煤礦是能耗重地，包括采暖、熱水和井下送風，傳統的能源形式多為煤鍋爐，在清潔取暖的大勢下，改造成為必然。那么，煤礦改造該選擇哪一種清潔能源呢？改造過程中需要注意哪些問題？改造后的效果怎樣？能耗如何呢？

山西朔州右玉縣教場坪集團采暖面積約9萬㎡，井下送風主井風量需求為2500m3/h，副井風量需求為5000m3/h。

2021年集團進行了清潔能源改造，其中采暖一共安裝了45臺超低溫空氣能熱泵機組，井下送風采用超低溫雙級耦合熱泵。改造后相比原來的煤鍋爐系統，每年可以節省200萬元，得到了甲方的高度好評。

一、項目概況

山西教場坪能源產業集團公司是一家以煤炭為主的能源企業，位于朔州市右玉縣元堡子鎮。

項目總供暖面積約9萬㎡，且井下送風需求大，原來都是采用燃煤作為供暖和井下送風的熱源。

二、改造背景

2021年4月，為了保障清潔取暖項目順利推進，朔州市政府制訂了《朔州市冬季清潔取暖項目實施方案》，提出2021年采暖季前，平原地區、川區谷地散煤基本清零，2023年采暖季前境內清潔取暖全覆蓋。

為響應政府清潔取暖的號召，教場坪集團決定對原有的燃煤鍋爐進行改造。考慮到礦區位置、交通狀況、能源成本、礦區安全等因素，經過多方考察和參觀后，把空氣源熱泵作為主要的替代能源。

三、項目建設難點

一是空氣能在山區較低溫地方是否能正常運行。該項目所在地為右玉縣，冬季最低氣溫為-34℃。而項目所在地海拔1400米，氣候低溫嚴寒而漫長，最低氣溫可達-38℃左右，對空氣源熱泵的制熱能力及能效存在一定的影響。

項目技術人員深入當地了解氣候特征、供暖環境，與專業技術人員溝通后，特為該項目選用超低溫空氣源熱泵機組，確保低溫工況下的制熱效果和穩定性。

二是機組距離礦區噪音是否擾民。項目技術人員對機組出廠前在實驗室進行多番測試，調整機組配置，風機采用降風噪、隔音、機組防震等措施;項目工程人員對機組安裝時，做好阻尼式減震裝置，大大地有效降低噪音，使噪音達70分貝以下。

四、采暖改造

教場坪集團采暖面積約9萬㎡，室內末端均為暖氣片，其中部分建筑為新建項目，保溫較好，且采用的是新型高效暖氣片。

其中教場坪礦區采暖面積約4萬㎡，原來使用的是一臺10噸的燃煤鍋爐，改造后安裝了20臺NSKR-U300AC的超低溫空氣源熱泵采暖機組。

帽帽山礦區采暖面積約5萬㎡，原來使用的是一臺10噸的燃煤鍋爐，改造后安裝了25臺NSKR-U300AC的超低溫空氣源熱泵機組。

五、井下送風改造

據了解，井下送風項目原來使用的是1臺10噸的燃煤蒸汽鍋爐，結合礦區之前的運行數據，設計采用超低溫雙級耦合高溫熱泵機組。

其中，空氣源熱泵將水溫升到20℃后進入水箱A內，然后水源熱泵抽取A水箱的水再次進行加熱，升溫到85℃左右進入B水箱，最終由B水箱輸送到供熱末端。

主井風量需求為2500m3/h，副井風量需求為5000m3/h，主井選用8臺NSKR-W600HH-S超低溫雙級耦合高溫機組，副井選用16臺NSKR-W600HH-S超低溫雙級耦合高溫機組。

六、項目安裝

項目所有主機均安裝在礦區的空地，且周圍通風良好，確保制熱效果。

主機全部安裝在約50公分高的水泥基座或槽鋼支架上，減少冬季積雪以及化霜水的影響；室外管路全部做好保溫措施，采用5公分的橡塑保溫棉，外包鋁皮；室外線路全部安裝在線槽內，減少故障的同時延長使用壽命。

七、節能分析

采暖改造前，一共使用兩臺10噸的燃煤鍋爐，每天消耗14噸煤(教場坪礦區6噸+帽帽山礦區8噸)、204度電，燃煤總費用為3780000元（單價按照平均1500元/噸計算），電費為204度*10小時*0.6元/度*180天=220320元，總的采暖成本為4000320元。

改造后空氣源熱泵的冬季運行費用為45臺*50kW*10小時*0.6元*180天=2430000元。

改造前井口采用1臺10噸燃煤蒸汽鍋爐，需要每天燃燒12噸煤，冬季運行費用為12噸*120天*1500元=2160000元。

改造后的超低溫雙級耦合高溫機組系統每天運行18h，每度電0.6元，井口送風合計120天，運行費用為24臺*58kW*18h*0.6元*120天=1804032元。

綜上，改造后冬季采暖成本節省約1570320元，井口送風的成本節省了355968元，每年和減少成本1926288元。

另外，由于改造后采用熱泵系統，實現了智能控制，相比原來燒煤節省了大量的人工成本，因此每一年為礦區節省的能源和人工費用超過了200萬元。

八、改造后效益

1.空氣源熱泵清潔供暖因地制宜解決礦區工人的居住采暖問題，不僅提高了礦區的舒適度，使居室溫暖、環境整潔，還提高了礦區生產安全性和智能性。據礦區相關負責人介紹，改造后采暖效果更加穩定，室內保證在20℃以上，且實現了智能化控制，節省了大量人工成本。

2.響應國家及山西節能減碳政策，實現礦區可持續發展、綠色環保，打造綠色礦區、碳排放達標礦區、智慧礦區。

3.無需電力增容，降低電能消耗及電網鋪設成本；無需年檢和運營附加費；無需燃料運輸和儲存；無需專人值班；無需復雜的維護和檢修，運行成本低，投資回收期短。

九、產品選擇

據悉，為應對項目所在地冬季超低溫的工況，該項目采暖選用的是暖圣商用超低溫空氣源熱泵，產品能夠在-38℃的低溫工況下穩定制熱，出水溫度達到了60℃，很好地滿足了低溫環境下傳統暖氣片改造的需求。

1.采用國際著名品牌壓縮機，制熱能力強勁，效能比比目前市場上最先進的活塞式壓縮機還高12%。

2.采用內螺紋銅管，其內表面呈凹槽設計，與冷媒接觸面積更大，熱交換更充分，換熱效果更好。

3.采用三排高效蒸發器，翅片式蒸發器為親水鋁箔波紋片，銅管為內螺紋薄壁管，具有融霜快、吸風效果好、吸熱面積大、不開窗、不積塵等優點，大大提高機組的吸熱量。

4.采用日本鷺宮技術電子膨脹閥，數碼技術控制方式控制工質達到最佳流速效果，從而降低壓縮機耗能，提高COP值。

5.采用正品出廠三花四通閥，通過電磁閥線圈電流的通斷，來啟閉左或右閥塞，從而可以用左、右來控制閥體兩側的壓力，使閥體中的滑塊在壓力差的作用下左右滑動，從而轉換制冷劑的流向，達到高效制熱的作用。

6.采用電控智能控制，防冰凍保護系統在嚴寒的冬天照樣安全無憂，特有5G無霜系統，低溫制熱性能更加出眾，智能啟動無霜系統節能更加出色。

暖圣集團致力于新能源行業十余載，傾心研究開發節能、潔凈供熱技術，研發了空氣源熱泵、電能、燃油、燃氣、生物質能、太陽能等新能源系列產品，取得了多項具有公司自主知識產權的核心技術，在市場上得到了廣泛應用，樣板項目林立。

廣東暖圣新能源科技有限公司是一家以空氣源熱泵系列產品為主，集設計、開發、生產、銷售于一體的高新技術產業，以變頻控制技術為核心，專業制造“-38℃超低溫空氣源熱泵”系列產品，目前擁有廣東佛山和山西忻州兩大基地。

暖中國之心，立能源之圣！暖圣憑著獨特的性能、可靠的質量、優質的服務和持續的創新，深受廣大用戶歡迎和信賴，未來將繼續深耕新能源領域，為廣大海內外客戶提供優質的產品和服務。