羊東礦風(fēng)源熱泵工程

朱玲

摘要：因國家節(jié)能要求日益嚴(yán)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(fēng)源提取熱源滿足供熱需求。

關(guān)鍵詞：風(fēng)源熱泵；熱回收；涌水余熱

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

伴隨著我國不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)，能源成為了當(dāng)前社會中重點(diǎn)關(guān)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(chǎn)和消費(fèi)在多數(shù)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(huán)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(fā)展，風(fēng)源熱泵技術(shù)則是最近幾年發(fā)展極快的新能源技術(shù)。

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

根據(jù)副井現(xiàn)有資源，為保證礦井正常生產(chǎn)，經(jīng)過實(shí)地考察和多次論證，采用風(fēng)源熱泵技術(shù)，回收利用礦井回風(fēng)、礦井涌水余熱，用于解決洗浴、井口保溫、廠區(qū)供熱需求。

風(fēng)源熱泵工作原理：所謂風(fēng)源熱泵技術(shù)，就是在夏天將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到回風(fēng)中，隨著風(fēng)源溫度的降低能夠?qū)崃繋ё撸斓臅r(shí)候則是從風(fēng)源中獲取能量，將熱泵原理通過空氣或者水源轉(zhuǎn)變成制冷劑提高溫度后返送到建筑物中。

風(fēng)源熱泵技術(shù)在運(yùn)行過程中不會排放出各種污染物，不會給環(huán)境帶去任何污染；運(yùn)行中所用的成本費(fèi)很低；礦井排出的風(fēng)經(jīng)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?qū)⒃瓉順O端天氣條件下的電輔加熱全面替代，減少了用電的負(fù)荷；充分符合了我國當(dāng)前節(jié)能減排的戰(zhàn)略方針。

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

本工程介紹具體如下：

1.根據(jù)現(xiàn)場，羊東礦總回風(fēng)巷回風(fēng)量：礦井總回風(fēng)量8000m3/min，冬季回風(fēng)溫度16～17℃，夏季回風(fēng)溫度18～19℃，回風(fēng)濕度為90%—95%；水資源60m3/h24小時(shí)不停抽水，冬季水溫度16度左右。

2.采用礦井回風(fēng)余熱回收技術(shù)空氣源熱泵直接熱回收方式，換熱效率高，可實(shí)現(xiàn)對余熱源最大化的利用，將礦井回風(fēng)余熱資源能量“品干榨凈”，即將蒸發(fā)器直接安裝于回風(fēng)井口。

3.負(fù)荷需求主要包括：冬季，礦井送風(fēng)井口保溫、礦工浴室洗浴、礦井工業(yè)廣場地面建筑物采暖

（1）礦井工業(yè)廣場地面建筑物中央空調(diào)熱負(fù)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(jīng)實(shí)地考察，結(jié)合建筑物情況，故采暖供熱指標(biāo)80w/m2負(fù)荷約為310KW。

（2）洗浴熱水用熱負(fù)荷：根據(jù)現(xiàn)場技術(shù)人員提供相關(guān)數(shù)據(jù)，洗浴用水量為60m3/天，按8小時(shí)為一班，每班工人洗浴需要熱水20m?，供水溫度根據(jù)浴室給涌水設(shè)計(jì)規(guī)程淋浴器出水溫度為37-40度，為滿足礦工洗浴特點(diǎn)，現(xiàn)將洗浴用水溫度提高到45℃，據(jù)此可以計(jì)算出洗浴熱負(fù)荷為=1.163×1000×20÷5×（45-13）=148.8KW

（3）井筒防凍熱負(fù)荷

為了避免到了冬季進(jìn)風(fēng)井筒出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，更有力的保證生產(chǎn)和人身安全。需要在副立井進(jìn)風(fēng)井筒處設(shè)置空氣加熱室進(jìn)行井筒防凍。

本礦井為副井進(jìn)風(fēng)，考慮到維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)風(fēng)時(shí)熱風(fēng)容易外溢，空氣加熱室的布置形式在設(shè)計(jì)原則上一般按照有風(fēng)機(jī)式、冷熱風(fēng)在井筒混合的形式。

4.熱負(fù)荷需求匯總?cè)缦卤硭荆?/p>

羊東礦羊東新區(qū)冬季的熱負(fù)荷需求為3240KW，通過此技術(shù)方法得到的最大熱量為6759KW，冷負(fù)荷需求為390KW，通過風(fēng)源、水源熱泵技術(shù)方法得到的最大冷量為760KW。

煤礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量余熱，而在煤礦企業(yè)中使用風(fēng)源熱泵技術(shù)不僅將供暖需求合理滿足，確保井筒保持在良好狀態(tài)下生產(chǎn)運(yùn)行，同時(shí)還節(jié)省了大量的運(yùn)行成本費(fèi)用。和傳統(tǒng)的鍋爐相比較有著多個(gè)方面的優(yōu)勢，不管是在經(jīng)濟(jì)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(jié)能環(huán)保的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙園.風(fēng)源熱泵技術(shù)在煤礦企業(yè)的應(yīng)用[J].河北企業(yè)，2013，07：121-122.

[2]林健.回風(fēng)源熱泵技術(shù)在礦井的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，20：99.