煤矿坑道水水源热泵供热空调工程设计研究

摘要

本论文对开滦精煤股份有限公司范各庄和吕家坨煤矿采用坑道水水源热泵系统进行供热制冷进行设计研究。范各庄和吕家坨矿煤矿每天可分别产生12000m3坑道水，处理后的水温常年保持在15～18℃之间，非常适用于水源热泵的应用。矿区有大量的矿工洗浴、冬季坑道风加热、夏季洗煤车间降温的用能需求。目前矿区采用燃煤蒸汽锅炉供热，没有夏季降温措施，迫于节能减排指标的压力以及夏季供冷的需求，拟在矿区采用坑道水水源热泵系统来满足上述冷热供应的需求。矿井水的资源化利用不仅可以节约水资源，在用于矿区的供暖通风和空调时还具有很大的节能减排潜力。
　　 范各庄矿业分公司水源热泵部分的供暖面积为10192.7m2，供冷面积为19530.5m2。范各庄煤矿男、女更衣室有全年生活热水需求，热水供应量2000吨/天。吕家坨矿业分公司水源热泵部分在采暖期加热供给矿井室和巷道的新风，新风温度要求温度不小于2℃；风量需求为160m3/s。在非采暖期吕家坨煤矿男、女更衣室有生活热水需求，热水供应量为2000吨/天。
　　 范各庄矿设计坑道水水量为297m3/h，吕家坨矿设计坑道水水量为422Ⅲ3/h。两矿矿井坑道水每天能够提供的水量完全可以满足工程所需水量。系统通过坑道水泵将蓄水池的坑道水直接送入热泵机组，坑道水取热放热后，再排回蓄水池。
　　 本系统工程总投资为2288万元，与传统的系统相比，每年可以节约常规能源1.47×107MJ。煤矿坑道水水源热泵系统的动态投资回收年限为6年。每年可以减少向大气排放二氧化碳(CO2)12350吨，节能环保效益明显。

目录

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第一章绪论

1.1我国建筑能耗发展状况

1.2我国地源热泵的发展

1.2.1我国地源热泵发展历史

1.2.2我国目前地源热泵发展分析

1.2.3发展特点

1.3地源热泵国际经验及发展趋势

1.4课题的提出

1.5论文的主要研究内容及方法

1.6论文的架构

第二章工程概况和设计目标

2.1矿区建筑概况

2.2煤矿坑道水概况

2.3设计目标

第三章煤矿坑道水水源热泵系统方案分析

3.1热泵系统的工作原理

3.1.1热泵机组的工作原理

3.1.2水源热泵系统的组成和工作原理

3.1.3煤矿坑道水水源热泵系统的技术特点和系统组成

3.2设计依据

3.3负荷计算

3.3.1设计计算参数

3.3.2冷热负荷

3.4坑道水用量计算

3.4.1系统能效比的确定

3.4.2坑道水水量计算

3.5技术方案

3.5.1范各庄矿业分公司技术方案

3.5.2吕家坨矿业分公司技术方案

3.6系统原理图

3.7配电与自控系统

第四章运行能耗及技术经济分析

4.1工程投资概算

4.1.1概算说明

4.1.2工程投资

4.2节能效益

4.2.1系统能耗计算

4.2.2运行能耗及常规能源替代量

4.3经济效益分析

4.3.1费效比

4.3.2寿命期内系统总节省费用

4.3.3动态投资回收期

4.4环境效益

第五章结论与展望

5.1主要结论

5.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢