【摘 要】 水源熱泵是一種節(jié)能、環(huán)保、高效的能源利用技術(shù)，它充分發(fā)揮了淺層巖體的儲(chǔ)冷儲(chǔ)熱作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的供暖和制冷，是一種典型的綠色技術(shù)。本文對(duì)水源熱泵技術(shù)進(jìn)行了闡述，分析了水源熱泵在煤礦行業(yè)應(yīng)用的可能性，并提出了地源熱泵技術(shù)在中國的發(fā)展前景和展望。
【關(guān)鍵詞】 煤礦 水源熱泵技術(shù) 應(yīng)用 效益
在煤礦的開采過程中，伴隨著礦井廢水的涌出，這些廢水的溫度在一年內(nèi)幾乎沒有變化，隨著煤礦開采時(shí)間的增加和生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)生的廢水不斷的增加，對(duì)于礦井來說是一種穩(wěn)定的熱源。但是這種涌水的低溫余熱資源容易被忽略，如何有效的利用這些資源，是廣大技術(shù)人員面臨的一大課題。而利用水源熱泵技術(shù)就能有效的解決這一技術(shù)難題。
1 工業(yè)余熱
以環(huán)境溫度為基準(zhǔn)，被考察體系排出的熱載體可釋放的熱稱為余熱（GB1028-2000）生產(chǎn)過程中由各種熱能轉(zhuǎn)換設(shè)備、用能設(shè)備、化學(xué)反應(yīng)設(shè)備及生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生而未被利用的熱能。
1.1 工業(yè)余熱分類
�。�1）固態(tài)載體余熱。固態(tài)載體余熱主要是包括固態(tài)產(chǎn)品、固態(tài)中間產(chǎn)品產(chǎn)生的余熱資源和工業(yè)生產(chǎn)排出的廢渣的余熱資源等，這些固態(tài)載體的余熱溫度一般為100～500℃。
�。�2）液態(tài)載體余熱。液態(tài)載體余熱也是工業(yè)余熱的重要組成之一。它主要包括液態(tài)產(chǎn)品、冷卻水和冷凝水產(chǎn)生的余熱資源，還有一些可燃性的廢液，這些液態(tài)載體的余熱溫度一般為80℃。
�。�3）氣態(tài)載體余熱。氣態(tài)載體余熱主要包括煙氣和放散蒸汽的的余熱資源和一些可燃性的廢棄，氣態(tài)載體余熱的溫度在100度到180度之間。
1.2 工業(yè)余熱利用的意義
對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來說，大多數(shù)耗能設(shè)備都只利用了熱能中的一小部分。對(duì)廢棄的工業(yè)余熱回收利用，不僅能節(jié)約一次能源，提高工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，減少污染，而且更是節(jié)能減排的重要領(lǐng)域和主要的研究課題，有著很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2 水源熱泵技術(shù)的特點(diǎn)
�。�1）高效節(jié)能。在冬季，對(duì)于說水源熱泵機(jī)組來說可以利用的水體溫度為12度和22度之間，由于水體的溫度相對(duì)于空氣溫度來說較高，這樣就提高了熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度，使水源熱泵的能效得到了很大的提高。在夏季，一般的水體溫度在18度和35度之間，空氣溫度要高于水體溫度，這樣就降低了冷凝溫度，產(chǎn)生的冷卻效果明顯好于冷卻塔式和風(fēng)冷式的制冷效果，從而提高機(jī)組運(yùn)行效率。水源熱泵消耗1kW.h的電量，用戶可以得到4.3～5.0kW.h的熱量或5.4～6.2kW.h的冷量。熱泵系統(tǒng)之所以節(jié)能，很重要的一點(diǎn)就是它所提供的熱量中大部分是從低溫側(cè)無償獲得。對(duì)于水源熱泵機(jī)組來講，換熱過程是和地下水、地表水、循環(huán)水等水體來完成的，一般在10～22℃左右，基本不受外界環(huán)境的影響。
�。�2）運(yùn)行穩(wěn)定可靠。由于水體的溫度相對(duì)穩(wěn)定，一年四季幾乎沒有什么變化，所以說它是較好的熱泵熱源，而且由于水體溫度的恒定性，保證了水源熱泵的穩(wěn)定運(yùn)行。
�。�3）產(chǎn)生的環(huán)保效果十分顯著。由于水源熱泵機(jī)組在供熱的時(shí)候省去了供熱的鍋爐設(shè)備，這樣就不會(huì)產(chǎn)生燃?xì)�，也避免了燃煤的環(huán)境污染，整個(gè)過程都沒有任何燃燒，有效的避免了排煙和排污等環(huán)境污染。而且水源熱泵機(jī)組制冷效果明顯優(yōu)于冷卻塔式，無冷卻塔的存在，這樣就不會(huì)產(chǎn)生冷卻塔的噪音，也不會(huì)出現(xiàn)霉菌污染。對(duì)于水源熱泵機(jī)組來說，整個(gè)運(yùn)行的過程沒有任何的污染，不產(chǎn)生燃燒，不出現(xiàn)排煙，沒有廢水、廢渣、廢棄和煙塵的出現(xiàn)，不會(huì)對(duì)城市造成污染，是工業(yè)發(fā)展的最理想的綠色環(huán)保產(chǎn)品之一。
3 實(shí)施水源熱泵技術(shù)的意義
如果系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的燃煤、燃?xì)忮仩t供熱，則設(shè)備的效率低下、耗能較高；造成的后果是：運(yùn)行費(fèi)用較高，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重。而水源熱泵技術(shù)通過回收低品位熱能，在降低對(duì)環(huán)境污染的同時(shí)，還大大減少了運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)根據(jù)國家相關(guān)政策，如果實(shí)施了該項(xiàng)技術(shù)，還可申請(qǐng)較為可觀的政策性補(bǔ)貼。根據(jù)水源條件和供熱方式可知，若能采用水源熱泵這種可再生能源系統(tǒng)，將會(huì)從根本上改變傳統(tǒng)的供熱方式，節(jié)約大量的常規(guī)能源，減排大量的CO2和其他有害物質(zhì)，為建設(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型社會(huì)探索出新的出路。實(shí)施水源熱泵技術(shù)，將會(huì)對(duì)今后水源熱泵應(yīng)用起到示范、促進(jìn)和推動(dòng)作用，特別是對(duì)周邊地區(qū)應(yīng)用可再生能源提供有益借鑒。
4 水源熱泵技術(shù)應(yīng)用效果
4.1 經(jīng)濟(jì)效益
�。�1）降低運(yùn)行費(fèi)用。水源熱泵機(jī)組的消耗電量為310.5萬kW·h，電費(fèi)按0.6元/（kW·h），一年的費(fèi)用是186.3萬元。而采用鍋爐系統(tǒng)供熱，按照標(biāo)準(zhǔn)煤的價(jià)格一噸為880元，一年需要的費(fèi)用是188.6萬元，一年節(jié)省2.3萬元。
（2）降低維護(hù)費(fèi)用。對(duì)于鍋爐供熱來說每年需要的維修費(fèi)和保養(yǎng)費(fèi)用至少在100萬元以上，而水源熱泵的維修費(fèi)和保養(yǎng)費(fèi)寥寥無幾，這樣就可以每年節(jié)省100萬元的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)。
4.2 社會(huì)效益
�。�1）水源熱泵技術(shù)是再生能源利用技術(shù)，這種技術(shù)是清潔技術(shù)中的一種，它符合國家的發(fā)展政策，能得到國家的政策性的支持。目前，我國非常重視可再生能源開發(fā)利用工作，大力發(fā)展和規(guī)�；瘧�(yīng)用新能源和可再生能源作為能源領(lǐng)域的作為優(yōu)先發(fā)展主題。不管是從國家立法上，還是從我國發(fā)展的戰(zhàn)略的高度上來看，再生能源的發(fā)展應(yīng)用都得到了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。水源熱泵技術(shù)不僅保護(hù)了煤炭資源，而且具有明顯的環(huán)境效益。
�。�2）水源熱泵技術(shù)不僅使礦區(qū)供暖擺脫了鍋爐供暖的方式，而且還節(jié)約了大量的生產(chǎn)成本，明顯的改善了礦區(qū)的環(huán)境。
�。�3）水源熱泵技術(shù)保證了礦井的提升安全，并有效的改善了井下職工的作業(yè)場(chǎng)所的工作環(huán)境。
5 結(jié)語
總之，水源熱泵技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用，取得了良好的效果。水源熱泵機(jī)組能充分利用煤礦每天排出的井下廢水產(chǎn)生的熱量，實(shí)現(xiàn)由熱泵機(jī)組對(duì)辦公樓、浴池、家屬區(qū)等建筑物的冬季供暖和夏季的制冷，真正做到了廢物的循環(huán)利用，符合企業(yè)節(jié)能減排的發(fā)展需要，并有效降低了運(yùn)行費(fèi)用，保證了礦井的可持續(xù)、穩(wěn)定、和諧發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]于衛(wèi)平，王青平，張榮貴，范同軍.水源熱泵技術(shù)在山東協(xié)莊煤礦中的應(yīng)用[J].暖通空調(diào)，2008，（11）：130-132.
[2]李萌，劉傳聚，陳勁暉.利用煤礦礦井水的水源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)分析[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2004，（03）：48-50.
[3]郭峰.熱泵技術(shù)在煤礦采暖制冷中的利用[J].煤炭工程，2006，（10）：102-103.
