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井口送風(fēng)+采暖+熱水!代替煤和燃?xì)猓?套熱泵系統(tǒng)3種功能_空氣能能安裝暖氣片嗎

空氣能網(wǎng)10個(gè)月前 (08-25)空氣能品牌榜30
編者按:山西澤州天泰岳南煤業(yè),原使用燃煤鍋爐,滿足井下通風(fēng)和辦公樓的采暖、生活熱水等需求,但是鍋爐能耗高、管理難、污染高、有安全隱患、影響廠區(qū)環(huán)境整潔。后改用空氣源熱泵替換燃煤鍋爐,設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)可滿足多種使用需求,系統(tǒng)的利用率得到了最大化。

1套系統(tǒng)3個(gè)功能

本項(xiàng)目一套系統(tǒng)可滿足多項(xiàng)使用需求,主要滿足井口送風(fēng)新風(fēng)加熱,為風(fēng)柜提供所需熱水,同時(shí)滿足辦公室暖氣片的熱水需求。

在非供暖季,系統(tǒng)也不閑置,而是替代燃?xì)忮仩t,為員工提供生活熱水,系統(tǒng)的利用率得到了最大化。不同末端形式,對于溫度、流量的要求均有不同,采用二次換熱器匹配末端需求。

制熱負(fù)荷計(jì)算與選型

山西澤州天泰岳南煤業(yè)有限公司位于澤州縣下村鎮(zhèn)大南莊村,井田面積11.6582k㎡,年產(chǎn)量120萬噸,是當(dāng)?shù)刂旱V企業(yè)。

項(xiàng)目分為井下通風(fēng)新風(fēng)加熱以及辦公室取暖兩部分,礦區(qū)設(shè)置帶式輸送機(jī)提升的斜井井筒,井口加熱送風(fēng)量3900m3/h,辦公室采暖面積200㎡。選擇空氣源熱泵機(jī)組,同時(shí)滿足通風(fēng)和采暖的制熱需求。

經(jīng)詳細(xì)測算,使用空氣源供暖,為保證惡劣天氣的使用效果,按照-10℃的新風(fēng)溫度進(jìn)行設(shè)計(jì),總共需熱量1000kw。晉城地區(qū)冬季寒冷時(shí)的極端低溫為-15℃左右,但出現(xiàn)時(shí)間每年不到20小時(shí)。

井下通風(fēng)新風(fēng)加熱選用17臺30匹芬尼克茲北極星超低溫機(jī)組作為加熱熱源設(shè)備,單臺制熱量為66.6kW,總制熱量為1132kW,充分滿足使用需求,另外配備一臺300kw的電輔助加熱器保證極端低溫時(shí)的使用效果。

辦公室取暖選用一臺PHNIX北極星超低溫機(jī)組PASHW100S-PS為項(xiàng)目所在地辦公用房冬季供暖提供熱源;額定制熱量為30.5kW,完全可滿足200㎡辦公場所的供暖需求。

17臺主機(jī)并聯(lián)安裝

熱源為17臺主機(jī)并聯(lián)連接,不同機(jī)組之間互為備用,即使一臺出現(xiàn)問題或需要維保,也不影響其余機(jī)組正常運(yùn)行,保證了系統(tǒng)能夠連續(xù)運(yùn)行的可靠性。

已知該項(xiàng)目為礦井新風(fēng)加熱,井口新風(fēng)流量為3900m3/s,新風(fēng)溫度最低要求為2℃;設(shè)備運(yùn)行要求按實(shí)時(shí)環(huán)境溫度(環(huán)境溫度低于5℃時(shí)設(shè)備啟動、環(huán)境溫度高于7℃時(shí)設(shè)備停止運(yùn)行)進(jìn)行啟、停工作。

熱源集中布置于設(shè)備平臺,平臺一側(cè)地勢較高,空氣流通順暢,設(shè)備運(yùn)行時(shí)有良好的進(jìn)排風(fēng)環(huán)境,保證了制熱效果。

二次系統(tǒng)設(shè)計(jì),配水箱

輸配系統(tǒng)采用二次系統(tǒng)設(shè)計(jì),配備緩沖水箱,調(diào)節(jié)負(fù)荷波動,并起到儲能作用。輸配管道全部包裹橡塑保溫材料,避免熱水輸送過程中,與周圍環(huán)境溫差較大,產(chǎn)生熱量損失浪費(fèi)。最外層包有鋁皮,起到保護(hù)保溫層、延長壽命的作用。

末端分為井口送風(fēng)加熱、辦公采暖、生活熱水三個(gè)部分。

為滿足安全生產(chǎn)和良好的勞動條件,井口送風(fēng)部分采用全新風(fēng)組合風(fēng)柜末端,考慮到井下作業(yè)區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,通風(fēng)方式采用壓入式,通過對進(jìn)風(fēng)井進(jìn)行改進(jìn),減少進(jìn)風(fēng)阻力,讓所有新風(fēng)都通過一次換熱器,最終升溫至15℃~20℃。

辦公室采暖部分采用暖氣片形式,安裝方便,且安裝位置靠近人員工作區(qū),制熱效果好。

考慮到業(yè)主還有熱水需求,將主井的送風(fēng)系統(tǒng)和熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個(gè)系統(tǒng),可在供暖停用期間為礦井職工提供生活熱水。

費(fèi)用:改造后年省25萬

改造前人工費(fèi):改造前原使用一臺二噸燃煤鍋爐,供暖期長四個(gè)月,期間需24h專人值守,共指派6個(gè)管理人員,每班2人,三班倒,總共需要支付管理人員工資86400元。

改造前能源費(fèi):鍋爐平均每天用煤3.5噸,采暖時(shí)長120天,共需燃煤費(fèi)用420噸×600元=252000元;每個(gè)供暖季維修、出爐渣、運(yùn)輸儲存等費(fèi)用約30000元;

改造前總費(fèi)用:燃煤鍋爐風(fēng)井供熱總費(fèi)用約為:37萬元左右。

由于鍋爐屬于壓力容器,有很高安全隱患,還必須要定期巡檢、每年接受相關(guān)部門檢查,會有額外的時(shí)間成本。

改造后空氣源熱泵費(fèi)用:使用空氣源熱泵進(jìn)行風(fēng)井冬季供暖,每供暖季主機(jī)運(yùn)行時(shí)間不到1000小時(shí)(供暖初、未期均不啟動)。

空氣源運(yùn)行費(fèi)用為:17臺×23.5kw×1000h×0.7元=279650元,運(yùn)行時(shí)設(shè)備自動化運(yùn)行,無需專人時(shí)時(shí)值守,沒有額外管理費(fèi)用。通過改造前后對比,風(fēng)井供暖費(fèi)用每年可節(jié)省10萬元左右。

在供暖間歇期,使用空氣源熱泵代替原燃?xì)忮仩t,供應(yīng)礦區(qū)職工所需生活熱水。每年運(yùn)行費(fèi)用大約節(jié)省15萬元費(fèi)用。

改造前后綜合對比:改造后每年總節(jié)約使用成本近25萬元。

實(shí)際上類似于天泰岳南的企業(yè)不是個(gè)例,相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,山西省2019年全年完成煤改電共20萬戶,計(jì)劃截至2020年10月底前,重點(diǎn)地市清潔能源改造完成率達(dá)到60%以上。自從山西地區(qū)全面推行煤改電以來,不少大型國企迫切的尋求一種清潔高效的替代熱源。

煤礦企業(yè)作為能源主導(dǎo)企業(yè),正是清潔改造的重點(diǎn),不能再去使用燃煤鍋爐這樣的高污染、高能耗的熱源。

天泰岳南項(xiàng)目上,針對煤礦特種場所應(yīng)用需求特點(diǎn),最終換用空氣源熱泵清潔熱源,來供應(yīng)采暖、新風(fēng)加熱、生活熱水三項(xiàng)需求,為清潔能源改造探索了新的模式。

項(xiàng)目選擇低溫制熱能力突出的芬尼克茲北極星超低溫機(jī)組。壓縮機(jī)采用艾默生ZW熱泵專用壓機(jī),搭配寬間隙波紋開窗翅片和高效罐形式熱交換器,保證低溫環(huán)境下強(qiáng)勁制熱效果。冷媒填充量、系統(tǒng)壓力均按照低溫制熱工況相應(yīng)優(yōu)化,專為嚴(yán)寒地帶設(shè)計(jì),低溫下衰減小,-20℃能效COP大于2.1,節(jié)能效果顯著。

在煤改電大勢之下,芬尼克茲利用多年改造項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn),多次助力大型企業(yè)開展清潔能源改造計(jì)劃,在汾渭平原筑起一道道亮眼的綠色工程。選空氣能產(chǎn)品,建議參考空氣能十大品牌。

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