熱氣流，直接作為熱泵機組的低溫熱源，實現了礦井餘熱的利用。在擴散塔正上方設置集風罩，集風罩引風口與擴散塔排風口之間留有大氣自由出入口，不改變擴散塔出風口的原有風速，從而不影響主扇的靜壓回收和災變時期的礦井反風。


圖I是單集風罩引風的擴散塔排風熱能利用裝置示意圖。圖2是多集風罩引風的擴散塔排風熱能利用裝置示意圖。圖中1擴散塔；2擴散塔出風口 ；3集風罩引風口 ；4集風罩；5可調角度彎頭；6風管；7除塵淨化裝置；8熱泵機組；9製冷劑管路；10壓縮機；11冷凝器；12節流閥；13蒸發器；14水管；15水泵；16風量調節閥；17風機；18大氣自由出入口 ；19來自主扇的風流。
具體實施例方式以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施方式
。圖I所示為本發明的「單集風罩引風的擴散塔排風熱能利用裝置」示意圖。在啟動熱泵機組8之前，通過自控系統調節可調角度彎頭5或風管A-B，將集風罩4置於擴散塔出風口 2的正上方，開啟風機17，來自主扇的風流19經過擴散塔出風口 2流出，後經集風罩引風口 3引入到集風罩4中，用風量調節閥21調節引風風量，以確保集風罩引風口 3的平均流入風速不大於擴散塔出風口 2的平均排出風速。集風罩4匯集的風流經過風管6輸送到除塵淨化設備7，淨化後的熱風流在蒸發器13中放出熱量，最後經風管末端的風機17排到大氣環境中。其中，在擴散塔出風口 2與集風罩引風口 3之間留有大氣自由出入口 18，當擴散塔I的排風量大於集風罩4引風量時，多餘的風量從大氣自由出入口 18流出，大氣自由出入口 18的高度由擴散塔排風量和熱泵機組的性能通過計算確定。開啟熱泵機組8時， 製冷劑在熱泵機組8的蒸發器13中得到熱量，在冷凝器11放出熱量加熱循環水，加熱後的循環水給風機盤管、生活洗浴用水、礦井進風預熱以及其他供熱設備等提供熱量。關閉熱泵機組8後，通過自控系統，將集風罩4水平移開擴散塔出風口 2的正上方或向上垂直提升， 擴散塔I正常排風。在礦井災變時期，關閉熱泵機組8，移開集風罩4不影響主扇反風。如圖2所示，該裝置在擴散塔出風口 2正上方安裝至少一個集風罩4，分別設立引風管或集中共用單根引風管，匯集後的熱風流通過風管6輸送到蒸發器13中，給至少一臺熱泵機組8提供熱量。
權利要求
1.一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，由擴散塔(I)、擴散塔出風口(2)、集風罩引風口(3)、集風罩(4)、可調角度彎頭(5)、風管(6)、除塵淨化裝置(7)、熱泵機組(8)、製冷劑管路(9)、壓縮機(10)、冷凝器(11)、節流閥(12)、蒸發器(13)、水管(14)、水泵(15)、電動風量調節閥(16)和風機(17)組成，其特徵在於將集風罩(4)安裝在擴散塔出風口⑵正上方，與除塵淨化裝置(7)之間用風管(6)連接，除塵淨化裝置(7) 的引出風管與蒸發器(13)相連接，在蒸發器(13)引出風管的末端安裝風量調節閥(16)和風機(17)，其中，在風管C-D段安裝可調角度彎頭(5);熱泵機組(8)中的壓縮機(10)、冷凝器(11)、節流閥(12)和蒸發器(13)通過製冷劑管路(9)依次連接，構成循環迴路。
2.根據權利要求I所述的一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，其特徵在於在擴散塔出風口(2)正上方安裝有集風罩(4)，集風罩引風口(3)與擴散塔出風口(2)之間留有連通大氣自由出入口(18)，其高度由擴散塔(I)排風量和熱泵機組(8)的性能確定。
3.根據權利要求2所述的一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，其特徵在於在擴散塔出風口(2)正上方安裝至少一個集風罩(4)，分別設立引風管或集中共用單根引風管。
4.根據權利要求3所述的一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，其特徵在於集風罩(4)通過自控系統左右移動或垂直移動。
全文摘要
一種主扇擴散塔排風口集風罩引風及其熱能利用裝置，屬於礦井通風與熱能利用技術領域。其特徵是該系統由擴散塔、擴散塔出風口、集風罩引風口、集風罩、可調角度彎頭、風管、除塵淨化裝置、熱泵機組、製冷劑管路、壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器、水管、水泵、電動風量調節閥和風機組成。在擴散塔出風口正上方安裝集風罩，集風罩引風口與擴散塔排風口之間留有大氣自由出入口，風管依次連接集風罩、除塵淨化裝置和蒸發器，在蒸發器的引出風管末端安裝風量調節閥和風機，其中，在風管C-D段安裝可調角度彎頭。本發明的效果和益處是使礦井排風中的熱量得到回收利用，而不影響主扇的靜壓回收和災變時期的礦井反風。
文檔編號F25B30/06GK102606185SQ20121006957
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者張騰飛, 王樹剛, 祖豐, 金旭 申請人:大連理工大學