阅读说明：本技术 一种矿井排风余热利用装置及其方法 (Mine exhaust waste heat utilization device and method ) 是由 孙猛 吴学慧 岳丰田 高涛 魏京胜 张勇 石荣剑 陆路 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种矿井排风余热利用装置及其方法,包括风-风换热装置、与所述风-风换热装置相连通的凝结水固化取热装置；所述风-风换热装置的内部设置有换热管；所述凝结水固化取热装置的入风口和出风口上均设置有阀门,所述凝结水固化取热装置的底部设置有排水泵。本发明将风-风换热装置与凝结水固化换热装置设置为一体的上下结构,减小了凝结水输送能耗与热损,提高了换热效率,缩减了换热系统的体积；凝结水排出方便,并对凝结水的显热与部分潜热进行再次回首利用,提高了排风余热的利用效率；整体系统简单,体积小,易于建造,维护方便操作方便,效果明显。(The invention discloses a mine exhaust waste heat utilization device and a method thereof, wherein the mine exhaust waste heat utilization device comprises a wind-wind heat exchange device and a condensed water solidification heat extraction device communicated with the wind-wind heat exchange device; a heat exchange tube is arranged in the wind-wind heat exchange device; the air inlet and the air outlet of the condensed water curing and heat-taking device are both provided with valves, and the bottom of the condensed water curing and heat-taking device is provided with a drainage pump. According to the invention, the wind-wind heat exchange device and the condensed water solidification heat exchange device are arranged into an integrated upper and lower structure, so that the energy consumption and heat loss of condensed water conveying are reduced, the heat exchange efficiency is improved, and the volume of a heat exchange system is reduced; the condensed water is convenient to discharge, and the sensible heat and part latent heat of the condensed water are recycled again, so that the utilization efficiency of the exhaust waste heat is improved; the whole system is simple, small in size, easy to build, convenient to maintain and operate and obvious in effect.)

一种矿井排风余热利用装置及其方法

技术领域

本发明涉及矿井排风技术领域，具体涉及一种矿井排风余热利用装置及其方法。

背景技术

矿井通风是为保障采矿生产安全必须采取的措施，其总新风通风量一般为 3000-20000m3/min，规范要求井口新风的通风温度不得低于2℃，这使得寒冷地区冬季井口保温需要大量的热能。通常情况下矿井排风量与新风量相当。冬季时排风温度一般为15-25℃，相对湿度大于90％，含有大量的显热与潜热，是一种优良的可再生绿色能源。充分利用矿井排风余热具有显著的经济与环保价值。由于矿井排风湿度较大，余热利用过程中会产生凝结水，其温度一般为 5-10℃，水量为3-20t/h。对这部分水的显热与潜热的充分利用同样具有可观的经济价值。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种矿井排风余热利用装置及其方法，一种结构简单，适合寒冷与严寒地，充分获取排风及其换热过程产生凝结水的固化潜热，安全、可靠、高效地实现排风余热的利用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种矿井排风余热利用装置，包括风-风换热装置、与所述风- 风换热装置相连通的凝结水固化取热装置；所述风-风换热装置与所述凝结水固化取热装置为一体上下结构；

所述风-风换热装置的内部设置有换热管，所述风-风换热装置设置有排风入口和排风出口，所述换热管的一端与新风入口相连通，所述换热管的另一端与凝结水固化取热装置相连通；

所述凝结水固化取热装置设置有与所述新风入口相连通的入风口，所述凝结水固化取热装置还设置有与所述换热管相连通的出风口；所述风-风换热装置内产生的冷凝水通过U型连通管流入所述凝结水固化取热装置内；所述凝结水固化取热装置的入风口和出风口上均设置有阀门，所述凝结水固化取热装置的底部设置有排水泵。

优选地，所述风-风换热装置的底壁为封头挡板，所述封头挡板呈锥状，所述封头挡板的底部设置有所述U型连通管，所述U型连通管与所述风-风换热装置相连通。

优选地，所述封头挡板的底部中心固定有电机，所述电机的输出轴上设置有与其同轴转动的搅拌碎冰叶片，所述搅拌碎冰叶片与所述凝结水固化取热装置的底壁之间具有间隙，所述凝结水固化取热装置的出风口和进风口均高于所述搅拌碎冰叶片。

优选地，所述风-风换热装置与所述凝结水固化取热装置通过U型管相连通，所述U型管的一端与所述风-风换热装置的换热管相连通，所述U型管的另一端与所述凝结水固化取热装置的出风口。

一种矿井排风余热利用的方法，具体如下：

将矿井新风分为两部分，一部分进入风-风换热装置的换热管与风-风换热装置内的矿井排风进行换热，换热过程产生的凝结水通过事先注满水的U型连通管进入凝结水固化取热装置内；另一部分通过凝结水固化取热装置的入风口进入凝结水固化取热装置内，与凝结水进行换热；

当凝结水固化取热装置内的水面达到搅拌碎冰叶片高度时，打开凝结水固化取热装置的入风口和出风口的风阀，新风进入凝结水固化取热装置内与凝结水换热，同时搅拌碎冰叶片由搅拌碎冰电机带动旋转，碎冰与换热后的冷水经由排水泵定期排出。

本发明的有益效果在于：将风-风换热装置与凝结水固化换热装置设置为一体的上下结构，减小了凝结水输送能耗与热损，提高了换热效率，缩减了换热系统的体积；凝结水排出方便，并对凝结水的显热与部分潜热进行再次回首利用，提高了排风余热的利用效率；整体系统简单，体积小，易于建造，维护方便操作方便，效果明显。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种沥青取样装置的结构示意图(壳体透明示意)；

图2为图1中A-A向的剖视图。

附图标记说明：

1-排风入口，2-新风入口，3-电机，4-搅拌碎冰叶片，5-出风口，6-排风出口，7-U型管，8-风-风换热装置，9-排水泵，10-U型连通管，11-封头挡板， 14-凝结水面，15-换热管，16-凝结水固化取热装置，17-阀门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本发明提供了一种矿井排风余热利用装置，包括风-风换热装置8、与所述风-风换热装置8相连通的凝结水固化取热装置16；所述风-风换热装置8与所述凝结水固化取热装置16为一体上下结构，即风-风换热装置 8与所述凝结水固化取热装置16为一体结构，二者通过封头挡板11进行隔开，并通过U型管7相连通；封头挡板11呈锥状，所述封头挡板11的底部设置有 U型连通管10，所述U型连通管10与所述风-风换热装置8相连通；

所述风-风换热装置8的内部设置有换热管15，结合图1，换热管15为竖向设置，其为蛇形管，所述风-风换热装置8设置有排风入口1和排风出口6，所述换热管8的一端与新风入口2相连通，所述换热管15的另一端与凝结水固化取热装置16相连通；

所述凝结水固化取热装置16设置有与所述新风入口2相连通的入风口，所述凝结水固化取热装置16还设置有与所述换热管15相连通的出风口5；所述风-风换热装置8内产生的凝结水通过U型连通管10流入所述凝结水固化取热装置16内；所述凝结水固化取热装置16的入风口和出风口上均设置有阀门 17，所述凝结水固化取热装置16的底部设置有排水泵9。

进一步的，所述风-风换热装置8与所述凝结水固化取热装置16通过U型管7相连通，其高度为500-800mm，即U型管7的一端与所述风-风换热装置 8的换热管15相连通，所述U型管7的另一端与所述凝结水固化取热装置16 的出风口。

结合图1，由于凝结水固化取热装置16里面装的是从上部风-风换热装置 8内凝结下来的凝结水，部分新风从凝结水固化取热装置16内流过，进一步吸收凝结水的热量，同时使得凝结水结冰，因此会存在冰水共存的情况，因此需要搅拌碎冰叶片4进行搅拌，凝结水固化取热装置16内设置有搅拌碎冰叶片4，即在封头挡板11的底部中心固定有电机3，电机3的输出轴上设置有与其同轴转动的搅拌碎冰叶片4，搅拌碎冰叶片4与所述凝结水固化取热装置16的底壁之间具有一定的距离，进而使得冷凝水在凝结水固化取热装置16内具有一定的深度；此外凝结水固化取热装置16的出风口和进风口均高于所述搅拌碎冰叶片4。

进一步的，搅拌碎冰叶片4的长度为风-风换热装置8宽度(如图2所示) 的0.4-0.45倍，搅拌碎冰叶片4的数量为2-6个，搅拌碎冰叶片4连续搅拌运行或间隔10-60分钟搅拌运行一次；搅拌转速为1-10转/分。

一种矿井排风余热利用的方法，具体如下：如图1所示，其中图1中细箭头代表矿井新风的流向，粗箭头代表矿井排风的流向；

新风入口2将矿井新风分为两部分，一部分进入风-风换热装置8的换热管15与风-风换热装置8内的矿井排风进行换热，换热过程产生的凝结水通过事先注满水的U型连通管10进入凝结水固化取热装置16内；另一部分通过凝结水固化取热装置8的入风口进入凝结水固化取热装置16内，与凝结水进行换热，然后经过U型管7排出；

当凝结水固化取热装置16内的水面达到搅拌碎冰叶片4高度时，打开凝结水固化取热装置16的入风口和出风口的阀门17，新风通过入风口进入凝结水固化取热装置16内与凝结水换热，同时搅拌碎冰叶片4由电机3带动旋转，碎冰与换热后的冷水经由排水泵9定期排出。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。