[实用新型]一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统

说明书

本实用新型属于煤矿供暖通风领域，具体涉及一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统，其解决了现有矿井回风余热利用技术中采用热泵技术路线时初投资高、运行费用高，采用热管技术的应用难度大的问题。本实用新型，包括有回风井、回风通道、风风换热室、第一新风室、位于风风换热室底部的第二新风室、井口加热房和进风井；风风换热室通过回风通道与回风井连通；风风换热室的风风换热管内的流通管的顶部与第一新风室连通，流通管的底部与第二新风室连通；送风口通过送风通道与井口加热房连通，井口加热房设于进风井的顶部。本实用新型可实现煤矿节能减排，运行费用低，节能效果更加显著；实现了无动力运行，可靠性更高；不存在冻结的风险。

技术领域

本实用新型属于煤矿供暖通风领域，具体涉及一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统。

背景技术

现有煤矿的井筒防冻系统，在应用矿井回风、排水、工艺冷却水等低品位热能时，需要应用热泵机组回收热量制取高温热水用于井筒防冻，需要建设热泵机房，存在项目初投资费用较高的问题，同时因为煤矿情况变化较大，余热资源不稳定，在部分煤矿应用热泵技术解决井筒防冻时，属于省煤不节能，只是解决了采用清洁能源替代问题，节能经济效益不明显，推广难度大等问题；在应用远红外电加热、电热风炉或电磁热风炉解决井口防冻问题时，耗电量大且往往需要同时配套电力增容，运行费用较高，经济性差，给煤矿造成运行成本压力。

现有的矿井回风余热利用技术，主要有三种不同的技术路线：

一、喷淋式取热:喷淋式取热存在取热量小，大量的煤粉尘在喷嘴上易积易堵，同时在回风温度低于10度以后，需要不断加抗冻剂等缺陷。

二、直接蒸发式取热:直接蒸发式由于回风中混有较多的粉尘，回风换热器容易被堵塞等问题，造成回风换热器的风阻力较大，同时直接蒸发式取热还存在单台蒸发器的换热面积较小，在回风温度较低时蒸发器结霜融霜会影响回风源热泵的制热效率，制约了直接蒸发式回风源热泵的应用与推广。

三、乙二醇溶液间壁式换热:采用间壁式换热并作为低温型水源热泵的热源。此种换热方式避免了上述两种技术路线存在的缺陷，但如果井筒防冻所需的热负荷大，需要对回风深度提热时，存在融霜困难、清洗及运行成本较高的问题，需要进一步改进方能满足供热需求。

上述三种回风余热利用技术都存在一个节能率不高的问题，部分企业应用低温热管作为主要换热单元，可以利用热管技术直接利用回风加热新风，这类井口防冻系统的运行过程中没有燃烧，没有排烟，不产生任何废弃物。但矿井回风具有风温较低、湿度更高的特点，矿井回风温度一般＜18℃、相对湿度＞85%（冬季常以雾化状态排出）；矿井回风同时还伴随着含尘大、腐蚀性等技术难点，这无疑增加了热管换热技术的应用难度，不能实现回风余热资源充分有效的利用。

实用新型内容

本实用新型要解决现有矿井回风余热利用技术中采用热泵技术路线时初投资高、运行费用高，采用热管技术的应用难度大的问题，提供了一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统。

本实用新型采用如下的技术方案实现：一种基于直接换热式热能回收的井筒防冻系统，包括有回风井、回风通道、风风换热室、位于风风换热室顶部的第一新风室、位于风风换热室底部的第二新风室、井口加热房和进风井；

风风换热室一端的顶部设有用于排放换热后的回风的回风排风口，风风换热室另一端的底部设有回风进口，回风进口通过回风通道与回风井连通，回风通道内设有回风主扇；

第一新风室的一端设有新风进口，第一新风室内靠近新风进口的位置设有用于输送新风的送风机；风风换热室内竖向设有风风换热装置，风风换热装置包括若干风风换热管，风风换热管内部设有流通管，流通管的顶部与第一新风室连通，流通管的底部与第二新风室连通；第二新风室的一端设有送风口，送风口通过送风通道与井口加热房连通，井口加热房设于进风井的顶部；

风风换热室的底部设有用于收集冷凝水的集水槽。