一种基于余热回收的井筒保温系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于余热回收的井筒保温系统，包括余热回收系统和井筒保温系统；所述余热回收系统包括热流体和换热器，所述热流体从换热器的低温侧流出，所述热流体包括气体和液体两种形态；所述井筒保温系统包括冷流体、热交换装置和储能装置，所述冷流体从换热器的高温侧流出，并经过所述热交换装置将所述冷流体内热量交换转移到储能装置内，所述冷流体包括气体和液体两种形态；所述冷流体为单向流体或循环流体。本发明专利技术能够充分利用井筒附近及其自身的废气热能，对井筒进行保温，不仅充分利用废弃的热能，还能高效将热能转换，储存在储能系统内，极大降低井筒保温的成本。极大降低井筒保温的成本。极大降低井筒保温的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于余热回收的井筒保温系统


[0001]本专利技术涉及井筒保温
，尤其涉及一种基于余热回收的井筒保温系统。

技术介绍

[0002]井筒冬季结冰情况严重，每年冬季井筒保温主要采取燃煤锅炉加热井口房的暖气片，通过暖气片加热送入井筒的空气来防止井筒结冰，由于锅炉热效率低、井筒进风量大，进入井筒空气的实际温度很难达到计算温度，保温不理想。而且能源浪费大，无法有效利用井筒附近废弃能源再利用技术，导致工矿企业、自燃能源的浪费。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于余热回收的井筒保温系统，解决了冬季井筒保温能源浪费大，不能有效利用废弃能源的问题。
[0004]根据本专利技术提出一种基于余热回收的井筒保温系统，包括余热回收系统和井筒保温系统；
[0005]所述余热回收系统包括热流体和换热器，所述热流体从换热器的低温侧流出，所述热流体包括气体和液体两种形态；
[0006]所述井筒保温系统包括冷流体、热交换装置和储能装置，所述冷流体从换热器的高温侧流出，并经过所述热交换装置将所述冷流体内热量交换转移到储能装置内，所述冷流体包括气体和液体两种形态；
[0007]所述冷流体为单向流体或循环流体。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述换热器为换热管式换热器或热泵换热式换热器中一种。
[0009]在本专利技术的另一些实施例中，所述换热管式换热器为整体式热管或分离式热管中一种，所述热泵换热式换热器为喷淋式换热器或间壁式换热器中一种。
[0010]在本专利技术的另一些实施例中，所述热流体中液体的为工业热废水、发电站冷却废水或太阳能循环热水中一种，所述热流体中气体的为矿井回风、燃烧炉废气和工业热废气中一种。
[0011]在本专利技术的另一些实施例中，所述冷流体中气体为室外空气，所述冷流体中液体为水、氟利昂或导热油中一种。
[0012]在本专利技术的另一些实施例中，所述热交换装置包括液体热量交换器和气体热量交换器。
[0013]在本专利技术的另一些实施例中，所述储能装置包括储能热水罐和储能电池。
[0014]在本专利技术的另一些实施例中，所述换热器的低温侧和高温侧均设有温度传感器，根据所述低温侧和高温侧流体的温度差来调节热流体和冷流体的流速，温差越大流速越小。
[0015]本专利技术中，能够充分利用井筒附近及其自身的废气热能，对井筒进行保温，不仅充分利用废弃的热能，还能高效将热能转换，储存在储能系统内，极大降低井筒保温的成本。
附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0017]图1为本专利技术提出的整体式热管的原理示意图。
[0018]图2为本专利技术提出的整体式热管的结构示意图。
[0019]图3为本专利技术提出的分离式热管的原理示意图。
[0020]图4为本专利技术提出的分离式热管的结构示意图。
[0021]图5为本专利技术提出的喷淋式换热的结构示意图。
[0022]图6为本专利技术提出的间壁式换热的结构示意图。
[0023]图中，1、热管；2、翅片；3、蒸汽工质；4、液体工质；5、高温流体；6、隔板；7、低温流体；8、低温热换介质；9、高温热换介质；10、回风井；11、回水槽；12、集水池；13、热泵机组；14、水源热泵系统；15、热利用系统；16、第一循环泵；17、上升管路；18、下降管路；19、主扇；20、风道；21、软连接；22、低温热源系统；23、第一风道阀门；24、换热器；25、第二风道阀门；26、第二循环泵。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]本专利技术提出的一种基于余热回收的井筒保温系统，包括余热回收系统和井筒保温系统；
[0026]所述余热回收系统包括热流体和换热器，所述热流体从换热器的低温侧流出，所述热流体包括气体和液体两种形态；
[0027]所述井筒保温系统包括冷流体、热交换装置和储能装置，所述冷流体从换热器的高温侧流出，并经过所述热交换装置将所述冷流体内热量交换转移到储能装置内，所述冷流体包括气体和液体两种形态；
[0028]所述冷流体为单向流体或循环流体。
[0029]余热回收系统主要对废弃的气体或液体内热量进行回收。井筒保温中，矿井回风热量高，直接排放，能量浪费严重，因此，采用图2的余热回收非常适合矿井回风的热量回收。
[0030]在热流体中，气体内的余热回收常常采用煤矿等的燃烧废气，还有工业燃烧废气，这些直接排放热量大，污染严重，若能充分利用余热，将极大减少矿井保温的成本。对于液体余热，工业废水、发电站冷却循环废水等都是含有大量余热的废水，充分利用，将极大减少能源浪费。
[0031]而在余热回收过程中，能源回收多时，无法直接全部用作井筒保温，可以进行对能量进行储藏，利用水罐或蓄电池等储存能量。
[0032]而在这个余热回收，能量储藏过程，需要换热器、能量转换装置等。图1
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图6举出部
分能量转换回收和储藏的一些方式。图1和图2为本专利技术提出的整体式热管的原理示意图。如图1和图2所示，一种基于余热回收的井筒保温系统，包括热管1，热管1外壁上均匀设置有多个翅片2。隔板6设置在热管外壁1上。隔板6以上的热管部分为放热段，隔板6以下的热管部分为受热段。蒸汽工质3或高温流体5流过热管的受热段外壁，液体工质4流入热管内部，蒸汽工质3或高温流体5加热液体工质4，将蒸汽工质3或高温流体5的热量回收。受热后的液体工质4沿着热管向上流动到热管的放热段。低温流体7流过热管的放热段的外壁，与热管内的液体工质4进行换热。热管1外壁上均匀设置有多个翅片2使热量交换更加充分，在本实施例中，利用室外新风进入热管1内部，利用矿井进风实现风的流出，随后利用自主扇实现矿井回风，使得风到达热管1的底部，利用热管1内部设置有翅片2的导热，实现热能的交换，随后经过矿井排风实现携带着热能的风的排出。在本实施例中，可以同时利用气体和液体进行热能的回收，从而避免能源的浪费。
[0033]作为本申请的进一步实施例，请参阅图3和图4，是本申请提出的关于分离式热管的原理图，包括高温热换介质9、低温热换介质8、上升管路17和下降管路18，所述热管1分为上下两侧，分别为高温侧和低温侧，高温侧和低温侧通过高温热换介质9和低温热换介质8进行连接实现温度的交换，在低温侧联通设置有室外空气的进入，在另一侧联通设置有矿井进风的输出端，在高温侧联通设置有矿井回风的进入，在高温侧的另一侧设置有矿井出风的输出端，其中利用上升管路17和下降管路18实现对液体的流通，其中在低温侧实现对冷流体的进入，冷流体经过低温侧从而在热管1内部到达高温侧，随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于余热回收的井筒保温系统，其特征在于：包括余热回收系统和井筒保温系统；所述余热回收系统包括热流体和换热器，所述热流体从换热器的低温侧流出，所述热流体包括气体和液体两种形态；所述井筒保温系统包括冷流体、热交换装置和储能装置，所述冷流体从换热器的高温侧流出，并经过所述热交换装置将所述冷流体内热量交换转移到储能装置内，所述冷流体包括气体和液体两种形态；所述冷流体为单向流体或循环流体。2.根据权利要求1所述的一种基于余热回收的井筒保温系统，其特征在于：所述换热器为换热管式换热器或热泵换热式换热器中一种。3.根据权利要求2所述的一种基于余热回收的井筒保温系统，其特征在于：所述换热管式换热器为整体式热管或分离式热管中一种，所述热泵换热式换热器为喷淋式换热器或间壁式换热器中一种。4.根据权利要求1所述的一种基于余热回收的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟伟，丁超，杨立中，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：