專利名稱：礦井散熱回收降溫系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及降溫系統(tǒng)，尤其涉及一種應(yīng)用于煤炭、礦山開采等高溫工作場所的制 冷降溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦是我國的主要能源之一，隨著社會的發(fā)展和煤炭資源開發(fā)的日益加強(qiáng)，礦井 的開采深度不斷增大。目前，世界各主要采煤國家相繼進(jìn)入深部開采，開采深度的逐步增 加，地溫也隨之升高。德國和俄羅斯的一些礦山開采深度己達(dá)1400 1500m;南非卡里頓維 爾金礦開采深度達(dá)3800m，豎井井底己達(dá)地表以下4146m ；加拿大超千米的礦井有30座，美 國有11座。我國煤礦1980年平均開采深度為^8m，到1995年已達(dá)428m，并且目前的開采 深度平均每年以壙12m的速度增加，采深超過IOOOm的礦井己有數(shù)十對。據(jù)世界各地的測量資料，全球平均地溫梯度約為3°C /100m，據(jù)全國礦井高溫?zé)岷?普查資料統(tǒng)計，我國目前已有65對礦井出現(xiàn)了不同程度的熱害，其中38對礦井的采掘工作 面氣溫超過30°C。據(jù)我國煤田地溫觀測資料統(tǒng)計，百米地溫梯度為2、°C /100m，例如平頂 山八礦平均地溫梯度為3. 40C /100m，-430m水平的原始巖溫為33. 2 33. 6°C，采掘工作面的 氣溫在^T32°C，最高己達(dá)34°C。世界各國對井下溫度做出規(guī)定，我國2005年1月1日起 實施的新《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過^TC,機(jī)電設(shè)備硐 室的空氣溫度不得超過30°C。深井開采條件下，地溫不斷升高，熱害以及有毒有害氣體、粉 塵的危害也日益增大。這些危害嚴(yán)重影響作業(yè)工人的效率以及他們的身心健康，甚至很可 能導(dǎo)致一些礦井惡性事故的發(fā)生，給礦井的安全生產(chǎn)及其日常管理帶來了極大的威脅。治理礦井熱害的措施主要有兩種一種是非機(jī)械制冷降溫措施，另一種是采用機(jī) 械制冷降溫措施。兩種方式都是在礦井通風(fēng)的基礎(chǔ)上，使礦井井下作業(yè)地點氣象條件達(dá)到 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)而采取的降溫措施。前者又稱開采技術(shù)措施，主要包括增大通風(fēng)量、選擇合理的開 拓和通風(fēng)系統(tǒng)、改革通風(fēng)方式、采煤工藝、煤層注水等，但主要是指通風(fēng)措施；后者是在前者 無法達(dá)到要求或不經(jīng)濟(jì)合理時采取的措施。理論研究和生產(chǎn)實踐充分表明增大采掘工作面風(fēng)量來降低氣溫，改善礦井氣候 條件是一種比較經(jīng)濟(jì)有效的手段，應(yīng)優(yōu)先考慮。但是風(fēng)量增加的程度卻受到許多技術(shù)經(jīng)濟(jì) 條件的約束，井巷通風(fēng)斷面，受最高允許風(fēng)速的限制，若要保持井巷風(fēng)速一定，則須擴(kuò)大井 巷斷面或井巷數(shù)量，掘進(jìn)維護(hù)費用隨之大幅增高，繼續(xù)增大采掘工作面通風(fēng)量的潛力有限， 并且井下的熱量全部浪費掉，不能得到利用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決礦井井下降溫困難和熱量浪費的問題，本發(fā)明提供了一種礦井散熱回收 降溫系統(tǒng)。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是礦井散熱回收降溫系統(tǒng)，包括閉式 冷卻塔、熱能回收裝置、熱能回收裝置循環(huán)水泵、壓力交換器、壓力交換器循環(huán)水泵、制冷降溫裝置、風(fēng)機(jī)和井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵，閉式冷卻塔的補(bǔ)充水進(jìn)水端通過管路與水源連接， 閉式冷卻塔的冷卻進(jìn)水端通過管路和閥門與熱能回收裝置循環(huán)水泵和壓力交換器循環(huán)水 泵的回水管路連接，閉式冷卻塔的冷卻出水端通過管路和閥門與熱能回收裝置循環(huán)水泵和 壓力交換器循環(huán)水泵的供水管路連接，熱能回收裝置循環(huán)水泵與熱能回收裝置連接，壓力 交換器一端通過管路和閥門與熱能回收裝置連接，另一端通過管路和閥門與制冷降溫裝置 連接，壓力交換器循環(huán)水泵安裝于壓力交換器和熱能回收裝置之間，井下降溫機(jī)組循環(huán)水 泵安裝于制冷降溫裝置和壓力交換器之間，制冷降溫裝置進(jìn)風(fēng)端安裝風(fēng)機(jī)。還包括熱水水箱，熱水水箱與熱能回收裝置循環(huán)水泵連接。還包括凈水水箱，凈水水箱安裝于水源和熱能回收裝置循環(huán)水泵之間。還包括水處理裝置，水處理裝置安裝于水源與凈水水箱之間。本發(fā)明的礦井散熱回收降溫系統(tǒng)，全部采用模塊化式設(shè)計，集合了集中式制冷和 分散式制冷的優(yōu)點，可以達(dá)到良好的井下降溫效果。同時采用熱能回收技術(shù)，將制冷機(jī)產(chǎn)生 的熱量全部回收利用，回收的熱量可以為地面提供洗澡用熱水及冬季辦公區(qū)采暖，可以完 全省去鍋爐，該系統(tǒng)自帶的水處理系統(tǒng)可以利用污水處理廠排放的廢水制取純凈水或軟化 水，制取的水可被系統(tǒng)循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求。


圖1是本發(fā)明礦井散熱回收降溫系統(tǒng)原理圖。
具體實施例方式本發(fā)明礦井散熱回收降溫系統(tǒng)原理如圖1所示，系統(tǒng)分為兩大部分井上部分和 井下部分，其中井上部分包括閉式冷卻塔4、熱能回收裝置5、水處理裝置1、熱能回收裝置 循環(huán)水泵8、壓力交換器循環(huán)水泵6、凈水水箱2、熱水水箱3、管路和自控閥門等，井下部分 由壓力交換器9、制冷降溫裝置7、風(fēng)機(jī)11、井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵10、管路和自控閥門等。 水源12通過管路與水處理裝置1的進(jìn)水端連接，水處理裝置1的出水端通過閥門和管路與 閉式冷卻塔4和凈水水箱2連接，凈水水箱2出水端與閉式冷卻塔4和熱能回收裝置循環(huán) 水泵8連接。熱能回收裝置循環(huán)水泵8與熱能回收裝置5連接，閉式冷卻塔4的補(bǔ)充水進(jìn) 水端通過管路與水源12連接，閉式冷卻塔4的冷卻進(jìn)水端通過管路和閥門與熱能回收裝置 循環(huán)水泵8和壓力交換器循環(huán)水泵6的回水管路連接，閉式冷卻塔4的冷卻出水端通過管 路和閥門與熱能回收裝置循環(huán)水泵8和壓力交換器循環(huán)水泵6的供水管路連接，壓力交換 器9 一端通過管路和閥門與熱能回收裝置5連接，另一端通過管路和閥門與制冷降溫裝置 7連接，壓力交換器循環(huán)水泵6安裝于壓力交換器9和熱能回收裝置5之間，井下降溫機(jī)組 循環(huán)水泵10安裝于制冷降溫裝置7和壓力交換器9之間，制冷降溫裝置7進(jìn)風(fēng)端安裝風(fēng)機(jī) 11。熱水水箱3與熱能回收裝置循環(huán)水泵8連接。礦井散熱回收降溫系統(tǒng)工作原理如下制冷降溫裝置7可以移動，當(dāng)井下制冷降 溫裝置7工作時，通過井下電氣控制系統(tǒng)的通訊功能傳遞信號給井上的電氣控制系統(tǒng)，井 上電氣控制系統(tǒng)控制閉式冷卻塔4、熱能回收裝置5、熱能回收裝置循環(huán)水泵8、壓力交換器 循環(huán)水泵6運(yùn)行，待上述設(shè)備全部安全運(yùn)行信號反饋到井下電氣控制系統(tǒng)后，井下電氣控 制系統(tǒng)將控制指令發(fā)給井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵10和風(fēng)機(jī)11，待井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵10
4和風(fēng)機(jī)11啟動后，制冷降溫裝置7正式啟動運(yùn)行。此時，制冷降溫裝置7內(nèi)壓縮機(jī)開始制 冷，低壓液態(tài)冷媒進(jìn)入制冷降溫裝置7內(nèi)的蒸發(fā)器汽化，汽化過程為吸熱過程，可以快速帶 走局部大量的熱能，此時高溫風(fēng)流經(jīng)風(fēng)機(jī)11進(jìn)入蒸發(fā)器，最終在蒸發(fā)器出口側(cè)即實現(xiàn)了制 冷降溫的效果。完全汽化的汽態(tài)冷媒管路回到制冷降溫裝置7的主壓縮機(jī)，再次被壓縮為 高壓氣體，進(jìn)入制冷降溫裝置7的冷凝器進(jìn)行液化，液化的過程為放熱過程，所釋放出來的 熱能被井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵10的水流帶至壓力交換器9循環(huán)，井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵10 的水與壓力交換器9中的低溫水進(jìn)行換熱，將熱量傳遞給壓力交換器9的低溫水使其溫度 升高，壓力交換器9的低溫水由井上壓力交換器循環(huán)水泵6帶至熱能回收裝置5的蒸發(fā)器 中冷卻循環(huán)，熱量被熱能回收裝置5吸收，吸收后的熱量被熱能回收裝置循環(huán)水泵8送到熱 水水箱3中制取熱水，也可以直接用于供暖和生活用水，熱水水箱3中可以提供4(T55°C生 活熱水及供暖，熱水水箱3中的水制取滿足需要后，熱水水箱3進(jìn)水閥門關(guān)閉，閉式冷卻塔4 進(jìn)出水閥門打開，閉式冷卻塔4工作，將不需要的熱量排到大氣中，生活用水及閉式冷卻塔 4的補(bǔ)充水全部由水源12中的水進(jìn)行補(bǔ)充，如果水源12中的水為凈水，則不需水處理裝置 1的凈化，如果水源12的水為廢水或者污水，則通過水處理裝置1進(jìn)行處理，整套系統(tǒng)的工 作核心是通過制冷降溫裝置7對冷媒的汽化和液化兩個過程實現(xiàn)井下空氣的降溫，熱能的 傳遞和轉(zhuǎn)移通過循環(huán)水流將井下的熱能持續(xù)轉(zhuǎn)移到壓力交換器9側(cè)，最終經(jīng)由熱能回收裝 置5將熱能轉(zhuǎn)化及提升，應(yīng)用于生活熱水，這樣就可以省去鍋爐制取熱水，節(jié)約燃煤的同時 減少了二氧化碳的排放，多余的熱量經(jīng)閉式冷卻塔4排放。需要的熱量越多，閉式冷卻塔4 排放的余熱就越少，整個系統(tǒng)就越體現(xiàn)出節(jié)能效果，能源利用率就越高。
權(quán)利要求
1.礦井散熱回收降溫系統(tǒng)，其特征在于包括閉式冷卻塔(4)、熱能回收裝置(5)、熱能 回收裝置循環(huán)水泵(8)、壓力交換器(9)、壓力交換器循環(huán)水泵(6)、制冷降溫裝置(7)、風(fēng)機(jī) (11)和井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵(10)，閉式冷卻塔(4)的補(bǔ)充水進(jìn)水端通過管路與水源(12) 連接，閉式冷卻塔(4)的冷卻進(jìn)水端通過管路和閥門與熱能回收裝置循環(huán)水泵(8)和壓力 交換器循環(huán)水泵(6)的回水管路連接，閉式冷卻塔(4)的冷卻出水端通過管路和閥門與熱 能回收裝置循環(huán)水泵(8)和壓力交換器循環(huán)水泵(6)的供水管路連接，熱能回收裝置循環(huán) 水泵(8)與熱能回收裝置(5)連接，壓力交換器(9) 一端通過管路和閥門與熱能回收裝置 (5)連接，另一端通過管路和閥門與制冷降溫裝置(7)連接，壓力交換器循環(huán)水泵(6)安裝 于壓力交換器(9)和熱能回收裝置(5)之間，井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵(10)安裝于制冷降溫 裝置(7 )和壓力交換器(9 )之間，制冷降溫裝置(7 )進(jìn)風(fēng)端安裝風(fēng)機(jī)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井散熱回收降溫系統(tǒng)，其特征在于還包括熱水水箱(3)， 熱水水箱(3 )與熱能回收裝置循環(huán)水泵(8 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦井散熱回收降溫系統(tǒng)，其特征在于還包括凈水水箱(2)， 凈水水箱(2 )安裝于水源(12 )和熱能回收裝置循環(huán)水泵(8 )之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的礦井散熱回收降溫系統(tǒng)，其特征在于還包括水處理裝置 (1)，水處理裝置(1)安裝于水源(12)與凈水水箱(2 )之間。
全文摘要
礦井散熱回收降溫系統(tǒng)，包括閉式冷卻塔、熱能回收裝置、熱能回收裝置循環(huán)水泵、壓力交換器、壓力交換器循環(huán)水泵、制冷降溫裝置、風(fēng)機(jī)和井下降溫機(jī)組循環(huán)水泵，全部采用模塊化式設(shè)計，集合了集中式制冷和分散式制冷的優(yōu)點，可以達(dá)到良好的井下降溫效果。同時采用熱能回收技術(shù)，將制冷機(jī)產(chǎn)生的熱量全部回收利用，回收的熱量可以為地面提供洗澡用熱水及冬季辦公區(qū)采暖，可以完全省去鍋爐，該系統(tǒng)自帶的水處理系統(tǒng)可以利用污水處理廠排放的廢水制取純凈水或軟化水，制取的水可被系統(tǒng)循環(huán)利用，達(dá)到節(jié)能環(huán)保要求。
文檔編號E21F3/00GK102121392SQ201110000630
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者袁君 申請人:大連億斯德制冷設(shè)備有限公司