煤炭矿井回风源热泵系统设计

孙权

（中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北武汉430062）

煤炭矿井回风源热泵系统设计

孙权

（中煤科工集团武汉设计研究院有限公司湖北武汉430062）

本文介绍了某煤炭矿井回风热泵系统设计，包括回风热源能力分析，主机设备选型，经济性比较等，通过计算及比较，矿井回风热泵系统不仅环保而且节能，值得进行推广，并为类似工程提供设计参考。

回风热泵；节能环保；经济比较

1　工程概况

某煤炭矿井位于河南省平顶山市，地面建筑面积约20000m2，井口防冻的风量为104m3/s，需要解决冬季热源。

本工程采用回风源热泵方案满足工业主场内建筑冬季供暖及夏季空调、井筒防冻并为洗浴热水提供热源，从而取消燃煤锅炉，节能、减排，减少大气及环境污染。

2　回风热源分析

2.1矿井回风参数

矿井回风温度基本不受室外气温影响并且全年都比较恒定，矿通风风量为97.5m3/s，全年回风温度21℃～26℃，湿度60%～80%。

2.2冬季提取的热量

矿井回风换热量计算：

Qqd=(h1d-h2d)×pv=(52.76-24.79)×97.5×1.281=3493.4kW

按照热泵机组的综合能效比COP为4.0计算，则可产生的热量为：Qs=Qqd/(1-1/COP)=3493.4/(1-1/4.0)=4657.9kW

2.3夏季吸收的热量

夏季向回风中释放的热量为：

Qqx=(h2x-h1x)×pv=(99.69-65.79)×97.5×1.281=4234kW

按照热泵机组的综合能效比COP为4.5计算，则提供的冷量为：

Qls=Qqx/(1+1/COP)=4234/(1+1/4.5)=3464.2kW

3　冷热负荷计算

根据矿井各建筑物参数进行计算如下：

（1）井筒防冻：热负荷1814kW

（2）地面建筑：热负荷1200kW，冷负荷3000kW

（3）洗澡热水：热负荷320kW

从计算可看出回收矿井回风热完全可用满足冬季中央空调、洗浴热水和井筒防冻热量要求和夏季中央空调冷量要求。

剩余热量：4657.9kW-3334kW=1324kW可作为采暖热源。

剩余冷量：3464.2kW-3000 kW=416.2kW可作为建筑物空调冷源。……