[实用新型]一种矿井回风余热直接回收利用的系统

说明书

本实用新型涉及一种矿井回风余热直接回收利用的系统，包括回风井筒、进风井筒、导流机构、换热机构和储能机构，所述的回风井筒与进风井筒之间依次设置有导流机构、换热机构和储能机构。不增加矿井主扇的通风阻力，能耗低，热效率高，造价低，可节约大量能源，并且运行费用低，对环境友好，可有效减少对环境的污染，推广使用的经济效益和社会效益都极其突出。

技术领域

本实用新型涉及空气与空气热回收换热技术，尤其是一种矿井回风余热直接回收利用的系统。

背景技术

煤矿是个巨大的蓄热体，蕴藏丰富的地热资源。进入煤矿的空气不断与煤矿的巷道、机电设备、淋水等进行热交换，最终，空气温度与煤矿的地温达到平衡。煤矿的地温基本恒定，致使煤矿回风的温度全年基本恒定，受外界气温的影响很小。另一面井下机电设备散热(一般机电设备功率的20％)、煤尘氧化散热、地下水散热、人员散热等均进入矿井回风中。故而，煤矿回风是一种稳定的较优质的余热资源。冬季矿井回风温度为18℃左右。

目前常规的利用技术为结合热泵技术提取矿井回风的热量，从热泵机组的蒸发器出水约4℃左右进入回风换热扩散塔的入回风热交换器中，在回风热交换器中形成雾状的水滴与18℃左右的矿井回风进行热交换，水温升高至12～15℃，换热后的水一部分自由落体进入下部汇水槽，另一部分经挡水板后形成水流自由落体流入汇水槽，汇水槽中的水通过水沟进入换热循环水池，由换热循环水池中的循环水泵送入蒸发器，完成一个完整的回风换热侧的循环。热泵机组通过压缩机驱动将蒸发侧的能量提取后供暖，冷凝侧的供水温度为45～60℃。该技术路线系统复杂投资高，系统需要消耗相当于供热能力1/4～1/3的电能，运行费用高，且在寒冷或严寒地区，由于系统需要水循环携带热能，经常会由于系统水流暂停或水流不畅导致系统管道、设备结冰冻裂管道设备导致井筒防冻效果不能保证。

国家知识产权局公开的矿井乏风余热混合式取热热泵系统(CN201310703758.7)，采用蒸发器直接膨胀式热泵提取回风的热能，冷凝侧采用水循环供暖，同样具有系统复杂、冷凝侧冻管、运行费用高、蒸发侧积灰严重且风阻大等问题。

国家知识产权局公开的一种基于热管换热的乏风源热泵井筒防冻系统(CN201710319043.X)，采用热管换热结合采用蒸发器直接膨胀式热泵提取回风的热能，实际项目中发现因回风换热侧大量采用翅片管导致积灰严重，通风阻力大，热泵补充换热蒸发温度低结霜严重，由于热管换热在吸热侧和放热侧均需要一定的传热温差，传热效率较低。

煤矿企业的供热具有自身的特点，矿井井筒防冻负荷一般占总矿井热负荷40％-60％，井筒防冻最大负荷的持续时间短，一般在极端天气凌晨3点至早晨8点出现井筒防冻最大负荷。目前的设计方案一般为加大系统供热能力的配置，以满足极端天气井筒防冻负荷的需求。

有鉴于此，本实用新型人针对现有现有利用矿井回风供暖的项目设计及实际运行中存在的问题进行了深入研究及试验，本方案由此产生。

发明内容

为了克服现有的回风余热利用系统的投资大、运行费用高、换热效率低、换热器表面积灰严重且难以清理、井筒防冻效果稳定性差等问题，本实用新型提供一种矿井回风余热直接回收利用的系统。实现高效稳定且低运行成本的直接利用矿井回风余热用于井筒防冻，同时在极端天气下结合蓄热储能措施，进一步保证极端天气下的井口防冻效果。本实用新型提供一种矿井回风余热直接回收利用的系统，本实用新型的技术方案是：

一种矿井回风余热直接回收利用的系统，包括回风井筒、进风井筒、导流机构、换热机构和储能机构，所述的回风井筒与进风井筒之间依次设置有导流机构、换热机构和储能机构。

所述的导流机构包括地面回风风道、回风扩散器和回风引入风道，所述地面回风风道的一端与回风井筒连通，另一端与回风扩散器的进风口连通，该回风扩散器的第一出风口与回风引入风道的进风口连通，所述回风引入风道的出风口接入换热机构，该回风扩散器的第二出风口与外界相通；在所述的地面回风风道内安装有主扇风机，回风引入风道内安装有回风引入风阀。