煤矿空气能热泵供暖+井下送风，给甲方年省200万！

煤矿是能耗重地，包括采暖、热水和井下送风，传统的能源形式多为煤锅炉，在清洁取暖的大势下，改造成为必然。那么，煤矿改造该选择哪一种清洁能源呢？改造过程中需要注意哪些问题？改造后的效果怎样？能耗如何呢？

山西朔州右玉县教场坪集团采暖面积约9万㎡，井下送风主井风量需求为2500m³/h，副井风量需求为5000m³/h。

2021年集团进行了清洁能源改造，其中采暖一共安装了45台超低温空气能热泵机组，井下送风采用超低温双级耦合热泵。改造后相比原来的煤锅炉系统，每年可以节省200万元，得到了甲方的高度好评。

一、项目概况

山西教场坪能源产业集团公司是一家以煤炭为主的能源企业，位于朔州市右玉县元堡子镇。

项目总供暖面积约9万㎡，且井下送风需求大，原来都是采用燃煤作为供暖和井下送风的热源。

二、改造背景

2021年4月，为了保障清洁取暖项目顺利推进，朔州市政府制订了《朔州市冬季清洁取暖项目实施方案》，提出2021年采暖季前，平原地区、川区谷地散煤基本清零，2023年采暖季前境内清洁取暖全覆盖。

为响应政府清洁取暖的号召，教场坪集团决定对原有的燃煤锅炉进行改造。考虑到矿区位置、交通状况、能源成本、矿区安全等因素，经过多方考察和参观后，把空气源热泵作为主要的替代能源。

三、项目建设难点

一是空气能在山区较低温地方是否能正常运行。该项目所在地为右玉县，冬季最低气温为-34℃。而项目所在地海拔1400米，气候低温严寒而漫长，最低气温可达-38℃左右，对空气源热泵的制热能力及能效存在一定的影响。

项目技术人员深入当地了解气候特征、供暖环境，与专业技术人员沟通后，特为该项目选用超低温空气源热泵机组，确保低温工况下的制热效果和稳定性。

二是机组距离矿区噪音是否扰民。项目技术人员对机组出厂前在实验室进行多番测试，调整机组配置，风机采用降风噪、隔音、机组防震等措施;项目工程人员对机组安装时，做好阻尼式减震装置，大大地有效降低噪音，使噪音达70分贝以下。

四、采暖改造

教场坪集团采暖面积约9万㎡，室内末端均为暖气片，其中部分建筑为新建项目，保温较好，且采用的是新型高效暖气片。

其中教场坪矿区采暖面积约4万㎡，原来使用的是一台10吨的燃煤锅炉，改造后安装了20台NSKR-U300AC的超低温空气源热泵采暖机组。

帽帽山矿区采暖面积约5万㎡，原来使用的是一台10吨的燃煤锅炉，改造后安装了25台NSKR-U300AC的超低温空气源热泵机组。

五、井下送风改造

据了解，井下送风项目原来使用的是1台10吨的燃煤蒸汽锅炉，结合矿区之前的运行数据，设计采用超低温双级耦合高温热泵机组。

其中，空气源热泵将水温升到20℃后进入水箱A内，然后水源热泵抽取A水箱的水再次进行加热，升温到85℃左右进入B水箱，最终由B水箱输送到供热末端。

主井风量需求为2500m³/h，副井风量需求为5000m³/h，主井选用8台NSKR-W600HH-S超低温双级耦合高温机组，副井选用16台NSKR-W600HH-S超低温双级耦合高温机组。

六、项目安装

项目所有主机均安装在矿区的空地，且周围通风良好，确保制热效果。

主机全部安装在约50公分高的水泥基座或槽钢支架上，减少冬季积雪以及化霜水的影响；室外管路全部做好保温措施，采用5公分的橡塑保温棉，外包铝皮；室外线路全部安装在线槽内，减少故障的同时延长使用寿命。

七、节能分析

采暖改造前，一共使用两台10吨的燃煤锅炉，每天消耗14吨煤(教场坪矿区6吨+帽帽山矿区8吨)、204度电，燃煤总费用为3780000元（单价按照平均1500元/吨计算），电费为204度*10小时*0.6元/度*180天=220320元，总的采暖成本为4000320元。

改造后空气源热泵的冬季运行费用为45台*50kW*10小时*0.6元*180天=2430000元。

改造前井口采用1台10吨燃煤蒸汽锅炉，需要每天燃烧12吨煤，冬季运行费用为12吨*120天*1500元=2160000元。

改造后的超低温双级耦合高温机组系统每天运行18h，每度电0.6元，井口送风合计120天，运行费用为24台*58kW*18h*0.6元*120天=1804032元。

综上，改造后冬季采暖成本节省约1570320元，井口送风的成本节省了355968元，每年和减少成本1926288元。

另外，由于改造后采用热泵系统，实现了智能控制，相比原来烧煤节省了大量的人工成本，因此每一年为矿区节省的能源和人工费用超过了200万元。

八、改造后效益

1.空气源热泵清洁供暖因地制宜解决矿区工人的居住采暖问题，不仅提高了矿区的舒适度，使居室温暖、环境整洁，还提高了矿区生产安全性和智能性。据矿区相关负责人介绍，改造后采暖效果更加稳定，室内保证在20℃以上，且实现了智能化控制，节省了大量人工成本。

2.响应国家及山西节能减碳政策，实现矿区可持续发展、绿色环保，打造绿色矿区、碳排放达标矿区、智慧矿区。

3.无需电力增容，降低电能消耗及电网铺设成本；无需年检和运营附加费；无需燃料运输和储存；无需专人值班；无需复杂的维护和检修，运行成本低，投资回收期短。

九、产品选择

据悉，为应对项目所在地冬季超低温的工况，该项目采暖选用的是暖圣商用超低温空气源热泵，产品能够在-38℃的低温工况下稳定制热，出水温度达到了60℃，很好地满足了低温环境下传统暖气片改造的需求。

1.采用国际著名品牌压缩机，制热能力强劲，效能比比目前市场上最先进的活塞式压缩机还高12%。

2.采用内螺纹铜管，其内表面呈凹槽设计，与冷媒接触面积更大，热交换更充分，换热效果更好。

3.采用三排高效蒸发器，翅片式蒸发器为亲水铝箔波纹片，铜管为内螺纹薄壁管，具有融霜快、吸风效果好、吸热面积大、不开窗、不积尘等优点，大大提高机组的吸热量。

4.采用日本鹭宫技术电子膨胀阀，数码技术控制方式控制工质达到最佳流速效果，从而降低压缩机耗能，提高COP值。

5.采用正品出厂三花四通阀，通过电磁阀线圈电流的通断，来启闭左或右阀塞，从而可以用左、右来控制阀体两侧的压力，使阀体中的滑块在压力差的作用下左右滑动，从而转换制冷剂的流向，达到高效制热的作用。

6.采用电控智能控制，防冰冻保护系统在严寒的冬天照样安全无忧，特有5G无霜系统，低温制热性能更加出众，智能启动无霜系统节能更加出色。

暖圣集团致力于新能源行业十余载，倾心研究开发节能、洁净供热技术，研发了空气源热泵、电能、燃油、燃气、生物质能、太阳能等新能源系列产品，取得了多项具有公司自主知识产权的核心技术，在市场上得到了广泛应用，样板项目林立。

广东暖圣新能源科技有限公司是一家以空气源热泵系列产品为主，集设计、开发、生产、销售于一体的高新技术产业，以变频控制技术为核心，专业制造“-38℃超低温空气源热泵”系列产品，目前拥有广东佛山和山西忻州两大基地。

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