Der im Abluftwärmerückgewinnungskasten integrierte Luft-Luft-Wärmetauscher dient der Rückgewinnung von Abwärme aus der Grubenabluft. Grubenabluft bezeichnet das kalte, feuchte Abgas, das aus einem Bergwerk austritt und üblicherweise Wärme enthält, aber traditionell ungenutzt abgeleitet wird. Dieses Gerät nutzt einen integrierten Luft-Luft-Wärmetauscher, um Wärme aus der Abluft auf einen Kaltluftstrom zu übertragen und so die Abwärme zurückzugewinnen.
Arbeitsprinzip
Luftmangel: Der im Bergwerk herrschende Luftmangel führt über das Belüftungssystem in die Wärmeabfuhrbox. Die Temperatur der Abluft liegt im Allgemeinen bei etwa 20 °C (die genaue Temperatur variiert je nach Bergwerkstiefe und Umgebungsbedingungen), und die Luftfeuchtigkeit ist relativ hoch.
Funktionsweise eines Luft-Luft-Wärmetauschers: Der eingebaute Luft-Luft-Wärmetauscher ist üblicherweise als Platten- oder Rohrkonstruktion ausgeführt. Abluft und Kaltluft tauschen Wärme durch eine Trennwand im Wärmetauscher aus. Die Wärme aus dem fehlenden Luftstrom wird an die Kaltluft abgegeben, wobei sich die beiden Luftströme nicht direkt vermischen.
Wärmeausbeute: Die durch einen Wärmeaustausch erwärmte Kaltluft kann zum Einfrieren der Grubenluftansaugung, zur Beheizung von Gebäuden im Grubenbereich oder zur Warmwasserbereitung genutzt werden, während die Abluft nach der Wärmeabgabe mit einer niedrigeren Temperatur abgeleitet wird.
Eigenschaften und Vorteile
Effizient und energiesparend: Luft-Luft-Wärmetauscher benötigen keine zusätzlichen Arbeitsmedien und nutzen direkt die Wärmeübertragung von Luft zu Luft. Sie zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau und niedrige Betriebskosten aus.
Umweltfreundlichkeit: Durch die Wiederverwertung der Abwärme und die Reduzierung von Energieverschwendung erfüllt es die Anforderungen einer grünen und kohlenstoffarmen Entwicklung.
Hohe Anpassungsfähigkeit: Die Ausrüstung kann individuell an die Durchflussrate und Temperatur der Grubenabgase angepasst und ausgelegt werden und eignet sich somit für Gruben unterschiedlicher Größe.
Wartungsfreundlich: Im Vergleich zu Wärmerohr- oder Wärmepumpensystemen weisen Luft-Luft-Wärmetauscher eine relativ einfache Struktur auf und benötigen weniger Wartung.
Anwendungsszenarien
Frostschutz am Bohrlochkopf: Die zurückgewonnene Wärme wird genutzt, um die Luftansaugung der Grube zu erwärmen und so ein Einfrieren im Winter zu verhindern.
Gebäudeheizung: Bereitstellung von Heizung für Bürogebäude, Wohnheime usw. im Bergbaugebiet.
Warmwasserversorgung: In Kombination mit dem nachfolgenden System dient sie als Wärmequelle für das Brauchwarmwasser im Bergbaugebiet.
Vorsichtsmaßnahmen
Feuchtigkeitsbehandlung: Aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit in der Abluft kann es im Wärmetauscher zu Kondenswasseransammlungen kommen, weshalb ein Entwässerungssystem oder korrosionsbeständige Materialien vorgesehen werden müssen.
Wärmeübertragungseffizienz: Die Effizienz eines Luft-Luft-Wärmetauschers ist durch die spezifische Wärmekapazität und die Temperaturdifferenz der Luft begrenzt, und die zurückgewonnene Wärme ist möglicherweise nicht so hoch wie bei einem Wärmepumpensystem, aber sein Vorteil liegt in seiner einfachen Struktur.