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El papel de los intercambiadores de calor de pared intermedia en proyectos de aprovechamiento del calor residual del aire de retorno de los conductos de ventilación de las minas de carbón

En el proyecto de aprovechamiento del calor de los gases de escape de los pozos de ventilación de minas de carbón, el intercambiador de calor de pared intermedia es un equipo fundamental para la transferencia segura de calor. Su función no solo reside en la eficiencia del intercambio de calor, sino también en garantizar la seguridad y la fiabilidad operativa del sistema. Las funciones específicas del intercambiador de calor de pared intermedia son las siguientes:

Para lograr los objetivos de protección contra la congelación del pozo y calefacción invernal en la zona del pozo auxiliar, el intercambiador de calor de pared intermedia se encarga de aislar de forma segura el aire de retorno a alta temperatura del aire fresco o del medio limpio, a la vez que permite un intercambio de calor eficiente. Sus principales funciones incluyen:

Recuperación y utilización eficiente del calor residual del aire de retorno

Al utilizar el importante calor sensible transportado por el aire de retorno, el calor se transfiere de manera estable a los sistemas de aire fresco o agua caliente a través de la pared intermedia de metal, lo que eleva la temperatura del aire fresco entrante al eje a más de 2 °C, cumpliendo con los requisitos de protección contra el congelamiento.

Garantizar la limpieza y la seguridad durante el intercambio de calor

El aire de retorno contiene polvo, humedad e incluso trazas de gases nocivos, que no pueden entrar directamente al sistema de aire fresco. La estructura de pared intermedia aísla eficazmente los medios fríos y calientes, evitando la contaminación cruzada y garantizando la calidad del aire subterráneo y la seguridad operativa.

Mejorar la fiabilidad operativa del sistema de calefacción

El intercambiador de calor posee una estructura robusta y un funcionamiento estable, generando calor incluso en condiciones de frío extremo. Esto garantiza la continuidad y fiabilidad de la calefacción invernal en el pozo auxiliar, reduciendo la carga operativa y los riesgos asociados a los sistemas tradicionales de calefacción eléctrica y calderas.

Promoción de la conservación de energía, la reducción de emisiones y el desarrollo de minas ecológicas

Gracias a un intercambio de calor eficiente, el consumo de energía para calefacción y los costos operativos se reducen significativamente, disminuyendo así las emisiones de carbono. Esto proporciona apoyo técnico a las minas de carbón para lograr una producción limpia y una transformación ecológica.

 

Traducido con DeepL.com (versión gratuita)

Caja de extracción de calor de escape de mina con intercambiador de calor aire-aire incorporado

El intercambiador de calor aire-aire integrado en la caja de extracción de calor de los gases de escape de la mina es un dispositivo diseñado específicamente para recuperar el calor residual del aire de escape. Los gases de escape de la mina son los gases residuales de baja temperatura y alta humedad que se descargan en ella, y que suelen contener cierta cantidad de calor, pero que tradicionalmente se descargan directamente sin ser utilizados. Este dispositivo utiliza un intercambiador de calor aire-aire integrado para transferir el calor del aire de escape a otra corriente de aire frío, logrando así la recuperación del calor residual.

Principio de funcionamiento
Falta de entrada de aire: El aire de la mina se introduce en la caja de extracción de calor a través del sistema de ventilación. La temperatura del aire de escape suele rondar los 20 °C (la temperatura específica varía según la profundidad de la mina y el entorno), y la humedad es relativamente alta.
Función del intercambiador de calor aire-aire: El intercambiador de calor aire-aire integrado suele tener una estructura de placas o tubos, y el aire de escape y el aire frío intercambian calor a través de una partición en el intercambiador. El calor generado por la falta de viento se transfiere al aire frío, sin que ambos flujos de aire se mezclen directamente.
Salida de calor: Después de calentarse mediante intercambio de calor, el aire frío se puede usar para anticongelar la entrada de aire de la mina, calentar edificios del área minera o producir agua caliente sanitaria, mientras que el aire de escape se descarga a una temperatura más baja después de liberar calor.
Características y ventajas
Eficientes y ahorradores de energía: Los intercambiadores de calor aire-aire no requieren fluidos de trabajo adicionales y aprovechan directamente la transferencia de calor aire-aire. Presentan una estructura sencilla y bajos costos operativos.
Respeto al medio ambiente: al reciclar el calor de los gases de escape y reducir el desperdicio de energía, cumple con los requisitos de un desarrollo verde y con bajas emisiones de carbono.
Fuerte adaptabilidad: el equipo se puede personalizar y diseñar de acuerdo con el caudal y la temperatura del escape de la mina, adecuado para minas de diferentes escalas.
Fácil mantenimiento: en comparación con los sistemas de tubos de calor o bombas de calor, los intercambiadores de calor aire-aire tienen una estructura relativamente simple y requieren menos mantenimiento.
Escenarios de aplicación
Anticongelación en boca de pozo: Utilizar el calor recuperado para calentar la entrada de aire de la mina y evitar la congelación en invierno.
Calefacción de edificios: suministro de calefacción a edificios de oficinas, dormitorios, etc. en la zona minera.
Suministro de agua caliente: Combinado con el sistema posterior, proporciona una fuente de calor para agua caliente sanitaria en el área minera.
precauciones
Tratamiento de humedad: Debido a la alta humedad del aire de escape, el intercambiador de calor puede enfrentar el problema de la acumulación de agua de condensación y es necesario diseñar un sistema de drenaje o materiales anticorrosión.
Eficiencia de transferencia de calor: La eficiencia de un intercambiador de calor aire-aire está limitada por la capacidad calorífica específica y la diferencia de temperatura del aire, y el calor recuperado puede no ser tan alto como el de un sistema de bomba de calor, pero su ventaja radica en su estructura simple.

Intercambiador de calor de recuperación de calor residual de ventilación de minas

Los intercambiadores de calor de recuperación de calor residual de ventilación de minas son dispositivos que se utilizan para recuperar y utilizar el calor residual generado por los sistemas de ventilación de minas. En las operaciones mineras subterráneas, durante el proceso de ventilación se produce una cantidad importante de calor, que normalmente se vierte a la atmósfera como residuo.

El propósito de un intercambiador de calor de recuperación de calor residual es capturar y transferir el calor del aire de ventilación de la mina a otro medio, como agua o aire, para su uso posterior. El intercambiador de calor normalmente se instala en el sistema de ventilación, donde el aire caliente de ventilación pasa a través de él, transfiriendo su calor al medio secundario.

El proceso de transferencia de calor en el intercambiador de calor permite que el aire de ventilación se enfríe y al mismo tiempo se calienta el medio secundario. El medio secundario calentado se puede utilizar para diversas aplicaciones, como calefacción de espacios, calentamiento de agua o incluso generación de energía.

Al implementar intercambiadores de calor de recuperación de calor residual en los sistemas de ventilación de minas, la energía térmica que de otro modo se desperdiciaría se puede recuperar y utilizar de manera efectiva, lo que resulta en ahorros de energía y una mejor eficiencia energética general de la operación minera. Este enfoque no sólo reduce el consumo de energía sino que también contribuye a una industria minera más sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

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