[发明专利]一种智能控制工作区温度的深井换热系统

说明书

本发明提供了一种智能控制工作区温度的换热系统，包括换热器、空冷器，所述空冷器设置在工作面部分；水在所述空冷器中与空气进行热交换吸收空气后，通过管路进入换热器，在换热器内进行冷却，其特征在于，工作面设置温度传感器，用于检测井下的工作面环境温度，所述换热器和空冷器之间设置水泵，控制器根据检测的温度传感器的温度控制水泵的功率。本发明通过根据温度的变化自动调整流体的换热数量从而实现智能控制控制工作面温度的效果。

技术领域

本发明换热器技术领域，尤其涉及一种深井采矿的热力系统。

背景技术

深井采矿过程中，井下热环境恶化问题十分突出。随着矿井采深度增加，进入深部之后，矿山工作面开始受高温影响，这不仅制约矿山的安全生产建设，也威胁矿工的身体健康。我国《金属非金属矿山安全规程》规定：生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃，当上述两工作地点的空气温度超过30℃和34℃时必须停止作业。与此同时，由于工艺过程的需要，采矿过程会产生大量温度稳定的矿井废水。以某黄金矿井为例，现有的深井作业区（深度＞500m）主要以通风冷却为主，井下温度高（29℃），相对湿度大（＞96%），冷却效果差，热环境非常恶劣。为保证矿井安全生产和职工身体健康，必须针对性地采取有效措施，降低环境温度，治理高温热害。

国内外采用的深井冷却技术有：布置通风系统、工人冷却服、在井上、井下增设制冷机等。存在的问题有：通风系统随着作业深度的增加效果变差；工人冷却服成本高，作业过程并不方便；井下制冷机存在排热困难，以空气为散热介质导致降温效果差、运行费用高等问题。

利用流体诱导传热元件振动实现强化换热是被动强化换热的一种形式，可将换热器内对流体振动诱导的严格防止转变为对振动的有效利用，使传动元件在低流速下的对流换热系数大幅度的提高，并利用振动抑制传热元件表面污垢，减低污垢热阻，实现复合强化传热。

换热器及其相关技术经过近几十年的迅速发展，取得了令人鼓舞的进步，然而一些长期未能解决的问题更加凸现出来。换热器内流体诱导振动和传热表面积垢，是世界公认的亟待解决的突出问题。流体诱导振动会导致剧烈的噪声与传热管束的损坏，传热管束表面积垢会造成巨大的能量与资源损失。在换热器内完全防止管束振动是不可能的，而通过增加传热管束的强度来防止振动从而避免管束的损坏与噪声，并不总是有效的。利用流体诱导传热管束的振动实现强化换热是无源强化换热的一种形式，通过对振动的有效利用，可在实现强化换热的同时抑制传热表面积垢，降低污垢热阻，实现复合强化换热。

因此，本发明针对现有深井井下集中式制冷系统存在的不足，提供一种新的采矿循环制冷系统，同时提供了一种新型换热器替代常规制冷机的蒸发器和冷凝器，并在原系统上进行一定的改进，该方式既可以实现冷端采场冷却，又在原有系统的基础上缩小制冷机体积、提高换热效率并提高矿井涌水利用率，同时具有设备紧凑、安全性好、检修维护方便的优点，非常适合深井作业使用。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种智能控制工作区温度的换热系统，其特征在于，包括换热器、空冷器，所述空冷器设置在工作面部分；水在所述空冷器中与空气进行热交换吸收空气后，通过管路进入换热器，在换热器内进行冷却，其特征在于，工作面设置温度传感器，用于检测井下的工作面环境温度，所述换热器和空冷器之间设置水泵，控制器根据检测的温度传感器的温度控制水泵的功率。

作为优选，当井下温度高于设定值时，水泵的功率增大，水流经空冷器流量增加；当井下温度低于设定值时，水泵功率减小，水流经空冷器流量减少；当不进行井下工作时，水泵关闭。

作为优选，所述换热器中设置弹性管束组件，流体在弹性管束组件中与来自空冷器中的水进行换热。