專利名稱：礦用低溫制冷降溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對礦井進行降溫，創(chuàng)造出低溫環(huán)境的裝置。
背景技術(shù)：
我國探明的煤炭儲量中，1000 2000m深處的煤炭儲量占總儲量的53.2%，故礦 井開采的深度在不斷增加，隨著礦井開采深度的不斷增加，礦井工作地點工作環(huán)境越 來越熱，即熱害越來越嚴重。據(jù)統(tǒng)計我國有多對礦井的采掘工作面風(fēng)流溫度超過30'C。 如此多的熱害礦井，如果不研究出成熟的降溫技術(shù)和裝備，煤炭資源的開采和利用就 會很困難，影響整個國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，因此礦井高溫?zé)岷σ呀?jīng)成為一個不容忽 視且急需解決的問題。
總結(jié)國內(nèi)外礦用制冷裝置，主要有以下幾種
第一種冷水機組制冷即采用離心、螺桿、活塞制冷機組制取5'C左右的冷水 向工作面供應(yīng)，通過噴淋或表冷設(shè)備實現(xiàn)工作地點的降溫。它分為地面、井下或地面-井下聯(lián)合三種。其主要缺點是:煤礦工作地點分散，要求的供冷距離較長，一般為5000 lOOOOm，甚至更長，由.于制冷裝置制取的冷水溫度為5°0左右，當(dāng)冷水到達工作面時， 由于長距離輸送水溫上升，升幅會超過10'C，降溫效果較差，降溫幅度只有3 4'C。
第二種移動空調(diào)(或稱冷風(fēng)機)主流設(shè)備以德國Herco公司、WAT公司生產(chǎn) 的移動設(shè)備為主，其原理類似于家用分體空調(diào)，壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器分離。其主 要缺點是降溫效果差、投資大。如河北梧桐莊煤礦投資1300萬元，服務(wù)一個工作面， 溫度降幅為1.5°C，淮南潘三礦投資4000萬元，工作面降溫幅度為2"C左右。對于35 'C以上工作面而言，降溫后的溫度仍然超過國家規(guī)定。
第三種制冰設(shè)備目前有三種裝置， 一是德國產(chǎn)的流冰設(shè)備，另一種是以色列 產(chǎn)的真空制冰機，最后一種是國產(chǎn)的片冰機或板冰機。制冰設(shè)備的共同缺點是在配
足制冰量的前提下可以確保井下工作地點的降溫效果，但運行成本高。如平煤六礦，
—套日產(chǎn)360噸冰/日的制冰裝置，服務(wù)一個工作面，日耗電量32000kWh。以色列產(chǎn) 的真空制冰設(shè)備，也可利用電廠余熱，但引進該設(shè)備的費用高，如單臺日產(chǎn)冰400噸/ 日的制冰機約需人民幣1600萬元。德產(chǎn)流冰設(shè)備也是采用電作為驅(qū)動力，運行成本與 國產(chǎn)片冰機或板冰機的運行成本相差不大。
現(xiàn)有《一種礦井冰冷低溫輻射降溫系統(tǒng)》(專利號200420002466)，該降溫系統(tǒng)
中設(shè)置地面制冰設(shè)備、輸冰設(shè)施、通過輸冰設(shè)施與地面制冰設(shè)備相連通的井下融冰池， 通過冷水輸送管路與井下融冰池相連通的工作面吸熱裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種運行成本低、降溫性能穩(wěn)定、 降溫效果好的礦用低溫制冷降溫裝置。
本實用新型目的的實現(xiàn)方式為，礦用低溫制冷降溫裝置，溴化鋰吸收式冷水機組 l和/或乙二醇制冷機組2、地面回水箱3、冷凍水泵4依次通過管道連接，溴化鋰吸收 式冷水機組1有蒸汽或燃氣連接管13、凝結(jié)水連接管或煙氣連接管14、冷卻水供、回 冰管15、 16及供配電源連接件，乙二醇制冷機組2有冷卻水供、回水管道17、 18及 供配電源連接件，冷凍水泵4通過供液管道9與井下高低壓換冷器5的高壓入口相聯(lián)， 井下高低壓換冷器5的高壓出口通過乙二醇溶液回水管10與溴化鋰吸收式冷水機組1 的蒸發(fā)器相聯(lián)，高低壓換冷器5的低壓側(cè)通過供冷管道11與工作地點的礦用高壓組合 式空冷器8的入水口相連，礦用高壓組合式空冷器8的出水口通過回水管12與井下回 水箱7的頂部相連，井下冷水泵6吸水口與7的底部相連，出口通過管道12與井下高 低壓換冷器5的低壓側(cè)相連接，
本實用新型的礦井低溫制冷降溫裝置是把溴化鋰吸收式冷水機組1、乙二醇制冷 機組2安裝在地面，利用瓦斯電站及矸石電廠余熱作為溴化鋰吸收式冷水機組的動力， 制出的低溫乙二醇溶液通過管道輸送至乙二醇制冷機組，進行二級冷卻，并將乙二醇 溶液的溫度降低至-l -5"C，然后通過乙二醇溶液供液管道9輸送至井下高低壓換冷器 5的高壓側(cè)，經(jīng)過冷熱交換后返回地面溴化鋰吸收式冷水機組1的蒸發(fā)器入口進行循 環(huán)降溫。同時來自工作地點的礦用高壓組合式空冷器8，水溫為13 20'C的熱水通過 回水管12，進入高低壓換冷器5的低壓入口，與高壓、低溫乙二醇溶液進行熱交換后 溫度降為1 3'C，通過井下冷水泵6輸送至工作地點的礦用高壓組合式空冷器8，循 環(huán)降溫。礦用高壓組合式空冷器的入風(fēng)溫度為33 35'C，出風(fēng)溫度為13 18X:,將冷 風(fēng)通過風(fēng)筒送至工作地點，實現(xiàn)礦井降溫。
本實用新型與上述三種礦井制冷裝置相比具有如下特點
充分利用瓦斯電站及矸石電廠余熱，節(jié)能減排,運行成本只有電制冰降溫的1/3 1,4 ，并比冷水機組制冷的運行成本節(jié)省20%以上；
降溫性能穩(wěn)定、降溫效果好，采掘工作面降溫幅度為8 14 °C ，而電制冰降溫 的效果只有3 5 'C，冷水iL組制冷降溫的效果為3 4'C，移動空調(diào)的降溫效果只 有1 2。C;
設(shè)備投資低，比移動空調(diào)或電制冰降溫省投資30%以上，與冷水機組制冷降溫的 教資持平；符合國家節(jié)能政策，為余熱余壓利用開辟了新途徑。


附圖是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
參照附圖，本實用新型由以圖上地表線19劃分，分地面和井下兩個部分。地面部 分主要由溴化鋰吸收式冷水機組l、乙二醇制冷機組2、地面回水箱3、冷凍水泵4組 威；井下部分主要由高低壓換冷器5、井下冷水泵6、井下回水箱7及礦用高壓組合式 控冷器8組成。溴化鋰吸收式冷水機組1和乙二醇制冷機組2可同時使用，也可單獨 傻用。
高低壓換冷器5分高壓側(cè)(殼側(cè)、管外)和低壓側(cè)(管側(cè)、管內(nèi))，本實用新型要 球高壓側(cè)能承受6.4 10.0Mpa的壓力，低壓側(cè)一般能承受1.6 2.5Mpa的壓力。在本 實用新型中，高壓側(cè)為乙二醇溶液，低壓側(cè)為普通水，兩側(cè)之間只通過銅管進行熱交 教。
高壓側(cè)乙二醇溶液循環(huán)的方式是溴化鋰吸收式冷水機組l的蒸發(fā)器與乙二醇制
^機組2的蒸發(fā)器通過乙二醇溶液回水管10相連，并通過管道送至地面回水箱3，地 面回水箱3與冷凍水泵4的吸入口相連，冷凍水泵4的出口通過乙二醇溶液供液管道 9與井下高低壓換冷器5的高壓入口相聯(lián)，井下高低壓換冷器5的高壓出口通過乙二 醇溶液回水管10與溴化鋰吸收式冷水機組1的蒸發(fā)器相聯(lián)，形成高壓乙二醇溶液循環(huán)。 低壓側(cè)水循環(huán)方式是高低壓換冷器5的低壓側(cè)通過供冷管道11與工作地點的 礦用高壓組合式空冷器8的入水口相連，礦用高壓組合式空冷器8的出水口通過回水 管12與井下回水箱7的頂部相連，井下冷水泵6吸水口與井下回水箱7的底部相連， 井下冷水泵6的出口通過回水管12與高低壓換冷器5的低壓側(cè)相連接，形成低壓水循 環(huán)。在這一過程中高低壓換冷器5的低壓入口溫度為13 2(TC，低壓出口溫度為1 3 。C，礦用高壓組合式空冷器8的入口水溫度為3 5'C，出口水溫度為13 17'C;入風(fēng) 溫度為33 35'C，出風(fēng)溫度為13 18"C。
礦用高壓組合式空冷器8作用上類似地面建筑中央空調(diào)的風(fēng)機盤管，它的基本組 仵是蛇型紫銅管彎制而成，管內(nèi)為低溫的水，管外為空氣，通過風(fēng)流的流動和管內(nèi)水 的流動，發(fā)生冷熱交換。
本實用新型工作時，利用瓦斯電站及矸石電廠余熱通過蒸汽或燃氣管13向溴化錘 吸收式冷水機組輸送動力，進行一級冷卻，制出低溫乙二醇溶液或水，凝結(jié)水或煙氣
通過凝結(jié)水管或煙氣管14排出，制出的低溫乙二醇溶液通過管道輸送至乙二醇制冷機 組2，進行二級冷卻，并將乙二醇溶液的溫度降低至-l -5。C,然后通過地面回水箱3、 冷凍水泵4、乙二醇溶液供液管道9輸送至井下高低壓換冷器5的高壓側(cè)，經(jīng)過冷熱 交換后通過回水管IO，返回地面溴化鋰吸收式冷水機組1的蒸發(fā)器入口進行循環(huán)降溫。 在這一過程中溴化鋰吸收式冷水機組1的蒸發(fā)器乙二醇溶液入口溫度為10 17°C，乙 二醇制冷機組2的蒸發(fā)器出口溫度為-l -5'C，井下高低壓換冷器5的高壓入口乙二醇 溶液溫度為-l-l 3'C ，出口乙二醇溶液溫度為9 13°C 。
權(quán)利要求1、礦用低溫制冷降溫裝置，其特征在于溴化鋰吸收式冷水機組(1)和/或乙二醇制冷機組(2)、地面回水箱(3)、冷凍水泵(4)依次通過管道連接，溴化鋰吸收式冷水機組(1)有蒸汽或燃氣連接管(13)、凝結(jié)水連接管或煙氣連接管(14)、冷卻水供、回水管(15、16)及供配電源連接件，乙二醇制冷機組(2)有冷卻水供、回水管道(17、18)及供配電源連接件，冷凍水泵(4)通過供液管道(9)與井下高低壓換冷器(5)的高壓入口相聯(lián)，井下高低壓換冷器(5)的高壓出口通過乙二醇溶液回水管(10)與溴化鋰吸收式冷水機組(1)的蒸發(fā)器相聯(lián)，高低壓換冷器(5)的低壓側(cè)通過供冷管道(11)與工作地點的礦用高壓組合式空冷器(8)的入水口相連，礦用高壓組合式空冷器(8)的出水口通過回水管(12)與井下回水箱(7)的頂部相連，井下冷水泵(6)吸水口與(7)的底部相連，出口通過管道(12)與井下高低壓換冷器(5)的低壓側(cè)相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的礦用低溫制冷降溫裝置，其特征在于溴化鋰吸收式冷水 教組(1)的蒸發(fā)器與乙二醇制冷機組(2)的蒸發(fā)器通過乙二醇溶液回水管(10)相 連，地面回水箱(3)與冷凍水泵(4)的吸入口相連，冷凍水泵(4)的出口通過乙二 醉溶液供液管道(9)與井下高低壓換冷器(5)的高壓入口相聯(lián)，井下高低壓換冷器(5)的高壓出口通過乙二醇溶液回水管(10)與溴化鋰吸收式冷水機組(1)的蒸發(fā) 器相聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的礦用低溫制冷降溫裝置，其特征在于高低壓換冷器(5) 飾低壓側(cè)通過供冷管道(11)與工作地點的礦用高壓組合式空冷器(8)的入水口相連， 礦用高壓組合式空冷器(8)的出水口通過回水管(12)與井下回水箱(7)的頂部相 連，井下冷水泵(6)吸水口與井下回水箱(7)的底部相連，井下冷水泵(6)的出口 通過回水管(12)與高低壓換冷器(5)的低壓側(cè)相連接。
專利摘要礦用低溫制冷降溫裝置，涉及一種對礦井進行降溫，創(chuàng)造出低溫環(huán)境的裝置。由地面和井下兩個部分組成。地面部分主要由溴化鋰吸收式冷水機組、乙二醇制冷機組、地面回水箱、冷凍水泵組成；井下部分主要由高低壓換冷器、井下冷水泵、井下回水箱及礦用高壓組合式空冷組成，各部件通過管道相連。本實用新型利用瓦斯電站及矸石電廠余熱作為動力，經(jīng)兩級冷卻的低溫乙二醇溶液輸送至井下高低壓換冷器的高壓側(cè)，冷熱交換后返回地面進行循環(huán)降溫，來自工作地點的熱水通過回水管，進入高低壓換冷器的低壓入口，熱交換后通過礦用高壓組合式空冷器產(chǎn)生13～18℃的冷風(fēng)對礦井降溫。本實用新型運行成本低、降溫性能穩(wěn)定、降溫效果好，降溫幅度8～14℃。
文檔編號E21F3/00GK201074522SQ20072008684
公開日2008年6月18日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者劉貴平, 衛(wèi)修君, 張建國, 歐陽廣斌, 胡春勝, 陳啟永 申請人:武漢星田熱環(huán)境控制技術(shù)有限公司