[发明专利]矿井新风加热系统中的多通道与多流程换热器

说明书

本发明涉及一种矿井新风加热系统中的多通道与多流程换热器，该换热器的两个光滑壁面由多根金属长方形扁管拼接组成，其余两个壁面为钢板，并由此构成回风通道；通道内设置多层由相互紧靠的长方形扁管拚接成的换热板，换热板与通道壁面平行，将通道划分成多个相互平行的回风支路。壁面处换热扁管与换热板中的扁管均与换热器通道垂直布置，其中流过的新风与换热器通道内的回风流动方向相互垂直，形成叉流换热方式。所述的扁管根据流程设计进行布置，不同流程中的扁管通过端部的联箱连接，形成新风多流程的折返通道，提高了扁管内新风流速，并增强换热效果，最终形成即适用于矿井回风的排放，又可以高效对新风加热的新型气‑气换热器。

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，尤其涉及对矿井新风进行加热的多通道与多流程换热器。

背景技术

受冬季的环境温度影响，矿井的进风温度往往是零度以下，按照国家《煤矿安全规程》要求：“进风井口以下的空气温度必须在2℃以上”，也即对进风口新风需要加热，防止冰冻。目前市场常用的技术是通过燃煤、燃油或燃气锅炉对空气加热，然后再输送至井下，达到防冻保温作用。这种消耗化石能源的加热技术，不仅消费不可再生能源，还会排放大量粉尘、CO₂和SO₂等污染物，造成环境污染和温室效应。而对于井下开采的煤矿，通常采用抽出式通风方式，由于受到土壤、岩石和煤石的影响，矿井回风温度常年保持在17-20℃左右，相对湿度保持在90-100%之间。矿井回风温度与湿度受季节影响很小，基本保持恒定，是一种稳定的优质余热资源。利用矿井回风加热矿井新风，可以达到环保、节能与降低生产成本的目的。

中国专利CN111550274A文献公开了利用分体式热管系统对矿井回风的余热进行回收。具体是在回风立井井壁上布置分体热管的蒸发器，蒸发器中的工质与回风进行热交换，工质受热产生相变形成气态，沿上升管道进入冷凝器与矿井新风热交换，新风提高温度后进入井下；同时，气态工质因放热而发生相变转变成液态，沿下降管进入蒸发器。往复这一过程，实现了利用矿井回风加热进口低温新风的目的。不过，此系统成本较高，流阻较大。

中国专利CN210625005U文献公开了在矿井回风出口处设置处置室，其中设有螺旋式结构的换热器，换热器上方设置喷水装置，下方设置集水部，矿井回风先与螺旋式结构的换热器进行热交换，然后与喷淋水进行热交换，随后落入集水部；集水部的水作为低温热源与热泵机组相连接，通过热泵机组对进风加热。该系统较复杂，且投资与运行成本均高。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供矿井新风进行加热的多通道与多流程换热器。

本发明通过下述技术方案实现：

多通道与多流程换热器，包括回风通道和至少一块换热板，换热板竖直设置在回风通道中将回风通道划分成至少两个回风支路，换热板内有多个独立的新风通道，新风通道贯穿回风通道的侧壁。

进一步的，换热板从上往下分为至少两个新风换热区，每个新风换热区均包括至少一个水平设置的新风通道，相邻两个新风换热区的新风通道相通。

进一步的，相邻两个新风换热区的新风通道通过联箱连通。

进一步的，所述回风通道下端与回风入口连接，回风通道上端与回风出口连接，上一个新风换热区的新风通道的出口与下一个新风换热区的新风通道的入口连通，最上方的新风换热区的新风通道的入口与新风入口连通，最下方的新风换热区的新风通道的出口与新风出口连接。

进一步的，新风通道与回风通道垂直。

进一步的，所述换热板采用多根管材拼接构成。

进一步的，所述回风通道为矩形，回风通道的其中两个与所述换热板平行的侧壁与换热板结构相同。

进一步的，所述换热板表面以及换热通道内壁面为光滑表面。

进一步的，回风通道的外表面有保温层。