[发明专利]一种煤矿空气压缩机废热回收利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种废热回收利用系统，特别是关于一种对煤矿空气压缩机排风中的废热进行回收利用的系统。

背景技术

目前，国内大部分煤矿工业场所的建筑采暖、井筒防冻及职工浴室的洗浴热水的热能均由燃煤锅炉提供。这种供热方式不仅消耗大量的不可再生能源，同时还会排放大量的温室气体等不利于环境保护的污染物。为响应我国改善能源结构，提高能源利用率和加强环境保护的号召，如何对传统供热方式中产生的废热进行高效回收利用成为一个重要的课题。空气压缩机是煤矿生产生活的一种重要大型固定设备，为煤矿风动机械提供可靠的动力源。一般情况下，空气压缩机废热排风量充足，且其温度、湿度一年四季基本保持恒定，排风中蕴藏着的大量低温热能，但目前由于排风直接排到大气中，因此这部分热能未被回收利用，造成了能源的浪费。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够对煤矿空气压缩机排风中的废热进行回收利用，从而为煤矿建筑冬季供热、夏季制冷，以及全年提供生活热水的煤矿空气压缩机废热回收利用系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种煤矿空气压缩机废热回收利用系统，其特征在于：它包括一设置在空气压缩机排风风道顶部的热管换热器、一板式换热器、一热泵机组、一生活热水箱和一用户设备；热管换热器分为蒸发段和冷凝段，蒸发段的排风口处设置一引风机，冷凝段的两端分别设置一换热循环出水管道和一换热循环回水管道；板式换热器内设置热水管道和冷水管道；热泵机组内设置一壳管式蒸发器、一壳管式冷凝器、一压缩机和一膨胀阀；热管换热器通过换热循环出水管道和换热循环回水管道与壳管式蒸发器的壳体之间构成一换热循环管路；壳管式蒸发器的蒸发换热管道与壳管式冷凝器的壳体之间通过压缩机和膨胀阀构成一制冷工质循环管路；壳管式冷凝器的冷凝换热管道与板式换热器的热水管道之间构成一生活热水一次循环管路；板式换热器的冷水管道与生活热水箱之间构成一生活热水二次循环管路；用户设备与壳管式冷凝器的冷凝换热管道之间构成一冬季用户供热循环供水管路；用户设备与壳管式蒸发器的壳体之间构成一夏季用户制冷循环供水管路。

上述冬季用户供热循环供水管路上设置冬季用供热循环泵、冬季用供水阀门和冬季用回水阀门；夏季用户制冷循环供水管路上设置夏季用制冷循环泵、夏季用供水阀门和夏季用回水阀门。

上述热管换热器的蒸发段和冷凝段，由内部挡板隔开；空气压缩机排风流经蒸发段，用于回收空气压缩机排风废热的换热循环水流经冷凝段，空气压缩机排风与换热循环水在热管换热器内逆流换热。

上述压缩机为涡旋压缩机。

上述压缩机为螺杆压缩机。

上述用户设备为具有制冷和制热功能的空调。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明采用热管换热器和热泵技术对空气压缩机的排风废热进行回收利用，为用户冬季供热、夏季制冷和提供洗浴等生活热水，同时将夏季用户设备的热量释放到洗浴热水中，因此有效地提高了能源利用率；且由于只消耗少量的电能，没有任何污染物的排放，因此满足环境保护的要求。2、本发明采用热管换热器、热泵机组和板式换热器组成能量采集系统，运行时，能量采集系统采集空气压缩机排风废热中的热量，通过水泵输配至热泵机组，经热泵机组换热后重新用于空气压缩机废热气体换热，因此可以循环利用换热工质，节约水源，降低能耗。3、本发明采用热管换热器提取空气压缩机排风废热中的热量，对易燃、易爆、腐蚀性强的流体换热场合具有很高的可靠性；且热管换热器换热时，冷、热流体由设置在热管换热器内部的挡板完全分开流动，可实现冷、热流体的逆流换热，传热效率高；热管换热器的蒸发段和冷凝段的传热面积可调，可实现不同负荷下的运行。4、本发明可以利用空气压缩机房的多余位置作为热泵机房，不仅可以节约建材、减少占地面积，还可以节约初期投资，具有经济可行的优点。本发明可以广泛应用于煤矿生活生产，替代燃煤锅炉和中央空调，实现煤矿建筑冬季供热、夏季制冷、提供生活热水和井口防冻等功能，具有节能减排的效果。

附图说明

图1是本发明的系统组成示意图

图2是本发明系统冬季供热示意图

图3是本发明系统夏季制冷示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括一设置在空气压缩机排风风道1顶部的热管换热器2、一板式换热器3、一热泵机组4、一生活热水箱5和一用户设备6。