[发明专利]一种转轮除湿和热管冷热利用的深井降温设备

说明书

本发明公开了一种转轮除湿和热管冷热利用的深井降温设备。包括箱体、隔板、一级转轮除湿机、一级热管、二级转轮除湿机、辅助电加热器、二级热管、温度传感器、处理空气送风机、再生空气排风机、自动卷绕式空气过滤器。将要处理的深井空气先经过滤器除尘，然后经过一级转轮除湿机升温除湿，再经过一级热管蒸发段冷却，再经过二级转轮除湿机升温除湿，最后经过二级热管蒸发段冷却获得低温低湿的空气，低温低湿的空气送入深井采掘工作面，实现对采掘工作面的热害治理。转轮除湿机所需的再生侧能耗由热管冷凝段提供，热管热量不足时，由辅助电加热器提供。本发明具有稳定除湿、高效降温、节能环保的特点。

技术领域

本发明涉及深井降温领域，尤其涉及一种转轮除湿和热管冷热利用的深井降温方法和相关设备。

背景技术

我国矿井开采深度以每年8～12m的速度增加，可以预计在未来20年我国很多矿井将进入到1000m～1500m的开采深度。在深部开采条件下，随着开采深度的增加，地温的升高是工作恶化的重要原因，持续的高温高湿环境对人体的健康和工作能力造成极大的伤害，使劳动生产率大大下降。热害已成为限制深井资源深部开采的主要障碍之一。

深井降温技术可以分为水冷却技术和冰冷却技术，其中水冷却技术就是地面空调技术在深井中的应用，而冰冷却技术是将制备好的冰(冰片或冰浆)经输冷管道输送到采掘工作面，同工作面的湿热空气进行热交换，来进行冷却和除湿。不论是水冷却技术还是冰冷却技术除湿能力均有限，造成深井风流多为近饱和状态，此外，冷冻水或冰均来自低温制冷机组，造成深井机械制冷系统能耗很大。因此，现有的深井降温系统存在除湿量有限及能耗大的问题。

转轮除湿具有除湿量大，对环境污染小等优点正逐渐被广泛应用。但是，传统除湿转轮能源消耗量大，能量利用率低，这主要由以下两方面原因造成：第一，转轮再生所需的再生温度较高，再生能耗大；第二，处理空气经过转轮后温度较高，势必会增大后续空气处理过程所需的冷能。

热管是一种新型传热元件，具有导热性能高，结构简单，工作可靠温度均匀等优点。可广泛用于传热、变换热通量以及热控制方面。

发明内容

鉴于现有深井降温技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种转轮除湿和热管冷热利用的深井降温设备，能稳定除湿、高效降温、节能环保，本发明将除湿量大的转轮除湿机和零能耗的热管技术应用于深井降温，解决了现有的深井降温系统存在除湿量有限及能耗大的问题。

本发明的技术方案是：一种转轮除湿和热管冷热利用的深井降温设备，其特征在于包括：箱体、隔板、一级转轮除湿机、一级热管管束、二级转轮除湿机、二级热管管束、温度传感器；两级转轮均分为处理段和再生段，转轮上布满蜂窝状的流道，空气进入这些流道时，与流道进行热湿交换，两级转轮除湿机表面均设有吸附剂；两级热管管束均由蒸发段、冷凝段和绝热段组成，蒸发段和冷凝段之间均通过绝热段连接；

所述隔板把箱体分隔开形成处理空气系统和再生空气系统；

所述的处理空气系统包括处理空气进风口、处理空气用空气过滤器、一级转轮除湿机处理段、一级热管蒸发段、二级转轮除湿机处理段、二级热管蒸发段、处理空气送风机、处理空气排风口；

所述的再生空气处理系统包括再生空气进风口，再生空气用空气过滤器，一级热管冷凝段、二级热管冷凝段、一级转轮除湿机再生段、辅助电加热器、二级转轮除湿机再生段、再生空气排风机、再生空气排风口。

优选地，所述的一级转轮除湿机和二级转轮除湿机之间设置有辅助电加热器，辅助电加热器仅在二级热管管束提供的再生能耗不足时开启。

优选地，一级转轮除湿机和二级转轮除湿机均为圆柱形，处理段和再生段面积比为1:1，处理段和再生段用挡板隔开。

优选地，一级热管管束由若干根U型单根热管组成，二级热管管束由若干根单根热管组成；一级热管管束和二级热管管束均为铜-氟利昂重力式热管。