【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及矿风取热，特别涉及一种深焓取热空气换热装置及矿井用新风系统。
技术介绍
1、在煤矿井口废热回收技术方面，废热的主要来源是热能密度较低的乏风，即热废气，其流量大，温度较低，一般在10-20摄氏度左右，具有一定的毒害成分和较高湿度；实际上在北方，冬季的温度一般能达到零下20-30摄氏度，此时回风温度相对于井口环境新风温度能够高出30-50摄氏度，是井口新风加热可资利用的良好低温热源；相对地，寒冷空气也是对乏风的良好冷源。
2、在针对乏风进行取热时，主要所采用的方式是利用换热器与乏风进行热交换，得到提高环境空气或进入矿井的空气的温度。然而，乏风温度相对较低，一般高于冰点10-20℃，当取热过程中乏风温度在冰点附近时，则会出现凝水结霜、结冰的情况，而出现结霜结冰不仅会堵塞乏风的通道，影响乏风的流通，而且由于冰是热的不良导体，导致冰点到环境温度的零下20到零下30摄氏度之间的热量无法得到有效利用，即会大大降低乏风与新风的换热效率，无法充分对乏风进行余热回收。
技术实现思路
1、有鉴于此，针对以上不足，有必要提出一种深焓取热空气换热装置及矿井用新风系统，以实现冰点之下的乏风取热，提高乏风的余热利用率。
2、第一方面，本专利技术提供了一种深焓取热空气换热装置，该换热装置包括：乏风输送组件、换热组件、第一新风风机、第二新风风机、新风出口管道和管箱；
3、所述换热组件包括：干冷模块、湿冷模块、霜冷模块和冰冷模块，且四个模从上到下依次相连设置，构成长方
4、所述第二新风风机的流量可调，用以通过调整第二新风风机的流量使乏风中的水汽在所述湿冷模块和霜冷模块中凝结成冰霜；所述湿冷模块和所述冰冷模块还设置有除冰组件，用于将湿冷模块和霜冷模块内凝结而成的冰霜去除。
5、优选的，所述乏风输送组件包括：n个乏风风机、合风室和乏风入口管道；每一个乏风风机的进风端均用于连接一个煤矿乏风出口管路；所述合风室为进风口为n个，出风口为1个的混合腔室，该合风室的每一个进风口均与一个乏风风机的出风端连通，合风室的出风端与所述乏风入口管道的一端连通，乏风入口管道的另一端与所述干冷模块的上端连通，用以将煤矿乏风出风口处的乏风输送到换热组件中；其中，n≥1。
6、优选的，干冷模块、湿冷模块、霜冷模块和冰冷模块中，每一个模块均包括模块框架和换热板组；所述换热板组固定连接于所述模块框架中，所述模块框架由方钢构成立方体框架结构，立方体框架结构的上侧和下侧均设置有若干个工字钢横梁，立体框架结构的两侧均设置有若干个方钢纵梁；所述换热板组包括若干个换热板垂直交替放置，并固定安装而成，每一个换热板由两个管板和一个波形板构成，每个管板的上表面均有和波形板的波形面贴合的波形面，波形板截面为波形的两端分别固定连接于管板上，且贴合于管板的波形面；任意相邻的两个换热板之间，上层换热板的管板下表面与下层换热板的波形板截面为线型的一端固定连接，以构成两个相互垂直且不连通的通道。
7、优选的，所述波形板截面为波形的一端中，该波形边的两侧均设置有100mm的直边，用以固定连接该波形板的上下两个管板，且波形边上沿波形方向每500±10mm处均设置一个20mm的直边，用以固定连接该波形板和下端的管板；其中，20mm的直边均设置于波峰处。
8、优选的，所述干冷模块和冰冷模块的波形板为铝合金材料制备而成，湿冷模块和霜冷模块的波形板为导热硅材料制备而成。
9、优选的，所述除冰组件包括：第一导轨、第二导轨、第一直线电机、第二直线电机、运动杆和挤压件；所述第一导轨固定安装在模块框架上侧的工字钢横梁上，第二导轨固定安装在模块框架下侧的工字钢横梁上，运动杆的一端滑动固定在第一导轨上，另一端滑动固定在第二导轨上，所述运动杆包括若干个，其中每一个运动杆均位于一个由相邻两个波形板形成的乏风风道内，且每一个运动杆上均匀安装若干个挤压件；所述第一导轨的一端安装所述第一直线电机，所述第二导轨的一端安装所述第二直线电机，第一直线电机和第二直线电机用于驱动各运动杆沿导轨运动，以通过挤压件挤压导热硅材料制成的波形板变形，使冰霜掉落。
10、优选的，所述除冰组件包括若干组，且分别设置于模块框架上侧和下侧的各工字钢横梁上，且在同一时间段内，相邻两组除冰组件中的运动杆的运动方向相反。
11、优选的，各波形板和管板之间均通过密封条密封。
12、第二方面，本专利技术提供了一种矿井用新风系统，包括：若干个温度传感器、若干个湿度传感器、控制模块、风机变频器和如第一方面中任一所述的深焓取热空气换热装置；所述风机变频器与第二新风风机电性连接，用于通过调节输出频率对所述第二新风风机的流量进行调节；各温度传感器、湿度传感器、风机变频器均与所述控制模块电性连接；深焓取热空气换热装置的除冰组件与控制模块电性连接；
13、换热组件中干冷模块、湿冷模块、霜冷模块和冰冷模块的乏风和新风入口处及出口处均分别设置温度传感器和湿度传感器，用于监测当前区域的温度数据和湿度数据上传至所述控制模块；
14、所述控制模块，用于根据接收到的温度数据和湿度数据确定新风需要调整的调整量，并根据该调整量通过所述变频器对第二新风风机的流量进行调节；
15、所述控制模块，还用于将所述湿冷模块的乏风入口处的温度传感器所采集到的温度数据与预设的除冰温度阈值进行比较，并在采集到的温度值不大于除冰温度阈值时，控制所述除冰组件工作，以对湿冷模块和霜冷模块内部的冰霜进行去除。
16、优选的，所述控制模块用于根据接收到的温度数据判断湿冷模块的温度是否位于-5℃～5℃的范围；若不在-5℃～5℃的温度范围内，则根据各数据计算所述变频器的输出频率，并控制所述变频器按照所计算出的输出频率工作。
17、由上述技术方案可知，本专利技术实施例提供的深焓取热空气换热装置及矿井用新风系统中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种深焓取热空气换热装置，其特征在于，该换热装置包括：乏风输送组件、换热组件、第一新风风机、第二新风风机、新风出口管道和管箱；
2.根据权利要求1所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，所述乏风输送组件包括：N个乏风风机、合风室和乏风入口管道；每一个乏风风机的进风端均用于连接一个煤矿乏风出口管路；所述合风室为进风口为N个，出风口为1个的混合腔室，该合风室的每一个进风口均与一个乏风风机的出风端连通，合风室的出风端与所述乏风入口管道的一端连通，乏风入口管道的另一端与所述干冷模块的上端连通，用以将煤矿乏风出风口处的乏风输送到换热组件中；其中，N≥1。
3.根据权利要求1所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，干冷模块、湿冷模块、霜冷模块和冰冷模块中，每一个模块均包括模块框架和换热板组；所述换热板组固定连接于所述模块框架中，所述模块框架由方钢构成立方体框架结构，立方体框架结构的上侧和下侧均设置有若干个工字钢横梁，立体框架结构的两侧均设置有若干个方钢纵梁；所述换热板组包括若干个换热板垂直交替放置，并固定安装而成，每一个换热板由两个管板和一个波形板构成，每个管板的
4.根据权利要求3所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，所述波形板截面为波形的一端中，该波形边的两侧均设置有100mm的直边，用以固定连接该波形板的上下两个管板，且波形边上沿波形方向每500±10mm处均设置一个20mm的直边，用以固定连接该波形板和下端的管板；其中，20mm的直边均设置于波峰处。
5.根据权利要求3所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，所述干冷模块和冰冷模块的波形板为铝合金材料制备而成，湿冷模块和霜冷模块的波形板为导热硅材料制备而成。
6.根据权利要求5所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，所述除冰组件包括：第一导轨、第二导轨、第一直线电机、第二直线电机、运动杆和挤压件；所述第一导轨固定安装在模块框架上侧的工字钢横梁上，第二导轨固定安装在模块框架下侧的工字钢横梁上，运动杆的一端滑动固定在第一导轨上，另一端滑动固定在第二导轨上，所述运动杆包括若干个，其中每一个运动杆均位于一个由相邻两个波形板形成的乏风风道内，且每一个运动杆上均匀安装若干个挤压件；所述第一导轨的一端安装所述第一直线电机，所述第二导轨的一端安装所述第二直线电机，第一直线电机和第二直线电机用于驱动各运动杆沿导轨运动，以通过挤压件挤压导热硅材料制成的波形板变形，使冰霜掉落。
7.根据权利要求6所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，所述除冰组件包括若干组，且分别设置于模块框架上侧和下侧的各工字钢横梁上，且在同一时间段内，相邻两组除冰组件中的运动杆的运动方向相反。
8.根据权利要求3所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，各波形板和管板之间均通过密封条密封。
9.一种矿井用新风系统，其特征在于，包括：若干个温度传感器、若干个湿度传感器、控制模块、风机变频器和如权利要求1-8中任一所述的深焓取热空气换热装置；所述风机变频器与第二新风风机电性连接，用于通过调节输出频率对所述第二新风风机的流量进行调节；各温度传感器、湿度传感器、风机变频器均与所述控制模块电性连接；深焓取热空气换热装置的除冰组件与控制模块电性连接；
10.根据权利要求9所述的矿井用新风系统，其特征在于，所述控制模块用于根据接收到的温度数据判断湿冷模块的温度是否位于-5℃~5℃的范围；若不在-5℃~5℃的温度范围内，则根据各数据计算所述变频器的输出频率，并控制所述变频器按照所计算出的输出频率工作。
...【技术特征摘要】
1.一种深焓取热空气换热装置，其特征在于，该换热装置包括：乏风输送组件、换热组件、第一新风风机、第二新风风机、新风出口管道和管箱；
2.根据权利要求1所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，所述乏风输送组件包括：n个乏风风机、合风室和乏风入口管道；每一个乏风风机的进风端均用于连接一个煤矿乏风出口管路；所述合风室为进风口为n个，出风口为1个的混合腔室，该合风室的每一个进风口均与一个乏风风机的出风端连通，合风室的出风端与所述乏风入口管道的一端连通，乏风入口管道的另一端与所述干冷模块的上端连通，用以将煤矿乏风出风口处的乏风输送到换热组件中；其中，n≥1。
3.根据权利要求1所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，干冷模块、湿冷模块、霜冷模块和冰冷模块中，每一个模块均包括模块框架和换热板组；所述换热板组固定连接于所述模块框架中，所述模块框架由方钢构成立方体框架结构，立方体框架结构的上侧和下侧均设置有若干个工字钢横梁，立体框架结构的两侧均设置有若干个方钢纵梁；所述换热板组包括若干个换热板垂直交替放置，并固定安装而成，每一个换热板由两个管板和一个波形板构成，每个管板的上表面均有和波形板的波形面贴合的波形面，波形板截面为波形的两端分别固定连接于管板上，且贴合于管板的波形面；任意相邻的两个换热板之间，上层换热板的管板下表面与下层换热板的波形板截面为线型的一端固定连接，以构成两个相互垂直且不连通的通道。
4.根据权利要求3所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，所述波形板截面为波形的一端中，该波形边的两侧均设置有100mm的直边，用以固定连接该波形板的上下两个管板，且波形边上沿波形方向每500±10mm处均设置一个20mm的直边，用以固定连接该波形板和下端的管板；其中，20mm的直边均设置于波峰处。
5.根据权利要求3所述的深焓取热空气换热装置，其特征在于，所述干冷模块和冰冷模块的波...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁文捷，罗小明，雒宵，杨成，摆志国，崔昊，马勇勇，贺文倩，王浩，周双，韩小燕，郑玉芳，郝洪涛，李宏燕，詹银晓，徐艳茹，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：发明
国别省市：
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