一种矿井乏风废热无霜深度利用装置的制作方法

本实用新型涉及矿井余热回收利用技术领域，具体为一种矿井乏风废热无霜深度利用装置。

背景技术：

为促进煤矿余热利用，煤炭协会在《关于推进煤炭行业发展循环经济促进节能减排工作的指导意见》中确定“研究开发煤矿热能利用技术与装备，努力实现产煤不烧煤”是煤炭节能中的一项重要的工作任务。

为保证安全和维持生产，矿井必须进行通风。矿井通风是矿井生产环节中最基本的一环，它在矿井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。

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进行热交换，最终，空气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少。故而，煤矿乏风是一类稳定的较优质的余热资源。若该余热资源加以利用，必将推进煤矿的节能减排工作，具有良好的经济和社会效益。

由于乏风湿度较大，现有乏风热能利用技术将乏风温度降至0℃以下时，乏风换热器表面会结霜，降低了乏风热能利用效率，增大了矿井通风阻力。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

本实用新型提供了一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，达到了使乏风温度降至0℃到-20℃时，换热器表面不结霜，提高了乏风热能利用效率，降低了矿井通风阻力，增强乏风热能深度利用安全性和可靠性的目的。

（二）技术方案

本实用新型提供如下技术方案：一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，包括风道、矿井通风机、通风扩散口、取热室、爆破窗、通风窗、换热装置、热泵、取热循环泵、供热循环泵、供热管道、取热管道、排水管道、凝结水处理装置、纯净水排水管、浓缩防冻液出液管、防冻液配比装置和防冻液供液管，所述矿井通风机位于风道的内部，所述风道远离矿井通风机的一端与通风扩散口的一端连接，且通风扩散口的另一端与取热室的底部连通，所述爆破窗位于取热室正面的左侧，所述通风窗位于取热室正面的右侧，所述换热装置的一侧与取热室右侧的中间位置连接，所述热泵位于供热管道上，所述取热循环泵位于供热管道上，且取热循环泵位于热泵底部的下方，所述供热循环泵位于供热管道上，且供热循环泵的底部位于热泵顶部的上方，所述供热管道的底部与取热管道的一端连通，所述换热装置的排液口与排水管道的一端连通，所述排水管道的另一端与凝结水处理装置的进水口连通，所述纯净水排水管的一端与凝结水处理装置的出水口连通，所述浓缩防冻液出液管的一端与凝结水处理装置的出液口连通，且浓缩防冻液出液管的另一端与防冻液配比装置的进液口连通，所述防冻液配比装置的出液口与防冻液供液管的一端连通，且防冻液供液管的另一端与换热装置连通。

所述换热装置包括取热进水管、换热管、取热出水管、防冻液布液槽、集液槽、框架和除水百叶窗，所述取热进水管的右侧与换热管的一端连通，且换热管的另一端与取热出水管的左侧连通，所述换热管位于框架的内部，所述防冻液供液管的一端与防冻液布液槽的顶部连通，所述集液槽的底部与框架内壁的底部连接，且集液槽的顶部位于换热管底部的下方，所述除水百叶窗的一侧与框架的背面连通。

优选的，所述换热装置可以为多组串联的方式设置，且换热装置至少为两组。

优选的，所述集液槽的形状为矩形，且集液槽的顶部与换热管底部之间的距离为十公分。

优选的，所述换热管的数量为多个，且换热管的形状可为直管或者螺旋S形盘管中的一种。

优选的，所述爆破窗和通风窗的数量分别为两个，且爆破窗和通风窗相对于取热室呈对称分布。

本实用新型提供了一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，具备以下有益效果：

1、本实用新型达到了使矿井内的乏风温度降至0℃到-20℃时，换热器表面不结霜，提高了乏风热能利用效率，降低了矿井通风阻力，增强乏风热能深度利用安全性和可靠性的目的，同时最大限度地利用了矿井乏风的热能，提高利用矿井乏风进行供暖及供热的可行性及稳定性。

2、本实用新型通过设置爆破窗和通风窗，冬季运行时，为避免换热装置故障造成通风阻力过大，影响矿井通风的安全，取热室上设置了爆破窗，当取热室内的压力大于100Pa时，爆破窗自动爆破打开，矿井中的乏风直接通过爆破窗排走，并且在非采暖季时，打开通风窗，矿井乏风通过通风窗排至大气，以降低非采暖季矿井通风阻力，减少矿井通风机的能耗。

附图说明

图1为本实用新型结构的正面示意图；

图2为本实用新型结构的工艺流程图；

图3为本实用新型结构换热装置的正面示意图；

图4为本实用新型结构换热装置的俯视图。

图中：1风道、2矿井通风机、3通风扩散口、4取热室、5爆破窗、6通风窗、7换热装置、8热泵、9取热循环泵、10供热循环泵、11供热管道、12取热管道、13排水管道、14凝结水处理装置、15纯净水排水管、16浓缩防冻液出液管、17防冻液配比装置、18防冻液供液管、701取热进水管、702换热管、703取热出水管、704防冻液布液槽、705集液槽、706框架、707除水百叶窗。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，本实用新型提供一种技术方案：一种矿井乏风废热无霜深度利用装置，包括风道1、矿井通风机2、通风扩散口3、取热室4、爆破窗5、通风窗6、换热装置7、热泵8、取热循环泵9、供热循环泵10、供热管道11、取热管道12、排水管道13、凝结水处理装置14、纯净水排水管15、浓缩防冻液出液管16、防冻液配比装置17和防冻液供液管18，矿井通风机2位于风道1的内部，风道1远离矿井通风机2的一端与通风扩散口3的一端固定连接，且通风扩散口3的另一端与取热室4的底部连通，爆破窗5位于取热室4正面的左侧，通风窗6位于取热室4正面的右侧，换热装置7的一侧与取热室4右侧的中间位置固定连接，热泵8位于供热管道11上，取热循环泵9位于供热管道11上，且取热循环泵9位于热泵8底部的下方，供热循环泵10位于供热管道11上，且供热循环泵10的底部位于热泵8顶部的上方，供热管道11的底部与取热管道12的一端连通，换热装置7的排液口与排水管道13的一端连通，排水管道13的另一端与凝结水处理装置14的进水口连通，纯净水排水管15的一端与凝结水处理装置14的出水口连通，浓缩防冻液出液管16的一端与凝结水处理装置14的出液口连通，且浓缩防冻液出液管16的另一端与防冻液配比装置17的进液口连通，防冻液配比装置17的出液口与防冻液供液管18的一端连通，且防冻液供液管18的另一端与换热装置7连通。

换热装置7包括取热进水管701、换热管702、取热出水管703、防冻液布液槽704、集液槽705、框架706和除水百叶窗707，取热进水管701的右侧与换热管702的一端连通，且换热管702的另一端与取热出水管703的左侧连通，换热管702位于框架706的内部，防冻液供液管18的一端与防冻液布液槽704的顶部连通，集液槽705的底部与框架706内壁的底部固定连接，且集液槽705的顶部位于换热管702底部的下方，除水百叶窗707的一侧与框架706的背面连通，换热装置7可以为多组串联的方式设置，且换热装置7至少为两组，集液槽705的形状为矩形，且集液槽705的顶部与换热管702底部之间的距离为十公分，换热管702的数量为多个，且换热管702的形状可为直管或者螺旋S形盘管中的一种，爆破窗5和通风窗6的数量分别为两个，且爆破窗5和通风窗6相对于取热室4呈对称分布。

综上所述：本实用新型达到了使矿井内的乏风温度降至0℃到-20℃时，换热器表面不结霜，提高了乏风热能利用效率，降低了矿井通风阻力，增强乏风热能深度利用安全性和可靠性的目的，同时最大限度地利用了矿井乏风的热能，提高利用矿井乏风进行供暖及供热的可行性及稳定性，本实用新型通过设置爆破窗和通风窗，冬季运行时，为避免换热装置故障造成通风阻力过大，影响矿井通风的安全，取热室上设置了爆破窗，当取热室内的压力大于100Pa时，爆破窗自动爆破打开，矿井中的乏风直接通过爆破窗排走，并且在非采暖季时，打开通风窗，矿井乏风通过通风窗排至大气，以降低非采暖季矿井通风阻力，减少矿井通风机的能耗。