地源热泵技术在矿用集中式暖通空调节能中的应用.pdf

地源热泵技术在矿用集中式暖通空调节能中
的应用

摘要：近年来，地面热泵技术已成为建筑节能领域的一个重要研究课题，并已在工程实
践中得到广泛应用。逐步走向市场工业化气候和地质条件适合于热泵技术的开发和应用方
法，论热泵技术是节省电力的重要手段，能源热泵作为一种可再生能源，具有多种安装、设

计、制造方法。

关键词：地源热泵；暖通；空调节能

随着全球气候问题的恶化和不可再生能源消耗的增加，对清洁可再生能源的需求也在增
加。世界各国正在积极探索在能源转变中加速发展可再生能源的途径，未来.地热能源是一
种清洁和可再生的高强度能源潜力我国开发了地热技术，特别是地热泵和制冷剂，创造了一
个迅速发展的新兴工业。热泵技术在采矿业中得到了很好的利用。某矿井所在地区属于采暖
地区。按煤炭工业矿井设计规范要求，工业场地内经常有人工作或停留休息的建筑物、工艺

上有防冻要求的建筑物设置集中采暖。

一、地源热泵的分类

根据地热能交换系统的不同，地源热泵系统通常分为:

（1）地管的地源热泵系统，地管的地源热泵系统的热源为岩土体。岩石土壤温度的波
动很小，热交换容量很低，表面空气的波动有一定的延迟和减缓，从而促进了散热、稳定性

和广泛应用程序：然而它的面积很大。因此，在高强度建筑物中空间受到严重限制。

（2）地下水源热泵系统。地下热泵系统的热源是地下水，因为水的热容量高于水的热
容量，而且热交换是重要的，一般适用于地下水丰富和岩石土壤多孔的地区。但地下水的总

供给量低，维护能力高，地下水泵的能源消耗量高。

（3）地表水源热泵系统。热水泵系统表面，地面活性小表面热泵、其热容量和用途适
合于地下水表面较大和较深的地区。地下水水位和流量稳定。然而，这些热泵在其区域内较

为有限，易受水文环境和高温波动的影响，从而使热交换板更容易形成，其寿命更短。

二、矿用集中暖通空调应用

1、采暖

（1）采暖方式。矿井采用自产原煤作为锅炉的燃料，采用热水作为采暖供热介质，在
锅炉房设置换热设备提供采暖热水。矿井单独设采暖供热系统，通过室外供暖管道引至各需
要采暖的建筑物。

（2）采暖设备选择。室内采暖系统为散热器采暖。散热器根据建筑功能不同，采用钢
管系列散热器及地暖形式，工业厂房采用易于清扫的散热器形式。室内采暖系统采用机械循
环热水供暖系统。根据建筑物类型和房间布置形式的情况，室内采暖系统主要采用上供下回
式单管顺流式、单双管混合式采暖系统，个别特殊情况采用水平串联采暖系统。室内采暖计
算温度：工业车间、厂房10。16℃，单身宿舍楼、办公室、食堂18℃，浴室及其更衣室
25℃，井口房15℃，矿灯房16℃，井口等候室18℃。输送机栈桥输送干煤时5℃、输送湿
煤时8℃。单身宿舍楼、办公楼、食堂、浴室按节能建筑计算。对矿灯房、食堂、浴室等机

械通风量大于3次，h换气量的建筑物进行冬季通风补热计算，补热量按通风量的50％计

算。

2、通风除尘

（1）通风。地面上各建筑物以自然通风为主，对产生大量余热、余湿和其他有害气体
的建筑物或房间采用机械通风：①浴室及其更衣室会产生大量余热、余湿，在夏季尤为使入

感到不适。全面通风换气次数为5次m计算，浴室排风设备选用轴流式通风机，改善室内空
气环境；②矿灯房会产生有害酸雾，设置轴流式通风机，按照煤炭工业矿井设计规范全面通

风换气次数为10次/h。矿灯房排风设备选用防腐防爆轴流式通风机，排除有害气体和对室
内进行通风换气，保持空气清新：③矿井变电所、配电室均设置捧风设备，根据伙力发电厂

与变电站设计防火规范，排风量按换气次数不少于10次几，并设置事故排风。按>12次/h
事故强制排风量计算，选择轴流式通风机，事故通风机兼作平时通风换气使用。井下通风详

见本说明书第五章‘通风和安篁曩中有关内容。

（2）除尘。煤炭勘探报告中显示矿井开采的原煤干燥基水分MJ的均小于l％，鉴于矿
井地面生产系统布置简洁，且多在选煤厂内，矿井转载点较少，对于属于矿井地面及井下生
产过程中产生的煤尘和岩尘，在各作业点采用综合防尘的方法对产生的粉尘进行防治。一般

对产尘点实施喷雾、洒水和采用密闭相结合的方式除尘、降尘。

（3）空调及制冷设备。夏季通风室外计算温度26．8℃，与夏季工作地点的允许温差
为3℃，则工作地点的允许温度为29．8℃。备建筑采用自然通风或机械通风时，一般均可
满足矿井生产工艺系统的室内温度要求，故该矿不设置集中空调设备，仅对要求舒适条件较

好的个别房间，如：办公楼的会议室，设置分体式空调设备。

3、热水供应。矿井热水主要用于矿井浴室职工沐浴、下并职工衣物洗涤和食堂蒸煮、
餐具的洗涤。故矿井热水供应对象主要为浴室、洗衣房及