[发明专利]一种基于热管换热原理的井口低温送风系统

说明书

本申请公开了一种基于热管换热原理的井口低温送风系统，包括热管取热模块、热管放热模块和热泵循环系统，其中，热管取热模块包括满液式取热器和矿井回风换热风室，满液式取热器和矿井回风换热风室之间通过热管连通，热管放热模块包括满液式放热器和新风送风风室，满液式放热器和新风送风风室之间通过热管连通，热泵循环系统设置于热管取热模块和热管放热模块之间，并连接热管取热模块和热管放热模块，热管取热模块采用气‑液热管换热器。本发明适用于煤矿开采，本申请取热和放热结构分开，通过热泵系统相连，不需要复杂的风道系统，对煤矿的新风管道和回风管道等位置没有要求，新风系统和回风系统可分开布置。

技术领域

本发明涉及技术领域，特别涉及一种基于热管换热原理的井口低温送风系统。

背景技术

《煤矿安全规程》规定煤矿的进风井口以下的空气温度(干球温度)必须在2℃以上，目前井口送风大多采用高温送风方式，即采用热源制取高温热水加热新风的方式，加热后的新风与室外冷空气混合后送入井口。由于混合比例受气流风速、压力等流场多因素的限制，往往造成需要加热更多的新风以保证混合后温度高于2℃，由此可知，这种送风方式会造成很多热量损失。

目前采用排水源热泵和回风源热泵，利用废热资源通过热泵制取热水在一定程度上可以满足井口防冻热需求，但往往因为余热资源品味低，为了满足制取设计工况所需的高温热水(通常热泵出水温度45-55℃)，增加了压缩机的做功负担，使得热泵工作能效很低，有些矿井余热资源匮乏，进一步降低了热泵的COP。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于热管换热原理的井口低温送风系统，可以有效解决背景技术中采用排水源热泵和回风源热泵，利用废热资源通过热泵制取热水在一定程度上可以满足井口防冻热需求，但往往因为余热资源品味低，为了满足制取设计工况所需的高温热水(通常热泵出水温度45-55℃)，增加了压缩机的做功负担，使得热泵工作能效很低的问题，本申请通过将取热和放热结构分开，通过热泵系统相连，不需要复杂的风道系统，对煤矿的新风管道和回风管道等位置没有要求，新风系统和回风系统可分开布置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明公开了一种基于热管换热原理的井口低温送风系统，包括热管取热模块、热管放热模块和热泵循环系统，其中，所述热管取热模块包括满液式取热器和矿井回风换热风室，所述满液式取热器和矿井回风换热风室之间通过热管连通，所述热管放热模块包括满液式放热器和新风送风风室，所述满液式放热器和新风送风风室之间通过热管连通，热泵循环系统设置于热管取热模块和热管放热模块之间，并连接所述热管取热模块和热管放热模块，热管取热模块采用气-液热管换热器。

作为优选的，所述热管取热模块内的热管分为热管取热模块蒸发段和热管取热模块冷凝段，所述热管取热模块蒸发段连接在所述矿井回风换热风室内，所述热管放热模块内的热管分为热管放热模块蒸发段和热管放热模块冷凝段，所述热管放热模块冷凝段连接在所述新风送风风室内。

作为优选的，所述热管取热模块蒸发段和所述热管放热模块冷凝段的外管壁均设置有肋片。

作为优选的，所述矿井回风换热风室内部设有矿井回风阻力平衡风机，所述矿井回风阻力平衡风机设置于所述热管取热模块蒸发段的前端，并通过风道与热管取热模块蒸发段，热管取热模块蒸发段的底部设有冷凝水排水管。

作为优选的，所述新风送风风室内部设有新风送风风机，所述新风送风风机位于所述热管放热模块冷凝段的前端，并通过风道与热管放热模块冷凝段连通。

作为优选的，所述热泵循环系统包括蒸发器、压缩机、节流阀及冷凝器，所述蒸发器和冷凝器之间通过管道连接，所述压缩机和节流阀均安装在蒸发器和冷凝器之间的管道上，所述满液式取热器通过取热介质循环泵和蒸发器相连，所述满液式放热器通过载热介质循环泵和热泵系统的冷凝器相连。

作为优选的，所述满液式取热器密闭保温，与蒸发器通过取热介质循环泵相连构成取热介质循环，取热介质循环的工质采用乙二醇溶液。