羊東礦風源熱泵工程

朱玲

摘要：因國家節能要求日益嚴格，許多燃煤鍋爐面臨著取締，為了滿足供熱需求，必須使用別的能源替代鍋爐。為此，因地制宜利用風源提取熱源滿足供熱需求。

關鍵詞：風源熱泵；熱回收；涌水余熱

中圖分類號：TU831.6 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）010-000-01

伴隨著我國不斷發展的經濟，能源成為了當前社會中重點關注的問題，我國主要的能源支柱有煤炭、石油，而我國煤炭的生產和消費在多數國家中是最大的，并且比重在不斷的增長。最近幾年我國重視環保理念的推行，這就使替代能源與無污染能源得到了廣泛的發展，風源熱泵技術則是最近幾年發展極快的新能源技術。

冀中能源峰峰集團羊東礦羊東副井有2臺6噸蒸汽鍋爐，其擔負著廠區的供暖、井口保溫任務。按照《邯鄲市大氣污染整治共建行動實施方案》要求，2015年底之前必須淘汰10噸以下燃煤鍋爐。

根據副井現有資源，為保證礦井正常生產，經過實地考察和多次論證，采用風源熱泵技術，回收利用礦井回風、礦井涌水余熱，用于解決洗浴、井口保溫、廠區供熱需求。

風源熱泵工作原理：所謂風源熱泵技術，就是在夏天將建筑物中的熱量轉移到回風中，隨著風源溫度的降低能夠將熱量帶走，而冬天的時候則是從風源中獲取能量，將熱泵原理通過空氣或者水源轉變成制冷劑提高溫度后返送到建筑物中。

風源熱泵技術在運行過程中不會排放出各種污染物，不會給環境帶去任何污染；運行中所用的成本費很低；礦井排出的風經過水噴淋換熱器后，所包含的粉塵等污染物得到了減少，使得排放出的氣體有效凈化；通過利用礦井水余熱資源能夠將原來極端天氣條件下的電輔加熱全面替代，減少了用電的負荷；充分符合了我國當前節能減排的戰略方針。

該方案使用礦井涌水水源熱泵技術，采用直接熱回式回收礦井排風能量，使用礦井回風熱回收換熱器，將該換熱器直接安裝在礦井回風井口，利用16℃的礦井排風，空氣源熱泵機組工作，礦井回風與制冷劑直接換熱，進行制熱、制冷工作。

本工程介紹具體如下：

1.根據現場，羊東礦總回風巷回風量：礦井總回風量8000m3/min，冬季回風溫度16～17℃，夏季回風溫度18～19℃，回風濕度為90%—95%；水資源60m3/h24小時不停抽水，冬季水溫度16度左右。

2.采用礦井回風余熱回收技術空氣源熱泵直接熱回收方式，換熱效率高，可實現對余熱源最大化的利用，將礦井回風余熱資源能量“品干榨凈”，即將蒸發器直接安裝于回風井口。

3.負荷需求主要包括：冬季，礦井送風井口保溫、礦工浴室洗浴、礦井工業廣場地面建筑物采暖

（1）礦井工業廣場地面建筑物中央空調熱負荷：冬季采暖面積約3873.27平方米，供暖溫度要求50/45℃供回水，經實地考察，結合建筑物情況，故采暖供熱指標80w/m2負荷約為310KW。

（2）洗浴熱水用熱負荷：根據現場技術人員提供相關數據，洗浴用水量為60m3/天，按8小時為一班，每班工人洗浴需要熱水20m?，供水溫度根據浴室給涌水設計規程淋浴器出水溫度為37-40度，為滿足礦工洗浴特點，現將洗浴用水溫度提高到45℃，據此可以計算出洗浴熱負荷為=1.163×1000×20÷5×（45-13）=148.8KW

（3）井筒防凍熱負荷

為了避免到了冬季進風井筒出現結冰現象，更有力的保證生產和人身安全。需要在副立井進風井筒處設置空氣加熱室進行井筒防凍。

本礦井為副井進風，考慮到維護結構進風時熱風容易外溢，空氣加熱室的布置形式在設計原則上一般按照有風機式、冷熱風在井筒混合的形式。

4.熱負荷需求匯總如下表所示：

羊東礦羊東新區冬季的熱負荷需求為3240KW，通過此技術方法得到的最大熱量為6759KW，冷負荷需求為390KW，通過風源、水源熱泵技術方法得到的最大冷量為760KW。

煤礦企業在生產過程中會產生大量余熱，而在煤礦企業中使用風源熱泵技術不僅將供暖需求合理滿足，確保井筒保持在良好狀態下生產運行，同時還節省了大量的運行成本費用。和傳統的鍋爐相比較有著多個方面的優勢，不管是在經濟效益還是社會效益的獲取上都得到了提升，完全符合我國節能環保的要求。

參考文獻：

[1]趙園.風源熱泵技術在煤礦企業的應用[J].河北企業，2013，07：121-122.

[2]林健.回風源熱泵技術在礦井的應用[J].科技創新與應用，2012，20：99.