水源热泵技术在煤矿应用的经济分析及效果评价
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１ ． ２ ５ Ａ Ⅱ型快装水管蒸汽锅炉 。采暖期两台运行 ，非采暖期一台运行 。 燃用生产的原煤发热量为 ２ ６ ． １ Ｍ Ｊ ／ ｋ ｇ 。节煤分析如下 ：
用 以及 生活洗浴热水供 应 的冷 热源 ，机组 间可互 相备用和切换 ； ２台
Ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ － ＷＭ ４ １ ０ Ｂ ． ｉ 型螺杆水源 热泵机组提供井筒 防冻空气加热 的热源 。
取暖、空调制冷变 为采用水源热泵机组 对工业场地 内的建筑物 空调、
采 暖、浴室加热、井筒防冻提供冷热源 。
相对 于锅炉取暖节省大量能源 。
期总 耗 电量 ：３ ９ ４ ２ ４ ０ ０ ｋ Ｗｈ；非采 暖期每 天耗 电量 ：６ ７ ８ ４ ｋ ｈ ，非采 Ｗ
暖期总耗 电量 ：１ ７ ２ ９ ９ ２ ０ ｋ ｈ ；年耗 电量共计约 ５ Ｗ ６ ７ ２ ３ ２ ０ ｋ Ｗ ｈ 。 （ 根据 热 电厂每 ｋ ｈ 电需 ０ Ｗ ． ４ ｋ ｇ 标准煤进行换算 ）相当于年耗煤量为 ２ ２ ６ ９ ｔ 。
４ ． ４ 环保效果 水源热泵 集中布置在水泵 间内，水泵 间采用封闭隔声结构 ，内墙
பைடு நூலகம்
４ 能耗 状况和能耗指标分析
梁宝寺矿井 采用水源热泵机组对 工业场地 内的建筑物提供 采暖、
空调 以及浴 室加 热和井筒 防冻用 热 ，热源取 自矿井 回风 、矿井 水处理 站处理后的矿井排 水、主副井冻结孔 中蕴藏 的低温热源 ，不需要 燃烧
能 源 技 术
蟓 工案 投术
４ ２
水源热泵技术在煤矿应用 的经济分析及效果评价
徐丽霞 （ 肥城矿 业集团梁 宝寺能源有限责任公 司 ， 山东 济宁 ２ ７ ２ ４ ０ ４）
摘 要 ：本文以水 源热泵技术在煤矿 的推广与应用 为例 ，介 绍了水源热泵技 术在 节能、减排 、环保 、采暖、制冷方面多种功效。
采 暖期季水 源热泵机组每天运行 按 ２ ０ ｈ 计 ，非采 暖期水 源热泵机
组每天运行按 １ ６ ｈ计 。经计算 ，采 暖期每天耗 电量 ：３ ５ ８ ４ ０ ｋ Ｗｈ ，采 暖
２ 水源热泵机房 替代锅炉房
由水源热泵机房替 代原设计 中的锅 炉房 ，来对梁宝寺煤矿工业场
区生产、生活 区域进行 集中供暖或制冷 ，一 是杜绝了矿物燃料燃烧产 生的大量污染物 ，保护了环境 ；二是水源 热泵技术是一项节能技 术 ，
煤来提供热源 ，但水源热泵机组需消耗 电能 。
在工业场地设 置锅炉房 ，考虑管 网热损失系数 、热 负荷 同时使用
系数 以及锅 炉燃煤煤 种 ，锅炉 房总 吨位 定为 １ ２ ｔ ／ ｈ 。选 用三 台 ＤＺ Ｌ ４ ． 面安装 吸声 结构吸声 ，隔声 间设进 出风消声 器 ，门窗采用 隔声结 构。
４ ． ３ 节 能 效 果
地源热泵 设备 既解决供暖、又解决制冷 、浴室加热及井筒防冻 。 浴室供热系统 的换 热设备采用高效 的水水换 热器 ，浴室加热采用 自动
水温控制系统 。夏季时 ，运行三 台水源热泵机组用于建筑物空调制冷 ，
３ 水源热泵机 组的工作原理
水 源热泵技术在梁宝寺煤矿应用主要有 四个低温热源： 矿井 回风、 矿井 水处理站处理 后的矿井排水 、主副 井冻 结孔中蕴藏 的低温 热源 、
对于浴室供热所需要 的热负荷 ，可 以由建筑物 空调制 冷冷凝热的 回收
获得 ，节能效果 明显。水 源热泵设备运行 。为 了保证 水源 热泵泵房 内
夏季 冷却塔 。我们创造 性地回收 了矿井 回风能源 ，弥补矿井排水 的不 的设备在最佳状态 下运行 ，水源热泵机组常规 情况 下 ，水源热泵输入 ｋ Ｗ 的电能 ，生产 ４ ． ６ ｋ Ｗ 的热能 （ 冷 能） ，节能显著 。水源热泵设备 足 ，矿井 回风温度 和排水基本一致 ，含 有丰 富的潜能 ，通过在 回风井 ｌ 口设置 回风换热器 （ 喷淋塔、翅 片换 热器等）回收 回风潜 能：井 筒冻 的选型方面 。水源 热泵选用低 电耗 、热效率 高的产 品 ；水泵的选择使 其在最佳工况范围运行 （ 水泵运行效率： ８ ３ ％） 供 暖、 空调系统方面 。 结孔中蕴藏的恒温能源 ，一年 四季都可 以使用 。 梁宝寺煤矿水源热泵机房 内部安装 了 ５ 台水源热泵机组 ， 其中Ｉ 、 矿井工业场地各建 筑物均采用集 中供 暖或 空调 ， 夏 季空调和冬季采 暖 ２ 、３ 号机组 用来供生产生活 区域空调制冷 制热和冬季井筒 防。５ 号机 用一套管路 系统 ，简化了系统 。室外管道系统 及其 它设备的保温采用 ０ ． ０ ３ ３ Ｗ／ （ ｍ・ ｋ ） ） ， 组 专用来为职工澡堂 ２ ４ 小时供应洗浴热水 ， ４ 号机组具有 空调制 热制 导热率低保温性能好的聚氨酯保温材料导热系数低 （ 冷和提供洗浴热水的两个功能 ，作为两者备用 。 其绝热厚度 满足 《 设备及管道保 冷设 计导则》（ Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ５ ５ ８ ６ ） 要 求。 在 管道 的选取方 面 ，无论是室外管道系统还是 室内管道系统 ，结合具体 的使用条件 ，使流速在其经济流速范 围内 ，满足 《 公共建筑节能设计 标准 》（ Ｇ Ｂ ５ ０ １ ８ ９ ． ２ ０ ０ ５ ） 相关要求 。运 行中节 能措施 ：矿井 工业场地各 建筑物采 暖均采用地源热泵集 中供 暖 ，并能根据室外气温变化 自 动调 节集中供暖温度 ，以实现集 中供暖系统运行过程 中的节能 。
关键 词 ：水 源 热 泵 ； 节 能 ； 环 保
ＤＯＩ ： ｌ Ｏ ． １ ６ ６ ４ ０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ３ ７ — １ ２ ２ ２ ／ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ２ ３ ． ０ ３ ６
１ 概 况
梁宝寺井 田根 据所 处地理位置和生产 的特点 ，设计 由原来 的锅炉
标准煤 年耗量 共计为 ２ ７ ６ ４ ｔ 。依据 本矿热 负荷的 总量及用 热特点 ，选
用 以及 生活洗浴热水供 应 的冷 热源 ，机组 间可互 相备用和切换 ； ２台
Ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ － ＷＭ ４ １ ０ Ｂ ． ｉ 型螺杆水源 热泵机组提供井筒 防冻空气加热 的热源 。
取暖、空调制冷变 为采用水源热泵机组 对工业场地 内的建筑物 空调、
采 暖、浴室加热、井筒防冻提供冷热源 。
相对 于锅炉取暖节省大量能源 。
期总 耗 电量 ：３ ９ ４ ２ ４ ０ ０ ｋ Ｗｈ；非采 暖期每 天耗 电量 ：６ ７ ８ ４ ｋ ｈ ，非采 Ｗ
暖期总耗 电量 ：１ ７ ２ ９ ９ ２ ０ ｋ ｈ ；年耗 电量共计约 ５ Ｗ ６ ７ ２ ３ ２ ０ ｋ Ｗ ｈ 。 （ 根据 热 电厂每 ｋ ｈ 电需 ０ Ｗ ． ４ ｋ ｇ 标准煤进行换算 ）相当于年耗煤量为 ２ ２ ６ ９ ｔ 。
４ ． ４ 环保效果 水源热泵 集中布置在水泵 间内，水泵 间采用封闭隔声结构 ，内墙
பைடு நூலகம்
４ 能耗 状况和能耗指标分析
梁宝寺矿井 采用水源热泵机组对 工业场地 内的建筑物提供 采暖、
空调 以及浴 室加 热和井筒 防冻用 热 ，热源取 自矿井 回风 、矿井 水处理 站处理后的矿井排 水、主副井冻结孔 中蕴藏 的低温热源 ，不需要 燃烧
能 源 技 术
蟓 工案 投术
４ ２
水源热泵技术在煤矿应用 的经济分析及效果评价
徐丽霞 （ 肥城矿 业集团梁 宝寺能源有限责任公 司 ， 山东 济宁 ２ ７ ２ ４ ０ ４）
摘 要 ：本文以水 源热泵技术在煤矿 的推广与应用 为例 ，介 绍了水源热泵技 术在 节能、减排 、环保 、采暖、制冷方面多种功效。
采 暖期季水 源热泵机组每天运行 按 ２ ０ ｈ 计 ，非采 暖期水 源热泵机
组每天运行按 １ ６ ｈ计 。经计算 ，采 暖期每天耗 电量 ：３ ５ ８ ４ ０ ｋ Ｗｈ ，采 暖
２ 水源热泵机房 替代锅炉房
由水源热泵机房替 代原设计 中的锅 炉房 ，来对梁宝寺煤矿工业场
区生产、生活 区域进行 集中供暖或制冷 ，一 是杜绝了矿物燃料燃烧产 生的大量污染物 ，保护了环境 ；二是水源 热泵技术是一项节能技 术 ，
煤来提供热源 ，但水源热泵机组需消耗 电能 。
在工业场地设 置锅炉房 ，考虑管 网热损失系数 、热 负荷 同时使用
系数 以及锅 炉燃煤煤 种 ，锅炉 房总 吨位 定为 １ ２ ｔ ／ ｈ 。选 用三 台 ＤＺ Ｌ ４ ． 面安装 吸声 结构吸声 ，隔声 间设进 出风消声 器 ，门窗采用 隔声结 构。
４ ． ３ 节 能 效 果
地源热泵 设备 既解决供暖、又解决制冷 、浴室加热及井筒防冻 。 浴室供热系统 的换 热设备采用高效 的水水换 热器 ，浴室加热采用 自动
水温控制系统 。夏季时 ，运行三 台水源热泵机组用于建筑物空调制冷 ，
３ 水源热泵机 组的工作原理
水 源热泵技术在梁宝寺煤矿应用主要有 四个低温热源： 矿井 回风、 矿井 水处理站处理 后的矿井排水 、主副 井冻 结孔中蕴藏 的低温 热源 、
对于浴室供热所需要 的热负荷 ，可 以由建筑物 空调制 冷冷凝热的 回收
获得 ，节能效果 明显。水 源热泵设备运行 。为 了保证 水源 热泵泵房 内
夏季 冷却塔 。我们创造 性地回收 了矿井 回风能源 ，弥补矿井排水 的不 的设备在最佳状态 下运行 ，水源热泵机组常规 情况 下 ，水源热泵输入 ｋ Ｗ 的电能 ，生产 ４ ． ６ ｋ Ｗ 的热能 （ 冷 能） ，节能显著 。水源热泵设备 足 ，矿井 回风温度 和排水基本一致 ，含 有丰 富的潜能 ，通过在 回风井 ｌ 口设置 回风换热器 （ 喷淋塔、翅 片换 热器等）回收 回风潜 能：井 筒冻 的选型方面 。水源 热泵选用低 电耗 、热效率 高的产 品 ；水泵的选择使 其在最佳工况范围运行 （ 水泵运行效率： ８ ３ ％） 供 暖、 空调系统方面 。 结孔中蕴藏的恒温能源 ，一年 四季都可 以使用 。 梁宝寺煤矿水源热泵机房 内部安装 了 ５ 台水源热泵机组 ， 其中Ｉ 、 矿井工业场地各建 筑物均采用集 中供 暖或 空调 ， 夏 季空调和冬季采 暖 ２ 、３ 号机组 用来供生产生活 区域空调制冷 制热和冬季井筒 防。５ 号机 用一套管路 系统 ，简化了系统 。室外管道系统 及其 它设备的保温采用 ０ ． ０ ３ ３ Ｗ／ （ ｍ・ ｋ ） ） ， 组 专用来为职工澡堂 ２ ４ 小时供应洗浴热水 ， ４ 号机组具有 空调制 热制 导热率低保温性能好的聚氨酯保温材料导热系数低 （ 冷和提供洗浴热水的两个功能 ，作为两者备用 。 其绝热厚度 满足 《 设备及管道保 冷设 计导则》（ Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ５ ５ ８ ６ ） 要 求。 在 管道 的选取方 面 ，无论是室外管道系统还是 室内管道系统 ，结合具体 的使用条件 ，使流速在其经济流速范 围内 ，满足 《 公共建筑节能设计 标准 》（ Ｇ Ｂ ５ ０ １ ８ ９ ． ２ ０ ０ ５ ） 相关要求 。运 行中节 能措施 ：矿井 工业场地各 建筑物采 暖均采用地源热泵集 中供 暖 ，并能根据室外气温变化 自 动调 节集中供暖温度 ，以实现集 中供暖系统运行过程 中的节能 。
关键 词 ：水 源 热 泵 ； 节 能 ； 环 保
ＤＯＩ ： ｌ Ｏ ． １ ６ ６ ４ ０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ３ ７ — １ ２ ２ ２ ／ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ２ ３ ． ０ ３ ６
１ 概 况
梁宝寺井 田根 据所 处地理位置和生产 的特点 ，设计 由原来 的锅炉
标准煤 年耗量 共计为 ２ ７ ６ ４ ｔ 。依据 本矿热 负荷的 总量及用 热特点 ，选