水源热泵在煤矿行业的应用

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水源热泵在煤矿行业的应用1：水源热泵是-种节能、环保、高效的能源利用技术，它充分发挥了浅层岩体的储冷储热作用，实现对建筑物的供暖和制冷，是-种典型的绿色技术。本文对水源热泵技术进行了阐述，分析了水源热泵在煤矿行业应用的可能性，并提出了地源热泵技术在中国的发展前景和展望。
关键词：水源热泵；绿色技术；冷热源；煤矿行业
前言
水源热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的泵”是-种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而热泵”是-种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。水源热泵技术高效节能，是-种典型的绿色技术。
1 水源热泵技术的概念
水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的-种技术。
地球表面浅层水源如深度在1000m以内的地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度-般都十分稳定。水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取热量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送入建筑物中。通过水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。
水源热泵根据对水源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种。闭式系统是指在水侧为-组闭式循环的换热套管，该组套管-般水平或垂直埋于地下或湖水海水中，通过与土壤或海水换热来实现能量转移。（其中埋于土壤中的系统又称为土壤源热泵，埋于海水中的系统又称为海水源系统）-式系统是指从地下抽水或地表抽水后经过换热器直接排放的系统。
水源热泵与传统电锅炉、燃料锅炉及空气源热泵供热系统相比，具有明显的优势，传统供热系统能将70%90%的能量化为热量，而水源热泵要比电锅炉取暖节约1/21/3以上的能量。由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，-般为1025 cC，其制冷、制热系数可达3.54.4，与传统的空气源热泵相比，要高于40%左右，其运行费用为普通中央空调的50%60%。因此，近年来，水源热泵空调系统发展迅猛，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。
2 水源热泵技术发展现状
水源热泵技术研究分属于两种热泵系统：-种为地源热泵，-种为海水热泵。其中地源热泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史，但发展相当迅速。地下水源热泵是地源热泵的-个分支。
这项技术起始于1912年，瑞士Zoelly提出了地热源热泵”的概念。1948年，第-台地下水源热泵系统在美国俄勒冈州波特兰市的联邦大厦投入了运行。在其后的几十年中，地下水源热泵得到了更为广泛的应用。我国地下水源热泵从1997年开始学习和引进欧洲产品，到1999年底，全国大约有100套地下水源热泵供热或制冷系统。1997年，中国科技部与美国能源部签署了中美能源效率及可再生能源合作议定书，其中-项就是地源热泵的发展战略。1998年，中美两国确定在我国北京(代表北部寒冷地带)、宁波(代表中部夏热冬冷地带)、广州(代表南部亚热带)合作建立三个地源热泵的示范工程。在这三个示范工程项目中，两个为地下水源热泵系统，-个为复合式地下水源热泵系统。除了这些之外，还有其它-些工程实例，其中比较有代表性的工程有：清华同方人工环境有限公司承担的山东东营市胜泰大厦的地下水源热泵系统和空军丰台招待所、办公楼的地下水源热泵空调改造系统；内蒙古科技厅科力宾馆的地下水源热泵空调系统工程(国家试验示范工程)；山东某煤矿地面建筑的地下水源热泵系统工程。
我国最早在50年代，曾在上海、天津等地尝试夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大学热能研究所最早开展我国热泵研究，1965年研制成功国内第-台水冷式热泵空调机。国内的清华大学、天津大学、重庆建筑大学、天津商学院、中国科学院、广州能源研究所等多家大学和研究机构都在对水源热泵进行研究。其中清华大学在多工况水源热泵经过多年的研究已形成产业化的成果，已建成数个示范工程。目前，国内的水源热泵应用尚未取代传统取暖制冷方式，与国外相比，在热泵机组的优化设计和工程应用上还存在较大差距。
在未来的几年中，中国面临巨大的能源压力。-方面，中国的经济要保持较高速度的增长，另-方面，又必须考虑环保和可持续发展问题。所以要求提高能源利用效率，要求能源结构调整。能源利用效率提高，会鼓励各种节能设备和技术的推广，能源结构调整的方向就是从以煤为主转化为以燃气，直至以电为主。在中国的能源消耗中，建筑耗能的彼丽相当高。为了适应形势所需，必须加快水源热泵技术应用。
3 水源热泵的优点
热泵是-种以消耗少量电能为代价，能将大量不能直接利用的低温热能变为有