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浅谈水源热泵技巧在煤矿中的综合应用

   日期:2015-11-27     来源:论文网    浏览:88    评论:0    

  煤炭企业每年都须要花费大年夜量人力和物力管理矿井水,针对这一近况,本文以亭南煤矿为例,简介和研究了水源热泵技巧,它不只能有效应用矿井水来供热或制冷,并且能将应用后的水源充当工业用水收受接收应用,即节约了企业本钱又公道开辟应用了资本,符合国度关于动力生长和情况保护的相干精力,是一种值得推行的新型技巧。

  1、地下水水源热泵技巧的生长近况

  作为热源热泵技巧的一个分支,地下水水源热泵技巧最早起源于欧洲。20世纪早期,瑞士专家初次提出关于“热泵技巧应用地热源”的思维,尔后,随着首台地下水源热泵体系在美国实验成功,地下水源热泵技巧正式登上汗青的舞台。该技巧的生长在我国起步相对较晚,主如果遭到当时国际经济情势与政治情况的影响。改革开放后,一些专家和企业家开端看重地下水源热泵技巧的应用,于1997年从欧洲开端进修和引进热泵技巧,截止于2000年我国共引进地下水源热泵供热或制冷体系100余套,并与美国动力部签订了一份关于生长地源热泵项目标协作协定,确立了将北京、宁波、广州三地作为地源热泵协作示范基地的生长计谋,这三地分别用于研究处于酷寒、冬夏温差大年夜、暖和情况下的热源热泵技巧。

  2、水源热泵技巧工艺道理

  实际上矿井水热能应用是经过过程热量交换的道理来完成的。详细的讲,在夏季煤矿空中修建物温度高,而应用的水源温度低,经过过程照应的技巧手段可以将修建物中的热量转移到水源中,从而将太高的热量带走,达到给修建物降温的目标;在夏季,则是应用热泵技巧从水源中汲取能量,经过过程水或空气作为煤质将汲取的热量保送到修建举措措施中。普通来讲,经过过程热泵技巧用户可以取得高于4倍热泵(或水泵)消费能量的热量(或冷量),例如应用热泵时每消费1KW的能量,可供修建物用热4KW阁下。水源热泵可分为开式和闭式两种,其分类根据是泵对水源的应用方法。作为热泵供热和制冷的介质,水源也应满足两个条件:一是要包管水源存储量,二是要包管水温控制在7℃~30℃之间。矿井水可作为一种幻想水源,它不只储量丰富,并且水温根本恒定,水质也比较好。

  2.1工艺流程

  过程当中所构成的矿井水经过过程水泵体系抽至地热交换体系,根据热泵道理机组运转并交换矿井水中的能量,然后经过过程管道保送至矿井修建举措措施等,完成夏季和夏季的供暖、供热,从修建举措措施交换能量过后的废水可做工业用水再次收受接收应用。图1为应用矿井水制热工艺流程。

  2.2技巧道理

  1)夏季制冷。矿井水起首进入旋流除沙器除沙,再经过电子水处理仪除掉落絮状物,然落后入水源热泵空调机组冷凝发器与氟利昂R22制冷剂停止热交换,经过过程氟利昂的形状液化,向矿井水释放热量,应用紧缩机做功,再经过过程蒸发器中氟利昂与空调体系的轮回水停止热交换,氟利昂接收轮回水中的部分热量,制出7℃的冷媒水,为井口送风设备供给冷量。

  2)夏季供暖。与夏季制冷不合的是,当矿井水与氟利昂R22制冷剂停止热交换时,氟利昂是汽化的状况来接收矿井水中的部分热量,尔后应用紧缩机做功将汽态氟利昂变成液态,释放热量后,再经过过程冷凝器与空调体系的轮回水停止热交换,制出45℃~50℃的空调热水,为井口送风设备供给热量。

  3、热泵技巧特点

  1)属再生动力应用技巧。水源热泵是应用地球外面浅层地热资本(平日为小于100m的地下水)作为冷热源停止能量转换的供暖空调体系。地表浅层地热资本又称地能,该种资本储量丰富,是一种干净的可再生资本。

  2)情况效益明显。与空气热泵比拟,水源热泵所排放污染物排相当于增添了40%以上,与电供暖比拟,相当于增添30%以上,并且制冷剂比惯例空调装配增添25%的充注量。热泵供给热量过程当中不会产生任何污染物,且占用空间小,无需远间隔传输从而增添了热量消耗。

  4、技巧应用案例分析

  以陕西亭南煤矿为例,根据地下水资本评价申报,该矿矿井水的水温夏季保持在22℃阁下,夏季保持在15℃阁下,涌水量为1000m3/h,符合热泵技巧对水源选择的规定。该矿采取水源热泵技巧,将矿井水作为水源热泵机组热源,供夏季主副井井筒保温、四时职工沐浴和18层公寓楼夏季制冷。

  4.1应用后果

  该技巧在亭南煤矿应用两年多来,所取得成效异常明显。水源热泵技巧所汲取的热量重要用于以下几个方面:①18层公寓楼夏季制冷,使室内温度保持在25℃阁下;②井口保温,包管井口以下的空气温度在2℃以上,全部夏季不结冰;③沐浴热水,每天供给1000人次的洗澡热水,按60kg/人来算,每天共需60吨45℃的热水包管,实际也根本满足。同时,结合亭南煤矿建立瓦斯发电站,发电机组轮回冷却水高温段360m3/h,温度达到48℃的特点,将瓦斯发电轮回冷却水高温段的水作为热源,仅经过过程板式换热器后,出水直接用于沐浴。

  4.2效益分析

  1)经济效益。应用原有矿井水处理站消防水池作热源池、井口房两侧作立柜式空调机房,节俭土建工程投资300万元;应用水源热泵空调体系比应用燃煤锅炉每年节约动力费85.6万元;每年节约蒸汽锅炉水处理本钱费1.4万元;每年节约设备保护费15万元;每年节约排污费4万元,每年节约人工费10万元。算计每年取得经济效益416万元。固然热泵全体配套工程早期投资稍多些,亭南煤矿采取BOT合同动力管理形式,有效处理了资金成绩。水源热泵技巧具有能量应用率高、环保等特点,只需完美体系相干技巧的配套,就具有很好的推行应用价值。

  2)社会效益。①该技巧符合国度资本综合应用搀扶政策及生长轮回经济形式,保护了煤炭资本;②该技巧应用后使矿区摆脱了燃煤锅炉供暖,节约了供暖本钱,改良了矿区情况;③包管了矿井的晋升安然,改良了井下工人的作业情况;④设备运转中不存在爆炸、熄灭等安然隐患,有益于安然管理;⑤开辟了矿井水应用的新门路。

  5、结语

  水源热泵技巧能经过过程矿井水热量交换完成矿井修建举措措施的夏季供暖和夏季制冷,根本可包管井口保温、沐浴热水、职工公寓空调恒温等项目标热量/冷量供给,经济和社会效益明显,符合国度关于动力生长和情况保护的相干精力。水源热泵技巧适应性强,可在煤矿中广泛推行应用。

 
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