[发明专利]一种大温差井口加热器及其运行方式

权利要求书

1.一种大温差井口加热器，其特征在于：

它包括低温热源单元和井筒进风加热单元；

所述低温热源单元包括一与矿井回风口相连接的扩散塔，一导流风罩和一吸热器；

所述导流风罩包括一进风口、一排风口和一回风口，所述导流风罩的进风口与扩散塔顶部连接，所述导流风罩的排风口直接与大气相通，所述导流风罩的回风口通过一风阀连接一风道的一侧，所述风道的另一侧连接所述吸热器；

所述井筒进风加热单元包括一进风口、一过滤段、一预热段、一风机段、一均风段、一再热段、一消音段和一出风口；

所述预热段内设置一预热器，所述预热器通过一蒸汽上升管和下降管与所述低温热源单元中的吸热器相连接，形成一工质循环回路，所述吸热器的安装高度要低于所述预热器的安装高度；

所述再热段内设置一再热器，所述再热器的上端出水口设置一上集水箱，所述再热器的下端进水口设置一下集水箱，所述上集水箱与下集水箱之间设置数排并列的换热管，所述再热器内填充热媒，所述上集水箱与所述下集水箱分别通过管道外接一提供热源的热泵机组。

2.如权利要求1所示的一种大温差井口加热器，其特征在于：所述低温热源单元中的风道内设置一防爆风机。

3.如权利要求2所示的一种大温差井口加热器，其特征在于：所述均风段处设置一温度传感器，所述再热器的热进管道上设置一电动阀。

4.如权利要求1或2或3所述的一种大温差井口加热器，其特征在于：所述低温热源单元中的吸热器与风道的连接处设置一除尘过滤器。

5.如权利要求4所述的一种大温差井口加热器，其特征在于：一个所述低温热源单元可以对应设置多个所述井筒进风加热单元。

6.如权利要求5所述的一种大温差井口加热器，其特征在于：所述低温热源单元中吸热器内对应设置与所述井筒进风加热单元同等数目的吸热模块，所述吸热器中的每一个吸热模块分别通过并联管道与对应的所述井筒进风加热单元中预热器相连接，从而形成多个独立的工质循环回路。

7.如权利要求6所述的一种大温差井口加热器，其特征在于：所述吸热器和预热器采用ND碳钢材质，碳钢外加防腐处理。

8.如权利要求6所述的一种大温差井口加热器，其特征在于：所述井筒进风加热单元的风机段并联设置1台或多台风机，所述风机为小功率防爆轴流风机，所述风机段设置一检修口。

9.如权利要求8所述的一种大温差井口加热器，其特征在于：所述再热器的换热管为翅片换热管，所述再热器中填充的低温热媒为乙二醇水溶液。

10.如权利要求9所述的一种大温差井口加热器的运行方式，它包括以下两种工况：

1）冬季工况

①冬季矿井回风温度较高，湿度大，蕴含大量低温热能，本发明在冬季运行时，开启导流风罩的回风口处风阀，矿井回风顺着扩散塔，在导流风罩的导流作用下进入风道，并在防爆风机的牵引下引至吸热器，以一定的风速横向掠过吸热器，与吸热器换热后的矿井回风温度降低，直接排入大气或作为其他方式的热源继续使用，吸热器中的工质吸收矿井回风中的热能，蒸发为气体，在压力差的作用下蒸汽向上顺着蒸汽上升管流入井筒进风加热单元中预热段内设置的的预热器，蒸汽凝结，放出汽化潜热，在重力的作用下工质顺着下降管回流到吸热器中，循环往复，不断为井筒进风加热单元中的预热段提供热源；

②将井筒进风加热单元的出风口连接到进风井井口房，在风机的牵引下外部的冷空气通过进风口进入过滤段，过滤掉空气中的大颗粒杂质后，进入预热段，与预热段内的预热器中工质换热；

③温度升高后的空气通过风机段进入再热段，再热段处设置的温度传感器将测量的温度信号传递给热泵机组热进管道处设置的电动阀，判断当前温度是否达到预设值T₀：

如果判断结果为肯定，则电动阀关闭；

如果判断结果为否定，则调节电动阀阀门开口大小，控制热泵机组将加热后的低温热媒，通过热进管道进入再热段中再热器的下集水箱中，均匀通过换热管与外部冷空气换热后进入上集水箱中，之后通过热出管道返回热泵机组被继续加热，为井筒进风加热单元中的再热段提供热源，调节进风空气的温度；

④空气被加热到所需温度T₀后经过消音段消声降噪，最后通过出风口送入井筒，从而实现了井筒防冻的目的；

2）春、夏、秋三季工况

在春、夏、秋三季不需要井筒防冻的情况下，关闭导流风罩的回风口处风阀，导流风罩的排风口完全打开，矿井回风顺着扩散塔从导流风罩的排风口处直接排至大气。