论空气源热泵装置在南方煤矿的节能环保效果

论空气源热泵装置在南方煤矿的节能环保效果

陈上华

（35082519850405xxxx福建龙岩364000）

摘要：随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，我国年人均能源消费量将逐年增加，人均常规能源资源相对不足，是中国经济、社会可持续发展的一个限制因素。坚持走科技含量高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好、安全有保障的能源发展道路，最大程度地实现能源的全面、协调和可持续发展战略是我国能源发展的必然选择，也是我国企业生存发展的必由之路。基于上述因素，煤矿企业要发展也要走安全有保障的节能发展道路,淘汰现用锅炉，改使用节能、环保的空气源热泵装置不论在节约成本方面还是对煤矿经济效益的提高来讲都有重要的现实意义。

关键词：空气源；经济效益；节能环保；

前言

南方煤矿随着不断往下水平的开采和延伸，提升、运输、排水、木材、钢材消耗等各方面的生产成本在逐年的增加，除了合理布局生产外，也应该在其它节能方面着手降低生产成本，本文仅举一例，着重从煤矿用锅炉方面着手，找到了替代锅炉而且更加节能、高效、环保、安全、无污染且投资回收期快的空气源热泵装置。

1、燃煤蒸汽锅炉工作原理和使用状况：

1.1、工作原理：煤在锅炉炉膛燃烧，燃料的化学能转变为高温烟气的热能，通过传热，高温烟气的热能再转换为高温蒸汽的热能。

1.2、使用状况：以南方煤矿矿井为例，一般矿井都使用0.5吨手烧蒸汽锅炉，用于烧热水供工作人员洗澡和烘干衣服等，由于使用期长，热效率低，耗煤量大，用水量在100吨的矿井每天每台锅炉耗煤量在1.86吨左右，同时会造成烟气和煤渣污染。

2、空气源热泵装置工作原理和使用后状况：

2.1、空气源热泵的工作原理是由热泵组成的热水系统，是由一个高效热泵及暴露在大气中的蒸发器组成，由此形成空气源热泵机组。该系统的工作原理是传热工质循环，即传热工质从空气中吸热，到储水罐中放热。简单来说就是把空气中的能量加以吸收，转变成热量，转移到水箱里面的水中，把水加热起来，同时把失去大量热量的空气排放到室外的环境中。

2.2、工作原理：在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过永久黏结在贮水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了贮水箱中的水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后吸取空气中的热能再被蒸发，如此循环往复。传热工质是一种特殊物质，常压下其沸点为零下400℃，凝固点为零下1000℃以下，该物质冷的时候是液体，但很容易被蒸发成气体，反之亦然。在实际运行中，热泵中传热工质的蒸发极限温度为零下200℃左右，因此5℃的环境温度对如此低的温度也是“热”的,甚至下雪的温度，比如说0℃，相比之下也是热的，因此，仍可交换一些热能。

空气源热泵工作示意图

2.3、使用状况：直接替代锅炉，工程量小、环保、安全、运行费用低，可以直接采暖系统而不需要改造末端系统，虽然一次投资高于普通供热锅炉，但因其运行费用低，以投资100吨空气源热泵为例，初期投资资金约为70万元，其年运行费用比燃煤锅炉节约20.69万元（见下表1），其增加投资可以在三年左右收回。

表1：

3、比较：

以供热水量为100吨/天为例，制热工作状况为：环境温度21℃，进水温度16℃，出水温度56℃以上。

比较得出空气源热泵优点：

第一、是节能显著，只需要消耗一小部分的机械功（电能），将处于低温环境（大气或地下水等）下的热量转移到高温环境下的热水器中，去加热制取高温的热水，所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强，源源不断的供应热水，作为供热水系统它具有无以比拟的优点。

第二、点是有利于环境保护，无可燃、可爆气体，无电器推动元件，绝对安全，无任何废气、废水、废渣排放，绝对环保。

第三、点是不受环境影响，是一种全天候的热水供应系统，不论阴天、雨天、春夏秋冬、白天黑夜，只要有空气就有热水，就能将-10℃～30℃的低温热能，通过空气源热泵机组的作用，提供温度达到60℃左右的热水。

第四、因为它是电驱动，所以它调控比较方便，使用寿命长，运行费用低，运行安全，无人值守操作，模块化设计，安装方便。

第五、是安全，利用空气烧水，水电彻底分离，并设多重保护，不存在任何不安全隐患。

4、结束语:

我国资源约束突出，能源效率偏低，节约能源，是我国缓解资源约束的现实选择，推进能源节约，是我国经济社会发展长期而艰巨的战略任务。坚持走科技含量高、资源消耗低、环境污染少、经济效益好、安全有保障的能源发展道路，最大程度地实现能源的全面、协调和可持续发展战略是我国能源发展的必然选择，也是我国企业生存发展的必由之路。要像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境。节能和环境保护是相辅相成的，而环保是空气源热泵在节能优势上的一大亮点。空气源利用空气制造热能，不排放废气和有毒气体，不仅安全，更营造了一个无污染的环境。其次，空气源的使用时间长达15年，高寿命不仅可以减少人们更换设备的成本和麻烦，在某种意义上来说，更是减少了垃圾制造，这也是环保的一个重要方面。基于上述因素，煤矿企业要发展也要走安全有保障的节能环保发展道路,淘汰高能耗高污染设备，改使用节能、环保的新型设备是最好的选择，不论在节约成本方面，环境保护方面还是对煤矿经济效益的提高来讲都具有重要的现实意义。