[发明专利]一种矿井排风废冷/热回收模拟实验平台

说明书

技术领域

本发明涉及能源回收利用领域，特别涉及一种矿井排风废冷/热回收模拟实验平台。

背景技术

经矿井排风井排出的污风温度全年一般维持在15~30℃左右、相对湿度一般高达90%以上，每个矿井的排风量一般约在50～500m³/s，蕴含了大量的低品位能源。已有矿山企业利用热泵技术提取风流中的冷/热量，用于冬季采暖或夏季空调；提取冷/热量的方式主要将热泵系统产出的冷冻水或冷却水淋到矿井排风井排出的污风中，吸收矿井排风中的冷、热量。如2008年7月23日公开的CN101225996A发明专利(专利号：ZL200820014137.7)介绍的一种矿井乏风热能利用装置和2010年1月13日公开的CN2013381870Y发明专利(专利号：ZL200920021263.5)介绍的一种矿井回风余热全回收利用装置都是用于实际矿井排风的热回收装置。

虽然上述专利技术都是采用喷淋水的方式回收矿井排风中的热能，但由于各种技术采用的喷水方式、喷水参数的不同，以及矿井地理位置、扩散塔的布置型式、回风流状态参数的不同，致使不同矿山企业利用热泵技术提取排风中冷/热量的效果存在很大差异。究其原因，现有工程实例没有根据不同排风状态参数、不同喷水方式、喷水参数、风水量比等进行取冷/热量及效率的实验研究，大多采用的步骤为：首先只根据热泵技术原理对矿井排风废热回收系统及装置进行初步设计，然后利用计算软件对初步设计的排风废热回收系统及装置进行数值模拟分析，再根据数值模拟分析结果修正初步设计，便予以实施。但由于计算软件内置传热及流体理论计算模型与矿山实际条件存在偏差，致使得大多数矿井排风废热回收利用系统及装置冷/热回收效果不理想。因此，开展采用喷淋方式回收矿井排风中低品位废能源的方案与效率的研究，可为实际矿井排风废冷/热回收方案确定、系统及装置设计提供理论依据。但目前并没有可以合理模拟矿井排风废冷/热回收的实验装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够模拟多种矿井排风热湿状态、模拟研究多种喷淋方案的冷热回收效率、模拟研究各影响因素对冷/热回收效率影响的矿井排风废冷/热回收模拟实验平台。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种矿井排风废冷/热回收模拟实验平台，包括热湿状态参数营造单元、喷淋式冷/热回收单元和热泵单元，所述热湿状态参数营造单元包括风机、对开调节阀、冷/热水表面换热器、电辅助加热器和喷雾加湿器，风机安装在空气管道的首端，空气管道内依次设有对开调节阀、冷/热水表面换热器、电辅助加热器和喷雾加湿器，所述喷淋式冷/热回收单元包括冷/热水集水池、喷淋水泵、第一控制阀和多排喷嘴单元，所述多排喷嘴单元设置在空气管道后方的垂直或水平风道内，冷/热水集水池位于多排喷嘴单元正下方，喷淋水泵的一端与冷/热水集水池相连，另一端分别与多排喷嘴单元相连，喷淋水泵与每排喷嘴单元相连的管道上均设有第一控制阀，所述热泵单元分别与冷/热水表面换热器、冷/热水集水池相连。

上述矿井排风废冷/热回收模拟实验平台中，所述热泵单元包括热泵机组、冷/热水循环泵、第二控制阀、换热循环泵、冷却塔，所述热泵机组经冷/热水循环泵与冷/热水集水池相连，热泵机组经换热循环泵与冷/热水表面换热器相连，热泵机组与冷/热水集水池相连的管道上、热泵机组与冷/热水表面换热器相连的管道上均设有第二控制阀，所述冷却塔与热泵机组相连。

上述矿井排风废冷/热回收模拟实验平台中，所述喷淋式冷/热回收单元还包括汽水分离段，汽水分离段包括直角弯道和半圆形分风装置，所述直角弯道安装在空气管道的尾端，直角弯道的出风口设有半圆形分风装置，半圆形分风装置的底部开孔并通过水管与冷/热水集水池相连。