[发明专利]一种利用深井地热的矿井降温系统及方法

摘要

本发明公开了一种利用深井地热的矿井降温系统，包括空气处理系统、地热采热系统和地下冷水系统；所述空气处理系统包括行走小车和设置于行走小车上方的空气处理装置，所述空气处理装置包括位于空气处理装置端部的进风口和位于空气处理装置尾部的出风口，所述进风口和出风口之间设置有一级空气冷却器、一级转轮除湿机、二级空气冷却器、二级转轮除湿机、三级空气冷却器、挡水板和风机。本发明还公开了采用该系统进行矿井降温的方法。本发明通过设置空气处理系统和地热采热系统，并在空气处理系统中设置转轮除湿机，从采热充填体取地热用于转轮除湿机的除湿再生，节约了矿井降温系统的能耗，解决了井下除湿难题，提高了矿井工作面的舒适性。

主权项

1.一种利用深井地热的矿井降温系统，其特征在于：包括空气处理系统（1）、地热采热系统（2）和地下冷水系统（3）；所述空气处理系统（1）包括行走小车（11）和设置于行走小车（11）上方的空气处理装置，所述空气处理装置包括位于空气处理装置端部的进风口（12）和位于空气处理装置尾部的出风口（13），所述进风口（12）和出风口（13）之间设置有一级空气冷却器（14）、一级转轮除湿机（15）、二级空气冷却器（16）、二级转轮除湿机（17）、三级空气冷却器（18）、挡水板（19）和风机（10），所述一级空气冷却器（14）位于进风口（12）和一级转轮除湿机（15）之间，所述二级空气冷却器（16）位于一级转轮除湿机（15）和二级转轮除湿机（17）之间，所述三级空气冷却器（18）位于二级转轮除湿机（17）和挡水板（19）之间，所述风机（10）位于挡水板（19）和出风口（13）之间，所述一级空气冷却器（14）的底部、二级空气冷却器（16）的底部和三级空气冷却器（18）的底部均设置有空气冷却器进水口（4）和空气冷却器出水口（5），所述一级空气冷却器（14）、二级空气冷却器（16）和三级空气冷却器（18）均与地下冷水系统（3）连接，所述行走小车（11）底部设置有万向轮（25）；所述一级转轮除湿机（15）和二级转轮除湿机（17）结构相同且均包括转轮（6），所述转轮（6）通过隔板（7）分为吸湿区（8）和再生区（9），所述再生区（9）左右两侧分别设置有再生空气出口（27）和再生空气进口（26），所述再生空气进口（26）与再生区（9）之间设置有空气加热器（22），所述空气加热器（22）上设置有空气加热器进水口（22-1）和空气加热器出水口（22-2），所述再生空气出口（27）与再生区（9）之间设置有再生风机（24）；所述地热采热系统（2）包括采热充填体（21）和用于将采热充填体（21）连接到空气处理系统（1）中的连接机构，所述采热充填体（21）包括相变蓄热材料（21-1），从下到上依次分层设置的采热管（21-2）、隔热管（21-5）和冷却管（21-6），以及设置在顶部的硬化顶（21-4）和设置在相变蓄热材料（21-1）上的溜井（21-3），所述采热管（21-2）为多层；所述连接机构包括上分水器（28）、上集水器（29）、下分水器（30）和下集水器（31），所述上分水器（28）的进水口上通过第一三通管（37）连接有进水口管（20），所述进水口管（20）上连接有上三通阀（34），所述上分水器（28）的出水口与冷却管（21-6）的进水口和隔热管（21-5）的进水口连接，所述上集水器（29）的进水口与冷却管（21-6）的出水口和隔热管（21-5）的出水口连接，所述下分水器（30）的出水口与采热管（21-2）的进水口连接，所述下集水器（31）的进水口与采热管（21-2）的出水口连接，所述下集水器（31）的出水口上通过第二三通管（38）连接有出水口管（36），所述出水口管（36）上连接有下三通阀（35）；所述上分水器（28）和下分水器（30）之间设置有左三通阀（32），所述左三通阀（32）和上集水器（29）的出水口之间设置有右三通阀（33），所述左三通阀（32）的一个端口与下分水器（30）的进水口连接，左三通阀（32）的另一个端口与第一三通管（37）连接，所述右三通阀（33）的一个端口与上集水器（29）的出水口连接，右三通阀（33）的另一个端口与左三通阀（32）的第三个端口连接，右三通阀（33）的第三个端口与第二三通管（38）连接；所述左三通阀（32）和下三通阀（35）均为三通分流阀，所述右三通阀（33）和上三通阀（34）均为三通合流阀，所述下三通阀（35）的一个端口与出水口管（36）连接，下三通阀（35）的另一个端口与空气加热器进水口（22-1）之间设置有用于向空气加热器（22）供水的热水供水管（43），所述上三通阀（34）的一个端口与进水口管（20）连接，上三通阀（34）的另一个端口与空气加热器出水口（22-2）之间设置有回水管（44），所述热水供水管（43）上安装有热水水泵（45）；所述地下冷水系统（3）包括地下水水池（39）、冷水供水管（46）、冷水排水管（47）和冷水水泵（42），所述冷水水泵（42）的进水口与地下水水池（39）连接，冷水水泵（42）的出水口与冷水供水管（46）连接，所述冷水供水管（46）与空气冷却器进水口（4）连接，所述冷水排水管（47）与空气冷却器出水口（5）连接；所述上集水器（29）的出水口处连接有上调节阀（40），所述下集水器（31）的出水口处连接有下调节阀（41）。