[实用新型]一种回风余热梯度利用的井筒防冻系统

说明书

本实用新型属于煤矿供暖技术领域，具体涉及一种回风余热梯度利用的井筒防冻系统，其解决了现有技术存在的问题。本实用新型包括回风井、一级换热系统、二级加热系统、回风通道、进风井和设于进风井井口的井口加热房；一级换热系统包括喷淋排、喷淋集水池和换热加热器；喷淋排位于回风通道的出风侧；二级加热系统的间壁换热器、水源热泵机组和蓄能水箱通过管路依次连通；间壁换热器位于回风通道的出风侧；水源热泵机组的热泵冷凝器和一级换热系统的换热加热器均位于井口加热房内并靠近井口加热房的新风进风口；本实用新型根据热负荷变化选择投入不同的设备，系统性节能，运行费用更低；其还可实现煤矿减煤减排，降低环境污染，节能环保。

技术领域

本实用新型属于煤矿供暖技术领域，具体涉及一种回风余热梯度利用的井筒防冻系统。

背景技术

现有的矿井回风余热利用技术，主要有三种不同的技术路线：

一、喷淋式取热:喷淋式取热存在取热量小，大量的煤粉尘在喷嘴上易积易堵，同时在回风温度低于10度以后，需要不断加抗冻剂，以保证能不断取热，运行成本高，抗冻剂存在腐蚀等缺陷。

二、直接蒸发式取热:直接蒸发式取热因为回风中混有较多的粉尘会造成回风换热器容易被堵塞、回风换热器的风阻力较大的问题，同时直接蒸发式取热还存在单台蒸发器的换热面积较小，在回风温度较低时蒸发器结霜融霜会影响回风源热泵的制热效率，制约了直接蒸发式回风源热泵的应用与推广。

三、乙二醇溶液间壁式换热:采用乙二醇溶液作为载冷利用间壁式换热作为低温型水源热泵的热源。此种换热方式避免了上述两种技术路线存在的缺陷，但如果井筒防冻所需的热负荷大，需要对回风深度提热时，存在间壁式换热器融霜困难、清洗及运行成本较高的问题。

上述三种回风余热利用技术都存在一个节能率不高的问题，在部分场合应用时基本上属于节煤不节能，只是解决了采用燃煤锅替代问题，节能效益不明显。因此存在市场竞争力不强，推广难度大等问题，不能实现回风余热资源充分有效的利用。

实用新型内容

本实用新型要解决现有回风余热利用技术不能根据井筒防冻热负荷需求分段投入运行；不同回风利用技术路线优缺点各不相同且不能有机结合；回风余热资源不能得到有效充分的利用的问题，提供了一种系统综合能耗低且换热效率高，不受使用地域限制并可节约大量能源，降低环境污染的回风余热梯度利用的井筒防冻系统。

本实用新型采用如下的技术方案实现：一种回风余热梯度利用的井筒防冻系统，包括回风井、一级换热系统、二级加热系统、回风通道、进风井和设于进风井井口的井口加热房；

回风通道包括进风侧和出风侧，回风通道的进风侧位于回风井的顶部，回风通道的出风侧位于一级换热系统和二级加热系统的后端，回风通道出风侧的末端设有出风口；回风通道的进风侧和出风侧之间设有主扇；

井口加热房的四周设有新风进风口；

所述一级换热系统包括喷淋排、喷淋集水池和换热加热器；喷淋排位于回风通道的出风侧，换热加热器位于井口加热房内并靠近井口加热房的新风进风口；喷淋排的顶部通过管路与换热加热器连通；喷淋集水池位于喷淋排的底部，喷淋集水池通过管路与换热加热器连通，喷淋集水池与换热加热器连通的管路上设有换热循环泵和沉淀池；沉淀池底部通过排污管与污水池连通，排污管上设有排污泵；

所述二级加热系统包括间壁换热器、水源热泵机组和蓄能水箱，间壁换热器、水源热泵机组和蓄能水箱通过管路依次连通，蓄能水箱和水源热泵机组连通的管路上设有源侧循环泵；水源热泵机组包括热泵冷凝器、膨胀阀、壳管式蒸发器和压缩机；间壁换热器位于回风通道的出风侧，间壁换热器位于回风通道的出风口与一级换热系统的喷淋排之间；热泵冷凝器位于井口加热房内并靠近井口加热房的新风进风口；间壁换热器与水源热泵机组的壳管式蒸发器的一端连通，蓄能水箱与水源热泵机组的壳管式蒸发器的另一端连通；