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热泵技术在煤矿采暖制冷中的应用
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-02 16:43:29

   摘要:煤矿在采暖与制冷的过程中,会应用到热泵技术,热泵技术是一种环保性的技术,其对生态环境的保护有着十分显著的现实意义。煤探矿井在回收热量的过程中对冷热负荷进行计算,对节能有着显著的意义。文章将会对热泵技术应用在煤矿的价值和措施进行探讨。 

  关键词:热泵技术 煤矿 采暖 制冷 

  现阶段,我们国家的一些煤矿在采暖和制冷的过程中,主要使用的矿物燃料,煤矿企业内部的矿物燃料主要指的是煤炭。然而,煤炭在燃烧的过程中会产生大量的污染物和有毒气体,造成了严重的温室效应现象。因此,煤炭企业制冷、取暖过程中的环境保护工作就变得十分重要。热泵技术在其中进行应用,就能够收到显著的效果,具有极为重要的环保意义。 

  一、热泵技术的基本概述 

  在自然界中,热量会由高温物体传递到低温物体中,而不能够进行反向传递。然而,若将机械作为一种补偿条件,热量则能够完成反方向的传递,这样的现象就是热泵现象。热泵技术的主要热源有地热、空气等,地热是热泵技术使用的过程中,一种最为有效的资源,它能够通过地下循环液的流动,而实现大地和系统之间的热量传递。在冬季供热的过程中,流体会将地下的热量进行有效的收集,并在收集的过程中将热量带入室内,保证人们处于一份温暖、舒适的环境中。夏季制冷时,系统就会反方向运行,进而将室内的热量带走,并将热量送入到地下。 

  二、煤矿矿井中的水源热泵技术 

  (一)煤矿中的水源热泵技术原理 

  在煤矿的采暖和制冷的过程中,用到的热泵技术主要是水源热泵技术。夏季煤矿建筑物的温度比较高,水的温度是相对较低的,这样水就能够将建筑物中的热量带走,冬季,水源的温度较高,建筑物内部的温度较低,水中的热量自然而然的就会流到建筑物中,完成对建筑物的供暖工作。 

  (二) 煤矿中水源热泵技术的制冷方式 

  1.制冷剂的有效循环 

  煤矿生产中应用到的水源热泵技术,主要是将由压缩机排出的高温和高压的制冷剂的气体送入矿井内部,制冷剂在这个过程中,能够转变为气体,再进入到压缩机内部,实现了制冷剂的循环工作。 

  2.开放式的循环 

  煤矿矿井在将温度在14度与16度之间的排水进行沉淀和过滤之后,会经过水泵进入到冷凝器当中,并与制冷剂完成一定程度的冷热交换,冷热交换完成后,等待水温进行上升,当水温上升到18度左右时,将水排掉。 

  3.封闭式的循环 

  这种方式的循环,是用户侧的温度为12度的水经过蒸发器进行制冷之后迅速变冷,温度降到7度,并通过水泵装置来制冷,经过制冷之后,温度变成12度,将其置于蒸发器中,不停的进行循环。 

  三、煤矿采暖制冷中应用热泵技术的重要意义 

  (一)能够实现节能环保的重要目的 

  煤炭制冷和采暖的过程中,所应用到的热泵能源,是具有很高的能效的,这种能效想要获得百分之百的能量,仅仅需要输入百分之二十的电能。因此,它的运行效率是特别高的。因此,也就节约了能源,达到了环保的效果。 

  (二)能够节约煤矿的用地面积 

  将水源热泵技术应用在煤矿的采暖和制冷的过程中,能够将煤矿矿井中的水作为能源,节省了一些锅炉设施,这样就使得机房的面积有了大大的缩小。有效的节约了煤矿的用地面积。 

  (三)有效的减少了环境污染 

  在煤矿中将水源热泵技术进行应用,能够真正的做到绿色、环保,热泵技术在应用的过程中,也能够产生很少的污染物,对环境造成的危害比较小,这样就有效的降低了煤矿的减排压力。 

  (四)热泵技术的运行系统比较稳定 

  在煤矿矿井中,其水中的温度是比较稳定的,一年四季都处在一个范围内。这样的特点使得水源热泵机组的工作效率比较高。机组工作效率的提高能够保证其系统的平稳运行,有效的维持了这个系统的稳定,增强了水源热泵系统可靠性和安全性。 

  (五)水源热泵技术的控制较为方便 

  在煤矿的制冷与采暖过程中,所使用到的水源热泵系统能够实现多功能的效果,所需要的人员比较少,维护的过程中是比较方便的,也有效的降低了整个系统的运行成本,减轻了对其进行管理的难度。 

  (六)能够实现对废弃资源的合理利用 

  在煤矿的开采过程中,矿井中的水是需要排出的,在应用水源热泵技术之后,井下的废水经过一定的处理后,是能够作为冷热源而存在的,这些矿井中的废水,能够在水源热泵机组的工作下,转变成冷暖空调,这样就有效的降低了煤炭的生产成本,实现了对废弃资源的合理利用。 

  (七) 加强了对其他可再生能源的利用 

  热泵技术在煤矿采暖和制冷中进行应用,不仅能够利用矿井下的水源,还能够对矿井中的太阳能和地热能进行有效的利用。由热泵技术实现能量的的转化,将太阳能和地热能都转化成为冷热源,在夏季为人们制冷,并在冬季帮助人们采暖,这样就全面的实现了对太阳能和地热能等其他的可再生能源的有效的利用,促进了节能环保大趋势,贯彻落实了国家的可持续发展观念。例如:陕西某煤矿就取消了锅炉供暖,而是将矿井中排出的水做为热源,对建筑区用户供暖。 

  四、结语 

  总而言之,热泵技术有广泛的发展前景,在煤矿的采暖与制冷的过程中,应用必要的热泵技术能够实现对可再生能源的使用,也能够对生态环境进行保护,维持现阶段的生态平衡,对人类发展具有重要意义。 

  参考文献: 

  [1]柳延超.热泵与矿井回风余热回收装置耦合系统的研究[D].河北工程大学,2012. 

  [2]张燕鹏.矿井水水源热泵系统供暖工况分析[D].河北工程大学,2014. 

  [3]李峰,刘勇,盛友华,杨光义.水源热泵技术在煤矿中的应用[J].煤炭技术,2015,(08). 

  [4]王伟.低温热源热泵系统在煤矿采暖中的应用[J].环境与生活,2014,(06).

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