与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统

1.本实用新型属于空调设备技术领域，具体涉及一种与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统。


背景技术：

2.为给矿井井下人员提供足够的新鲜空气，满足人员呼吸需要；冲淡、排除井下有毒气体和粉尘，保证工作人员不中毒、保持空气的清洁度以防止瓦斯和煤尘爆炸事故；稀释、排除井下的热量和水蒸气，创造合适的气候条件，改善职工的劳动环境，矿井通风系统是必不可少的。随着技术的发展，进一步满足矿井通风需求的同时，为井下工作人员提供更为适宜的工作环境是十分必要的。因此通过提出本矿井通风空气调节系统取代现存的矿井通风系统，从保证工作人员的生命安全，到提升工作人员的工作环境质量。
3.蒸发冷却技术是一项利用水蒸发吸热制冷的绿色节能技术，以水作为制冷剂，不需要压缩机，通过空气和水直接或间接的接触进行空气与水的热湿交换，制取冷风或冷水。更加迎合国家绿色环保可持续的发展政策。近些年来随着蒸发冷却技术不断地创新与发展，蒸发冷却技术在我国西北地区发挥着举足轻重的作用，运用蒸发冷却技术符合国家节能减排战略大方针。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统，解决了现有矿井通风系统冬季需燃煤锅炉加热导致矿井送风能耗大及人员舒适度不高的问题。
5.本实用新型所采用的技术方案是，与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统，包括壳体，壳体相对的两侧壁分别开有进风口a和送风口，壳体上与送风口同侧还开有进风口b，进风口a和送风口之间形成一次风通道，进风口b和送风口之间形成二次风通道，一次风通道和二次风通道相交处设有风阀，一次风通道内且位于进风口a和风阀之间设有间接蒸发冷却系统；
6.与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统还包括分离式热管系统和转轮除湿装置，分离式热管系统包括位于风阀两侧的热管蒸发端a和热管冷凝端，热管蒸发端a位于一次风通道内，热管冷凝端位于二次风通道内，转轮除湿装置包括通过隔板隔开的除湿区和再生区，除湿区位于间接蒸发冷却系统和热管蒸发端a之间，再生区位于二次风通道内。
7.本实用新型的特点还在于，
8.间接蒸发冷却系统包括立管式换热器，立管式换热器底部设有水箱，水箱内设有水泵，立管式换热器顶部设有布水装置，水泵和布水装置通过供水管连通，供水管上设有调节阀。
9.水箱内设有浮球阀。
10.布水装置顶部设有挡水板。
11.挡水板顶部设有排风机a，壳体位于排风机a顶部的一侧开有通孔。
12.进风口a和间接蒸发冷却系统之间设有引风机，引风机和间接蒸发冷却系统之间设有粗效过滤器a。
13.热管蒸发端a和送风口之间设有送风机。
14.进风口b处设有粗效过滤器b。
15.送风口连通有矿井通风管道，分离式热管系统还包括热管蒸发端b，矿井通风管道靠近出口处沿着通风流向依次设有热管蒸发端b、粗效过滤器c和排风机b。
16.引风机a、水泵、转轮除湿装置、送风机、引风机b、排风机a和排风机b均电连接有控制柜。
17.本实用新型的有益效果是：
18.1.本实用新型的蒸发冷却通风空气调节系统，运行模式多样化，包含夏季间接蒸发冷却模式及冬季热管加热模式，提高矿井内空气质量，运行成本低，节能可靠，安全稳定。
19.2.本实用新型的蒸发冷却通风空气调节系统采用立管式换热器，空气和喷淋水在立管式换热器的湿通道内发生直接蒸发冷却，空气流过立管式换热器外侧的干通道和管壁接触被等湿冷却，立管式换热器管外较宽的空气流道，不易堵塞并易于清扫；循环水自上而下的冲刷，有效缓解了立管式换热器内的堵塞问题；立管式换热器的管束采用立式，可减小立管式换热器在水平方向的占地面积。
20.3.本实用新型的蒸发冷却通风空气调节系统中利用转轮除湿装置除湿区引起的温升所产生的余热对转轮除湿装置再生区流道进行再生。
21.4.本实用新型蒸发冷却通风空气调节系统通过设置风阀满足了两种气流组织的要求。
附图说明
22.图1是本实用新型与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统的结构示意图；
23.图2是本实用新型与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统中热管蒸发端和热管冷凝端的结构示意图；
24.图3是本实用新型与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统中转轮除湿装置的结构示意图；
25.图4是本实用新型与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统中间接蒸发冷却系统的结构示意图。
26.图中，1.进风口a，2.引风机a，3.粗效过滤器a，4.水箱，5.立管式换热器，6.水泵，7.浮球阀，8.供水管，9.转轮除湿装置，10.送风机，11.送风口，12.热管蒸发端a，13.风阀，14.进风口b，15.粗效过滤器b，16.引风机b，17.热管冷凝端，18.布水装置，19.挡水板，20.排风机a，21.热管蒸发端b，22.粗效过滤器c，23.排风机b，24.矿井通风管道。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
28.如图1所示，本实用新型与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统，包括壳体，壳体相对的两侧壁分别开有进风口a1和送风口11，送风口11连通有矿井通风管道24，壳体上与送风口11同侧还开有进风口b14，进风口a1和送风口11之间形成一次风通道，进风口b14和送风口11之间形成二次风通道，一次风通道和二次风通道相交处设有风阀13，用于控制一次风通道与二次风通道的工作，一次风通道内且位于进风口a1和风阀13之间设有间接蒸发冷却系统，用于处理来自进风口a1的风；如图4所示，间接蒸发冷却系统包括立管式换热器5，立管式换热器5底部设有水箱4，水箱4内设有水泵6，用于循环作用，立管式换热器5顶部设有布水装置18，水泵6和布水装置18通过供水管8连通，供水管8上设有调节阀，可以调节喷水流量，水箱内设有浮球阀7，保养简单，灵活耐用，液位控制准确度高，水位不受水压干扰且开闭紧密不漏水，用来自动控制水箱4的液面，布水装置18顶部设有挡水板19，用于放置水花溅射，挡水板19顶部设有排风机a20，壳体位于排风机a20顶部的一侧开有通孔，将二次空气出风排出，进风口a1和间接蒸发冷却系统之间设有引风机2，引风机2和间接蒸发冷却系统之间设有粗效过滤器a3过滤风中的杂质。
29.与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统根据不同工况下系统零部件调节可分为两种气流流动方式。进风口a1和送风口11之间形成气流流动形式a，进风口b14和送风口11之间形成气流流动形式b，两种气流流动方式由引风机a2与引风机b16的启停以及风阀13的开启与否决定。
30.与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统还包括分离式热管系统和转轮除湿装置9，如图2所示，分离式热管系统包括位于风阀13两侧的热管蒸发端a12和热管冷凝端17，热管蒸发端a12位于一次风通道内，热管冷凝端17位于二次风通道内，如图3所示，转轮除湿装置9包括通过隔板隔开的除湿区和再生区，除湿区对机组送风进行除湿以满足送风湿度要求。当处理空气通过转轮的处理区域时，其中的水分被转轮中的吸湿介质所吸附，水分子同时发生相变，并释放出潜热，热管蒸发端a12吸收的热量自此而来，转轮也因吸收了一定的水分而逐渐趋向饱和；此时，处理空气因自身的水分减少和潜热释放而变成干热的空气。同时，在再生区域，另一路空气先经过热管冷凝端17后，变成高温空气并穿过吸湿后的饱和转轮，使转轮中已吸附的水分蒸发，从而恢复了转轮的吸湿能力；之后，再通过再生风机将湿空气排到室外，除湿区位于间接蒸发冷却系统和热管蒸发端a12之间，再生区位于二次风通道内，分离式热管系统还包括热管蒸发端b21，根据不同的运行模式切换热管蒸发端a12、热管冷凝端17组成的热管系统与热管蒸发端b21、热管冷凝端17组成的热管系统。
31.矿井通风管道24靠近出口处沿着通风流向依次设有热管蒸发端b21、粗效过滤器c22和排风机b23。
32.热管蒸发端a12和送风口11之间设有送风机10，进风口b14处设有粗效过滤器b15，过滤风中的杂质，粗效过滤器b15和热管冷凝端17之间设有引风机b16，引风机b16与控制柜电连接。
33.引风机a2、水泵6、转轮除湿装置9、送风机10、风阀13、引风机b16、排风机a20和排风机b23均电连接有控制柜，根据室外温湿度的变化，该空调系统需运行与之相对应的模式，其中引风机a2、水泵6、转轮除湿装置9、送风机10、风阀13、引风机b16、排风机a20和排风机b23均电连接有控制柜，并通过控制箱的调控进行实现的启停。
34.本实用新型与热管结合的矿井通风用蒸发冷却通风空气调节系统的工作原理：
35.高温工况，即气流流动形式a：当室外温湿度较高时，关闭风阀13，室外新风经过进风口a1进入立管式间接蒸发冷却器被等湿冷却，随后经过转轮除湿装置9的除湿段使得空气能够达到送入矿井的湿度要求，最后被处理空气经过热管蒸发端a12，热管蒸发端a12与热管冷凝端17循环，进行进一步降温以抵消经过除湿段时所带来的热量，最终达到温湿度要求的空气通过送风口11送入矿井内以满足通风与人体舒适性要求。
36.普通工况，即气流流动形式b：当室外温湿度适宜时，关闭立管式间接蒸发冷却器及转轮除湿装置，开启风阀13，新风通过进风口b14进入机组内部，通过粗效过滤器b15进行过滤，后经过热管冷凝端17，热管蒸发端a12与热管冷凝端17循环，使得空气温度降低以此抵消在空气在传输过程中产生的温升，此时再通过送风机10将空气送至矿井内。
37.严寒工况，即气流流动形式b：当室外温度较低时，关闭立管式间间接蒸发冷却器及转轮除湿装置，开启风阀13，新风通过粗效过滤器b15后进入机组内部经过热管冷凝端17，热管蒸发端b21与热管冷凝端17循环，进行升温以达到冬季送入矿井空气的温湿度要求，随后经风阀13流出通过送风口11送至矿井内部。