一种电机热能回收系统的制作方法

本实用新型涉及节能技术领域，具体地说，涉及一种电机热能回收系统。

背景技术：

众所周知，矿井提升系统是整个矿山生产工艺流程中的一个重要环节，主要承担矿山生产中的矿石、岩石、人员、物料、设备及材料等的提升任务。目前，矿山多采用多绳摩擦式提升系统，主要有井塔式和落地式两种布置方式，其中：井塔式是将提升机和电机安装在几十米高的钢筋混凝土结构的井塔楼上；落地式是将提升机和电机安装在地面的机房内，天轮安装在钢结构井架上。

随着矿井生产能力的提高，提升设备也向大型化发展，提升机电机的功率大，运行过程中将产生大量的热量，电机表面温度能够达到150℃甚至以上。为保证矿井提升系统的稳定运行，需要采取强制通风的方式对提升机电机进行冷却，从而使电机内的温度不超过80℃，以保证电机和提升系统的正常运行。电机产生的热量大部分(90％～92.5％)由强制通风系统带走，小部分(7.5％～10％)由对流和辐射作用经电机外壳直接散至提升机房室内。目前，随矿井提升机电机的冷却风一起带走的大量的热量均被排放至室外的空气之中，白白地浪费掉了，同时也造成了大气的废热污染。

同时，根据电机标准，冷却空气的温度一般为5～40℃。在炎热的夏季，尤其是南方地区，室外空气温度经常会超过电机的最高允许温度，当室外空气进入矿井提升机电机的内腔时，无法及时带走电机运行产生的热量，势必造成电机过热，影响提升安全，严重的还会导致电机烧毁；在寒冷的冬季，尤其是严寒地区，室外空气温度远低于电机的最低允许温度，当室外冷空气进入矿井提升机电机内腔时，冷热空气温差过大，当电机表面温度低于空气露点温度时，电机绕组端部潮湿、结露，使电机的绝缘性能下降，容易引发电气故障，影响提升安全。

技术实现要素：

为解决以上问题，本实用新型提供一种电机热能回收系统，包括电机(1)、通风机组(2)、风-水换热器(3)、冷水输入管道(41)、热水输出管道(45)和冷却风循环回用管道(5)，所述通风机组(2)的调压补风口与室外空气连通，所述电机(1)的冷却风进口通过冷却风进风管道(10)与通风机组(2)的出风口相连，电机的冷却风出口与冷却风出风管道(11)连接，其中，所述冷却风出风管道(11)与风-水换热器(3)的进风口相连，所述风-水换热器(3)的出风口通过冷却风循环回用管道(5)与通风机组(2)的循环风口连通，风-水换热器的进水口与冷水输入管道(41)连接，风-水换热器的出水口与热水输出管道(45)连接。

优选地，在冷水输入管道、热水输出管道与风-水换热器之间还设置有热泵机组，风-水换热器的进水口通过冷水连接管道(32)与热泵机组(4)的热源侧出水口相连，风-水换热器的出水口通过给水泵(33)和热水连接管道(34)与热泵机组(4)的热源侧进水口相连；所述热泵机组(4)的用户侧出水口与热水输出管道(45)连接，热泵机组的用户侧进水口与冷水输入管道(41)连接。

优选地，还包括控制单元，所述控制单元分别与冷却风进风管道(10)、冷却风出风管道(11)、冷水连接管道(32)、热水连接管道(34)、冷水输入管道(41)、热水输出管道(45)中的一个或多个管道连接，用于监测各管路中的风、水的压力、流量、温度数据。

优选地，所述的冷水连接管道(32)、热水连接管道(34)、冷水输入管道(41)、热水输出管道(45)中的一个或多个管道上设有流量计，并分别与控制单元相接，用于监测其中水的流量。

优选地，所述的冷水连接管道(32)、热水连接管道(34)、冷水输入管道(41)、热水输出管道(45)中的一个或多个管道上设有压力传感器，并分别与控制单元相接，用于监测其中水的压力。

优选地，所述的冷水连接管道(32)、热水连接管道(34)、冷水输入管道(41)、热水输出管道(45)中的一个或多个管道上设有温度传感器，并分别与控制单元相接，用于监测各管道中水的温度。

优选地，所述的冷却风出风管道(11)、冷却风进风管道(10)中至少一个上设有风速变送器、风量变送器、风压变送器和温度传感器，并与控制单元相接，用于监测管道中的风速、风量、风压和温度。

优选地，在冷却风循环回用管道上设置有控制管道开闭的进风控制阀门。

优选地，通风机组的调压补风口依次通过调压补风控制阀门(22)和新风管道(21)与室外空气连通。

优选地，所述通风机组的调压补风口具有过滤器。

本实用新型的电机热能回收系统可以将电机冷却风的进风温度控制在允许的范围之内，并保持恒定，既可防止夏季气温过高导致电机过热、烧毁，又可防止冬季气温过低引起电机结露；可以大幅回收矿井提升机电机在运行过程中释放的热能，效率高，节能效果显著；可以生产热水，供给热用户使用；系统简单，自动化程度高，操作方便；与传统的燃煤锅炉相比，没有燃烧，避免排烟污染，无废弃物；与电热水器相比，耗电量大幅降低；同时，避免了矿井提升机电机在运行过程中向大气中释放大量的热量，减轻了废热污染，减排效果明显。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本实用新型实施例的涉及的电机热能回收系统的工艺流程图。

1、电机，10、冷却风进风管道，11、冷却风出风管道，2、通风机组，21、新风管道，22、调压补风控制阀门，23、进风控制阀门，3、风-水换热器，32、冷水连接管道，33、给水泵，34、热水连接管道，4、热泵机组，41、冷水输入管道，45、热水输出管道，5、冷却风循环回用管道，9、矿井提升机。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实用新型所述的电机热能回收系统的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

如下实施例以矿井提升机的电机热能回收系统为例，而不限于此，本实用新型的电机热能回收系统普遍适用于各种运行中温度高的电机。

如图1所示，该电机热能回收系统主要由电机1、通风机组2、风-水换热器3、热水输出管道45和冷水输入管道41。

矿井提升机9的电机1在运行中产生大量热量，电机1采用强制通风冷却方式，通风机组2的调压补风口与室外空气连通，通风机组2用于对电机1吹冷却风，将电机1运行产生的热量带走。所述电机1的冷却风进口通过冷却风进风管道10与通风机组2的出风口连通，电机1的冷却风出口与冷却风出风管道11连通，低温冷却风通过冷却电机1转变为高温冷却风(即热风)。所述冷却风出风管道11与风-水换热器3的进风口连通，所述风-水换热器3的出风口通过冷却风循环回用管道5与通风机组2的循环风口连通。风-水换热器的进水口与冷水输入管道41连通，所述风-水换热器3的出水口与热水输出管道45连通，向外部供应热水。

本实施例可以将电机冷却风的进风温度控制在允许的范围之内，并保持恒定；既可防止夏季气温过高导致电机过热、烧毁，又可防止冬季气温过低引起电机结露。大幅回收矿井提升机电机在运行过程中释放的热能，生产热水，供给热用户使用。与传统的燃煤锅炉相比，没有燃烧，避免排烟污染，无废弃物，系统简单，效率高；与电热水器相比，耗电量大幅降低。避免了冷却风将矿井提升机电机的大量热量释放到大气中，减轻了废热污染，节能效果显著。

在一个可选实施例中，还包括热泵机组4，该热泵机组4可以是水源热泵机组。风-水换热器3的进水口通过冷水连接管道32与热泵机组4的热源侧出水口连通，风-水换热器3的出水口通过给水泵33和热水连接管道34与热泵机组4的热源侧进水口连通。高温冷却风在风-水换热器3中与水进行热交换变成低温冷却风，经过热交换的低温冷却风排出到室外。而经过热交换的水则变为高温水，高温水经给水泵33进入热泵机组4中，所述热泵机组4的用户侧出水口与热水输出管道45连接，热泵机组的用户侧进水口与冷水输入管道41连接，从而将用户侧的水加热成热水。

在一个可选实施例中，还包括控制单元，所述控制单元用于监测各管路中的风、水的压力、流量、温度数据。

在一个可选实施例中，所述的冷水连接管道32、热水连接管道34、冷水输入管道41、热水输出管道45上均设有流量计，并分别与控制单元相接，用于对各管道中的水进行流量检测。

在一个可选实施例中，所述的冷水连接管道32、热水连接管道34、冷水输入管道41、热水输出管道45上均设有压力传感器，并分别与控制单元相接，用于对各管道中的水进行压力检测。

在一个可选实施例中，所述的冷水连接管道32、热水连接管道34、冷水输入管道41、热水输出管道45上均设有温度传感器，并分别与控制单元相接，用于对各管道中的水进行温度检测。

在一个可选实施例中，所述的冷却风出风管道11上设有风速变送器、风量变送器、风压变送器和温度传感器，并与控制单元相接，用于对管道中的风进行风速、风量、风压和温度检测。

在一个可选实施例中，在冷却风循环回用管道5上设置有控制管道开闭的循环风控制阀门23。

在一个可选实施例中，通风机组2的调压补风口依次通过调压补风控制阀门22和新风管道21与室外空气连通。

在一个可选实施例中，所述通风机组的调压补风口具有过滤器。

下面再说明一下利用以上电机热能回收系统进行电机热能回收的方法。

通风机组2通过冷却风进风管道10将室外空气(温度≤40℃)送至电机1的冷却风进口，在电机1内进行热量交换，对电机1进行冷却，以防止电机1的温度过高，冷却风(温度20～80℃)带着大量的热量从电机1的冷却风出口流出，进入冷却风出风管道11，在风-水换热器3中与水进行热交换，释放热量后的冷却风(温度为5～20℃)经风-水换热器出口排出，经过冷却风循环回用管道5和进风控制阀门23进入通风机组2的循环风口，成为新的低温冷却风(温度为5～20℃)，如此循环往复。并且，通风机组的调压补风口通过调压补风控制阀门22和新风管道21与室外空气(温度≤40℃)相连，当冷却风循环回用管道中的风量不足时，可开启调压补风控制阀门22，补充风量。

在一个可选实施例中，将风-水换热器3产生的热水先输送到热泵机组内。吸收热量后的热源侧循环水，由给水泵33和热水连接管道34输送进入热泵机组4，在热泵机组4换热后，将热量传递给生活冷水，吸收热量后转化为生活热水(温度50～100℃)，供用户使用。同时，在热泵机组4内释放热量后的热源侧循环水通过冷水连接管道32返回风-水换热器3，与高温冷却风(温度20～80℃)继续进行换热，如此循环往复。

下表示出了采用本实施例的电机热能回收系统回收电机热能的实验数据。

本实用新型的电机热能回收系统具有以下突出的有益效果：

1)可以将电机冷却风的进风温度控制在允许的范围之内，并保持恒定，既可防止夏季气温过高导致电机过热、烧毁，又可防止冬季气温过低引起电机结露；

2)可以大幅回收矿井提升机电机在运行过程中释放的热能，效率高，节能效果显著；

3)可以生产热水，供给热用户使用；

4)系统简单，自动化程度高，操作方便；

5)与传统的燃煤锅炉相比，没有燃烧，避免排烟污染，无废弃物；与电热水器相比，耗电量大幅降低；同时，避免了矿井提升机电机在运行过程中向大气中释放大量的热量，减轻了废热污染，减排效果明显。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。