一種礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺制造技術

本發明專利技術公開了一種礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺，包括熱濕狀態參數營造單元、噴淋式冷/熱回收單元和熱泵單元，熱濕狀態參數營造單元包括依次設置的風機、對開調節閥、冷/熱水表面換熱器、電輔助加熱器和噴霧加濕器，噴淋式冷/熱回收單元包括冷/熱水集水池、噴淋水泵、第一控制閥和多排噴嘴單元，噴淋水泵的一端與冷/熱水集水池相連，另一端分別與多排噴嘴單元相連，噴淋水泵與每排噴嘴單元相連的管道上設有第一控制閥，所述熱泵單元分別與冷/熱水表面換熱器、冷/熱水集水池相連。本發明專利技術可以根據需要模擬多種礦井排風熱濕狀態，模擬研究多種噴淋方案的熱回收效率，模擬研究各影響因素對熱回收效率的影響。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及能源回收利用領域，特別涉及一種礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺O
技術介紹
經礦井排風井排出的污風溫度全年一般維持在15?30°C左右、相對濕度一般高達90%以上，每個礦井的排風量一般約在50?500m3/s，蘊含了大量的低品位能源。已有礦山企業利用熱栗技術提取風流中的冷/熱量，用于冬季采暖或夏季空調；提取冷/熱量的方式主要將熱栗系統產出的冷凍水或冷卻水淋到礦井排風井排出的污風中，吸收礦井排風中的冷、熱量。如2008年7月23日公開的CN101225996A專利技術專利(專利號:ZL200820014137.7)介紹的一種礦井乏風熱能利用裝置和2010年I月13日公開的CN2013381870Y專利技術專利(專利號:ZL200920021263.5)介紹的一種礦井回風余熱全回收利用裝置都是用于實際礦井排風的熱回收裝置。雖然上述專利技術都是采用噴淋水的方式回收礦井排風中的熱能，但由于各種技術采用的噴水方式、噴水參數的不同，以及礦井地理位置、擴散塔的布置型式、回風流狀態參數的不同，致使不同礦山企業利用熱栗技術提取排風中冷/熱量的效果存在很大差異。究其原因，現有工程實例沒有根據不同排風狀態參數、不同噴水方式、噴水參數、風水量比等進行取冷/熱量及效率的實驗研究，大多采用的步驟為:首先只根據熱栗技術原理對礦井排風廢熱回收系統及裝置進行初步設計，然后利用計算軟件對初步設計的排風廢熱回收系統及裝置進行數值模擬分析，再根據數值模擬分析結果修正初步設計，便予以實施。但由于計算軟件內置傳熱及流體理論計算模型與礦山實際條件存在偏差，致使得大多數礦井排風廢熱回收利用系統及裝置冷/熱回收效果不理想。因此，開展采用噴淋方式回收礦井排風中低品位廢能源的方案與效率的研究，可為實際礦井排風廢冷/熱回收方案確定、系統及裝置設計提供理論依據。但目前并沒有可以合理模擬礦井排風廢冷/熱回收的實驗裝置。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種能夠模擬多種礦井排風熱濕狀態、模擬研究多種噴淋方案的冷熱回收效率、模擬研究各影響因素對冷/熱回收效率影響的礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺。本專利技術解決上述問題的技術方案是:一種礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺，包括熱濕狀態參數營造單元、噴淋式冷/熱回收單元和熱栗單元，所述熱濕狀態參數營造單元包括風機、對開調節閥、冷/熱水表面換熱器、電輔助加熱器和噴霧加濕器，風機安裝在空氣管道的首端，空氣管道內依次設有對開調節閥、冷/熱水表面換熱器、電輔助加熱器和噴霧加濕器，所述噴淋式冷/熱回收單元包括冷/熱水集水池、噴淋水栗、第一控制閥和多排噴嘴單元，所述多排噴嘴單元設置在空氣管道后方的垂直或水平風道內，冷/熱水集水池位于多排噴嘴單元正下方，噴淋水栗的一端與冷/熱水集水池相連，另一端分別與多排噴嘴單元相連，噴淋水栗與每排噴嘴單元相連的管道上均設有第一控制閥，所述熱栗單元分別與冷/熱水表面換熱器、冷/熱水集水池相連。上述礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺中，所述熱栗單元包括熱栗機組、冷/熱水循環栗、第二控制閥、換熱循環栗、冷卻塔，所述熱栗機組經冷/熱水循環栗與冷/熱水集水池相連，熱栗機組經換熱循環栗與冷/熱水表面換熱器相連，熱栗機組與冷/熱水集水池相連的管道上、熱栗機組與冷/熱水表面換熱器相連的管道上均設有第二控制閥，所述冷卻塔與熱栗機組相連。上述礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺中，所述噴淋式冷/熱回收單元還包括汽水分離段，汽水分離段包括直角彎道和半圓形分風裝置，所述直角彎道安裝在空氣管道的尾端，直角彎道的出風口設有半圓形分風裝置，半圓形分風裝置的底部開孔并通過水管與冷/熱水集水池相連。上述礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺還包括數據檢測單元、數據采集單元，數據檢測單元包括水溫度傳感器、水流量傳感器、風量傳感器和風流溫濕度傳感器，熱栗機組與冷/熱水集水池相連的管道上、噴淋水栗與每排噴嘴單元相連的管道上均設有水溫度傳感器，熱栗機組與冷/熱水集水池相連的管道上、冷/熱水集水池與每排噴嘴單元相連的管道上、熱栗機組與冷/熱水集水池相連的管道上均設有水流量傳感器，所述風量傳感器安裝在空氣管道中噴霧加濕器的后方，空氣管道中冷/熱水表面換熱器的前方、空氣管道中噴霧加濕器的后方以及汽水分離段的直角彎道內均設有風流溫濕度傳感器，數據采集單元包括數據采集器、控制器和顯示器，水溫度傳感器、水流量傳感器、風量傳感器、風流溫濕度傳感器的信號輸出端與數據采集器的輸入端相連，數據采集器的輸出端與控制器相連，控制器與顯示器相連。上述礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺中，每排噴嘴單元上的噴嘴方向可調節。上述礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺中，所述熱濕狀態參數營造單元中包括多組營造模塊，每組營造模塊均包括依次設置的冷/熱水表面換熱器、電輔助加熱器、噴霧加濕器。本專利技術的有益效果在于:本專利技術包括熱濕狀態參數營造單元和噴淋式冷/熱回收單元，熱濕狀態參數營造單元可實現多種礦井排風熱濕狀態參數的模擬;噴淋式冷/熱回收單元可實現多種噴嘴排數組合、多種噴水方向組合、多種噴水量送風量組合、多種噴水溫度送風溫度組合下的冷/熱回收量與回收效率的模擬;本礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺可以根據需要模擬多種礦井排風熱濕狀態，模擬研究多種噴淋方案的熱回收效率，模擬研究各影響因素對熱回收效率的影響，因此，可針對具體礦山風井排風參數模擬其冷/熱回收量與回收效率，進而指導礦山現場礦井排風冷/熱回收裝置和冷/熱利用系統的設計?！靖綀D說明】圖1為本專利技術的結構示意圖?！揪唧w實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的說明。如圖1所示，本專利技術包括熱濕狀態參數營造單元、噴淋式冷/熱回收單元、熱栗單元、數據檢測單元、數據采集單元。所述熱濕狀態參數營造單元包括風機1、對開調節閥2、兩組營造模塊，每組營造模塊均包括依次設置的冷/熱水表面換熱器3、電輔助加熱器4、噴霧加濕器5，風機I安裝在空氣管道的首端，空氣管道內依次設有對開調節閥2、冷/熱水表面換熱器3、電輔助加熱器4和噴霧加濕器5，由于實驗環境空氣參數與礦井排風參數相差甚遠，熱濕狀態參數營造單元通過風機I將實驗環境空氣引入實驗空氣管道內，然后經空氣管道內布置的冷/熱水表面換熱器3、電輔助加熱器4和噴霧加濕器5處理至設定的礦井排風熱濕狀態。實驗時，通過調節冷/熱水表面換熱器3水流量、電輔助加熱器4功率及噴霧加濕器5加濕量等實現各種設定礦井排風熱濕狀態的模擬;為了高精度地模擬礦井排風熱濕狀態參數，同時布置兩組營造模塊；其中，冷/熱水表面換熱器3利用熱栗單元產生的冷/熱水。對開調節閥2用于調節風機I送入系統的風量。所述噴淋式冷/熱回收單元包括冷/熱水集水池6、噴淋水栗10、第一控制閥13、多排噴嘴單元7和汽水分離段18，所述多排噴嘴單元7設置在空氣管道后方的垂直或水平段風道內，冷/熱水集水池6位于多排噴嘴單元7正下方，冷/熱水集水池6分設并作保溫隔熱處理。噴淋水栗10的一端與冷/熱水集水池6相連，另一端分別與多排噴嘴單元7相連，噴淋水栗10與每排噴嘴單元7相連的管道上均設有第一控制閥13，所述熱栗單元分別與冷/熱水表面換熱器3、冷/熱水集水池6相連。多排噴嘴單元7完全并聯設置，通過各第一控制閥13實現每排單獨開啟或多排同時開本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種礦井排風廢冷/熱回收模擬實驗平臺，其特征在于：包括熱濕狀態參數營造單元、噴淋式冷/熱回收單元和熱泵單元，所述熱濕狀態參數營造單元包括風機、對開調節閥、冷/熱水表面換熱器、電輔助加熱器和噴霧加濕器，風機安裝在空氣管道的首端，空氣管道內依次設有對開調節閥、冷/熱水表面換熱器、電輔助加熱器和噴霧加濕器，所述噴淋式冷/熱回收單元包括冷/熱水集水池、噴淋水泵、第一控制閥和多排噴嘴單元，所述多排噴嘴單元設置在空氣管道后方的垂直或水平風道內，冷/熱水集水池位于多排噴嘴單元正下方，噴淋水泵的一端與冷/熱水集水池相連，另一端分別與多排噴嘴單元相連，噴淋水泵與每排噴嘴單元相連的管道上均設有第一控制閥，所述熱泵單元分別與冷/熱水表面換熱器、冷/熱水集水池相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉何清，熊慧靈，李伊潔，高黎穎，劉天宇，
申請(專利權)人：湖南科技大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43