[发明专利]具有高压二次冷却水换热的采煤降温系统

说明书

本发明公开了一种具有高压二次冷却水换热的采煤降温系统，包括制冷机组的制冷循环、一次冷却水循环、高压二次冷却水循环和冷冻水循环。利用高压换热器，将高压状态的二次冷却水与低压状态的一次冷却水进行隔离。直接进入制冷机组换热的一次冷却水和冷冻水，均属于低压状态，确保了制冷机组的安全运行。制冷机组冷凝器释放的热量，最终通过高压状态的二次冷却水，送至地面上的冷却塔排放。在获得采煤降温的同时，也确保了井下作业及整个采煤矿井的安全运行。制冷机组换热效果好，换热面积小，机组体积小，便于井下的拆装和移动；并且，制冷系数高，耗电量少，节能效果好。

技术领域

本发明属于制冷与空调技术领域，具体涉及一种换热效果好、制冷系数高的具有高压二次冷却水换热的采煤降温系统。

背景技术

随着地表煤及近地表煤的日趋开采完毕，采煤矿井采掘深度越来越深。由于地温随矿井深度增加而升高，再加上其他热源的放热作用（如空气压缩、氧化过程、机械设备做功）等原因，使得受到高温威胁的采煤矿井日益增多。井下工人在这种高温环境下，从事繁重的体力劳动，身体散热困难，容易出现中暑虚脱、过度出汗、热晕、中枢神经系统失调等症状，造成身体机能下滑。矿井高温不仅影响工人的身体健康，对矿井安全生产，如工作面作业的机械设备等，也是一种危害。 因此，采煤降温己经成为高温采煤矿井下安全生产的重要工作，其中广泛使用的是制冷机组制冷降温方法。

由于制冷机组所能承受的压力限制，具有一定深度采煤矿井下的制冷机组降温系统，无法将冷却水送至地面上的冷却塔进行换热。因此，目前的采煤降温机组，基本上都将其冷凝器释放出来的热量，直接排放到采煤矿井下通风系统的其他地方，如回风巷中，然后再通过安装在总回风井出口的地面通风机，排放到大气中去。采煤矿井下的通风系统，直接影响到整个采煤矿井的安全生产。这种热量排热方式，会增加采煤矿井下安全事故发生的风险，如煤粉尘因干度增加而发生爆炸事故等；还会因温度升高，导致通风机故障而影响整个矿井的安全运行；并且，如果发生瓦斯突出事故，特别容易引起井下爆炸事故的发生。

针对上述问题，有必要对现有的采煤制冷机组降温方法进行改进，提出一种具有换热效果好、制冷系数高的具有高压二次冷却水换热的采煤降温系统。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种具有高压二次冷却水换热的采煤降温系统，既能使制冷机组处于低压运行状态，确保其安全运行；又能将制冷机组冷凝器释放出来的热量，送至地面上的冷却塔排放，确保了井下作业及整个采煤矿井的安全运行。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

具有高压二次冷却水换热的采煤降温系统，包括制冷机组的制冷循环、一次冷却水循环、高压二次冷却水循环和冷冻水循环。制冷机组为水冷式冷水机组，换热效果好，换热面积小，机组体积小，便于井下的拆装和移动；并且，制冷系数高，耗电量少，节能效果好。

所述制冷机组的制冷循环包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，该循环属于低压运行工况。

所述一次冷却水循环包括一次冷却水泵、冷凝器、高压换热器、一次冷却水过滤器，该循环属于低压运行工况。

所述高压二次冷却水循环包括二次冷却水泵、高压换热器、冷却塔、二次冷却水过滤器，该循环属于高压运行工况。

所述冷冻水循环包括冷冻水泵、空调末端、冷冻水过滤器、蒸发器，该循环属于低压运行工况。

本发明利用其中属于管壳式的高压换热器，将高压状态的二次冷却水与低压状态的一次冷却水进行隔离，二次冷却水流经管程，一次冷却水流经壳程。直接进入制冷机组换热的一次冷却水和冷冻水，均属于低压状态，确保了制冷机组的安全运行。制冷机组冷凝器释放出来的热量，先后经过一次冷却水和二次冷却水换热，最终由二次冷却水送至地面上的冷却塔进行排放，而不是将这些热量排放到采煤矿井下。在获得采煤降温的同时，也确保了井下作业及整个采煤矿井的安全运行。