[实用新型]热管锚杆空调装置

说明书

技术领域

本实用新型属于空气温度调节装置领域，尤其涉及矿井或隧道空气温度调节装置。

背景技术

我国北方地区冬季气温极低（-10℃--30℃），为保障煤矿井下适宜的工作环境温度，《煤矿安全规程》规定矿井必须装设空气加热系统，“保证进风口以下的空气温度经常在2 C以上”。目前大多数矿井都采用加热房进行矿井空气温度调节，如图2所示，冷风流10经过加热房加热后形成热风流30与冷空气20混合配比进入井下。加热房内的加热方式多为散热器形式，这些散热器的热量来源于燃烧煤炭的锅炉房、使用电热片等方式。由于我国北方冬季漫长，如此将产生巨大能耗，并产生环境污染等问题。为了节约能源降耗，目前还有水源、空气源热泵技术，即将井下涌水中、矿井回风风流中的热量通过热泵技术置换出来后再次进入加热系统中循环利用。以上技术均存在不足，1.矿井空气温度调节方式，只能提供热能解决冬季矿井环境温度低的问题，然而夏季矿井外部环境温度较高时，加热房却不能起到冷却的作用。2.水源热泵技术在矿井涌水量不大的矿井中也不能获取更多的热能。3.空气源热泵大多是吸取矿井回风中的热能，但在夏季矿井回风井出口的温度与矿井外的环境温度温差较小，则空气源热泵的效果就十分不明显了。4.上述两种热泵技术在矿井中使用时只能将回收的能量集中到某个地点，然后再传递到加热房或传递到地面其他用热地点，这一过程需要较为复杂的热能传递系统，且较难在井下错综复杂的巷道中进行传递利用。

针对上述问题，本实用新型提出将井下大量使用的锚杆制作成热管锚杆形式，在冬季充分吸收来自地下岩层的热量，达到帮助巷道升温的目的；在夏季吸收巷道内空气的热量，达到降温冷却的目的，可节约大量能源。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种结构简单、导热性能好的热管锚杆空调装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案： 

    热管锚杆空调装置，包括锚杆、托板、热管，所述锚杆一端设置有螺纹端头，所述锚杆设置有螺纹端头的一端向内固定于托板上，所述锚杆另一端固定于围岩，所述锚杆内设有空腔，所述空腔内安装有热管，所述热管包括杆体、真空腔体、吸液芯，所述杆体内壁有安装有网状吸液芯，所述吸液芯内部为真空腔体。

所述杆体内分为蒸发段、绝热段、冷凝段。

所述锚杆的传导系数为80000W/(m·℃)。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型热管锚杆结构简单，在井下现场安装简便，充分利用井下随处可见的锚杆为空调装置，直接调节矿井下空气的温度，效率相对更高。根据大气环境温度与地层恒温带的温差，使用传导系数80000W/(m·℃)的热管锚杆，自动调节矿井内的温度，达到冬暖夏凉的调节目的，减少了能源的消耗。利用地表浅层热源无论在条件的矿井均可适用。

附图说明

图1是现有热管的工作原理示意图；

图2是加热房的示意图；

图3是本实用新型热管锚杆空调装置的装配图；

图4是本实用新型热管锚杆的结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图3、图4所示，热管锚杆空调装置，包括锚杆、托板1、热管3，在锚杆一端设置有螺纹端头2，穿过托板固定于托板1上，锚杆另一端固定于隧道或巷道内的围岩12上。锚杆的传导系数为80000W/(m·℃)。锚杆内设有空腔，该空腔内安装有热管3，热管3包括杆体4、真空腔体5、吸液芯6，杆体4内壁有安装有网状吸液芯6，吸液芯6内部为真空腔体5。杆体4内分为蒸发段7、绝热段8、冷凝段9。热管管壳采用金属管，热管壳两端封死，封死前先将管内抽真空，灌入适量的工作液11。

冬季环境温度低于地层恒温带温度，热管锚杆在围岩层内的一端受热工作液11体蒸发顺锚杆移动到巷道13一端，当其热量被巷道内冷空气吸收后，工作液冷凝成为液体，在吸液芯的作用下回到岩层内一端，再次受热蒸发，不断循环将岩层内的热量带到巷道内，达到加热巷道空气的目的。

在夏季，环境温度高于地层恒温带温度，热管锚杆在巷道内的一端受热工作液体蒸发顺锚杆移动到岩层内一端，其热量被岩层吸收后，工作液冷凝在吸液芯的作用下回到巷道内一端，再次受热蒸发，不断循环将巷道内的热量转移到岩层内，达到冷却巷道空气的目的。