[实用新型]一种用于矿井出风口热回收的气水热交换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于矿井出风口热回收的气水热交换装置，属于能源和热工技术领域。

背景技术

矿井通风是指将空气输入矿井下，以增加矿井中氧气的浓度并排除矿井中有害的气体。矿井通风的基本任务是：供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要；冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产；调节井下气候，创造良好的工作环境。引导风流和隔断风流的设施使井下风流沿指定路线流动后到达出风口，循环过的空气称为回风由矿井出风口排出。冬季要将空气加热后输入到矿井下，排出的空气温度高于地面温度，如果不能有效回收其中的热量则是一种浪费，因此从机理和结构上研制一种高效新型热回收装置很有必要。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种用于矿井出风口热回收的气水热交换装置，改变已有的气水换热器的结构，以提高换热效率，使其适用于矿井出风口回风中的热量回收。

本实用新型提出的用于矿井出风口热回收的气水热交换装置，包括装置壳体、出气隔栅、水管、填料和底座，所述的出气隔栅置于装置壳体内的上部，出气隔栅之间构成出气隔栅孔；所述的水管通过水管支架固定在装置壳体内，水管位于出气隔栅的下部，水管上设有水喷嘴；所述的填料置于装置外壳内，填料位于水管的下部；所述的底座置于装置外壳的底部，底座上开有热水出口或冷空气进口。

本实用新型提出的用于矿井出风口热回收的气水热交换装置，其优点是：空气-水直接接触实现传热，因此是一种高效的传热装置，可以作为开发利用低品位能源的有效技术手段。矿井的回风经底座上的热水出口或冷空气进口进入本换热装置，冷水从本热交换装置的壳体上部的水管进入本换热装置，经过排列合理的阵列式的水喷嘴喷出，在换热空间的上部分形成水膜和细小水滴群，与从装置壳体底部的底座上进入本热交换装置的矿井回风直接进行热交换，由于重力的作用，上部的冷水进入装有填料的空间，冷水在填充物的表面形成大面积的水膜继续与上行的热空气进行热交换。上行的空气完成热交换后经过隔栅出口排出，由于隔栅的作用夹杂在空气中的水滴被阻拦。下行的水经过底座上的热水出口或冷空气进口流出本热交换装置，热水经过收集后给水源热泵使用，进一步提高温度，使矿井回风中的剩余热量得到充分利用，降低采矿成本。本热交换装置，能够实现矿井回风15-20℃，进水温度8-12℃，风速4米每秒，在调整水流量和进风口面积后，可以得到11-13℃的热回收水，经水源热泵工作提升到可供加热用的50℃左右的热水。

附图说明

图1是本实用新型提出的一种用于矿井出风口热回收的气水热交换装置的结构示意图。

图1中，1是热水出口或冷空气进口，2是底座，3是装置壳体，4是填料，5是换热空间，6是水喷嘴，7是水管，8是水管支架，9是出气隔栅孔，10是出气隔栅，11是进水口，12是水管支架。

具体实施方式

本实用新型提出的用于矿井出风口热回收的气水热交换装置，其结构如图1所示，包括装置壳体3、出气隔栅10、水管7、填料4和底座2。出气隔栅10置于装置壳体3内的上部，出气隔栅10之间构成出气隔栅孔9。水管7通过水管支架8固定在装置壳体内，水管7位于出气隔栅10的下部，水管7上设有水喷嘴6。填料4置于装置外壳内，填料4位于水管7的下部。底座2置于装置外壳3的底部，底座2上开有热水出口或冷空气进口1。

本实用新型的气水热交换装置中，装置壳体3的内壁上装有若干对水管支架8和水管支架12，多根水管7平行排列，并通过水管支架8和水管支架12国定在外壳上，水管的进水口11露在外壳之外，每根水管的下侧都装有若干水喷嘴6，水喷嘴下方留有换热空间5，换热空间5的下方的大部分空间安装有填料4，装置壳体3底部为底座2，底座2上开有热水出口或冷空气进口1。

本热交换装置的原理是：气水直接换热需要足够大的换热面积，本装置通过阵列式水喷嘴使水形成多层水膜与气体在热交换空间进行热交换，而后水又在填充物的表面形成水膜，由于填充物具有很大的表面积，在有限的空间中形成了很大的热交换的面积。提高了热交换效率。

本实用新型的气水热交换装置，矿井的回风经下部底座2上的热水出口或冷空气进口1进入本热交换装置，冷水由本热交换装置上部的进水口11进入本热交换装置，经过水管7后，从排列合理的阵列式的水喷嘴6中喷出，在换热空间5形成水膜和细小水滴，与矿井的回风直接进行热交换，随后由于重力的作用水进入装有填料4的空间，水在填料4的表面形成大面积的水膜后，继续与上行的空气进行热交换。上行的空气完成热交换后经过上部的出气隔栅孔9排出，由于上部出气隔栅10的作用，夹杂在空气中的水滴被阻拦。下行的水经过底座2上的热水出口或冷空气进口1流出本热交换装置，经过收集后给水源热泵使用，以进一步提高温度，使矿井回风中的余热得到充分利用。