赞！热管式矿井乏风余热回收，运行可靠费用低，热能回收效率高

矿井回风一年四季连续运行，蕴藏着十分巨大的低温热能。近年来回收矿井乏风中的低温热能解决井口防冻的回风源热泵系统，已经得到了广泛的应用。该系统与传统的燃煤锅炉相比，在节省原煤消耗，降低运营成本，减少温室气体排放等方面展现良好成效，取得了显著的经济效益和环保效益。但回风源热泵技术也存在它的不足：

1、热泵系统采用气-水直接换热的原理回收矿井回风中的低温热能，回收的热能受到循环水温度的限制，换热后矿井回风的温度较高，回收温差小，矿井回风低温热能的回收率受到局限。

2、热泵系统采用了气-水换热、热泵系统工质循环提温、水- 气换热三个循环过程完成进风井新风加热。循环回路多，装机功率大， 电能消耗较大，系统效率较低。由于热泵系统比较复杂，运营管理费用相对较高。

3、热泵系统采用低温热水作为井口防冻的热源，以传统的铜排翅片管作为井口加热器的换热元件，换热元件的冰冻事故时有发生， 特别是在低温、高寒地区尤为突出，严重影响井口防冻安全运行。

本方案采用一种”新型热管矿井回风低温热能回收技术方案”。这种低温热管余热回收系统，采用气-气直换热方式为进风井新风加热，满足井口防冻热能需求。它与热泵系统相比，投资费用更低，运行费用更少，热能回收更多，可靠性更高，而且从根本上解决井口加热器的冰冻难题。

鉴于矿井回风源热泵技术的系统造价高、运行维护费多和管理难度大等问题，我们借鉴直接蒸发式热泵技术的应用方式，将其他行业普遍应用的低温热管技术应用于矿井回风领域： 在风井设置大型低温热管换热装置，对回风口进行封闭改造后将矿井回风通过新建风道引入换热装置，而室外新风也经过换热装置置换热能后在送入进风井，如此可实现真正意义上的高效、节能、管理简便，同时实现真正意义上的”无人值守”。

中央空调和矿井回风低温热管换热应用示意图

该技术尽管在中央空调、信息机房等领域早已广泛应用，但在煤矿行业尚处于起步阶段；低温热管热能回收利用装置是我公司与中科院工程热物理所合作开发的专利产品，该产品就是利用了热管原理和优异的传热特性，换热装置下半部分为蒸发器， 上半部分为冷凝器，中间部分为隔热段。其工作过程如下：

蒸发器与矿井的回风风道相连，冷凝器与矿井的进风道相连。热管蒸发器的液态工质吸收矿井乏风的低温热能后迅速汽化流向冷凝段；冷凝段的汽态工质向进风井的新风发出热量后迅速冷凝成液态， 经洗液管回流至蒸发器，完成热交换循环。

低温热管余热回收装置技术优势

由于热管式矿井乏风余热回收系统，采用了矿井回风和矿井新风直接的热交换方式，因此，工艺流程大大简化。新型热管矿井乏风低温热能回收系统具有如下的优点：

（1）更高的低温热能回收率

热管的传热工质的汽化温度可回收一般在零下 50 摄氏度，理论上矿井乏风可回收的热量的温度范围可以在零度以下，因此，矿井乏风余热的回收温度范围更低，与热泵系统的气水换热回收方式相比， 热能的回收率更高。

（2）采用气-气直接热交换的传热方式，流程大大简化。

热泵技术矿井乏风余热回收系统采用了气-水换热、热泵提热、水-气换热循环完成进风井新风加热的过程，循环系统多，流程复杂。新型热管系统则大大简化。

（3）运行费用低

由于热管的循环流程大大简化，装机负荷非常低，大大减低了二次能源消耗。另外，由于系统运行非常简单，完全实现无人值守运行， 系统管理费用大大降低，因此，新型热管井口防冻系统运行费用更低。

（4）可靠性更强

由于系统流程简单，装机负荷小，实现无人值守全自动运行，系统运行的可靠性更强。

（5）投资费用更低

热管技术进口防冻系统的投资费用热泵系统相比，投资费。用有一定幅度的降低。当然，它适用于回风井和进风井相距不太远的场合，一旦回风井和进风井相距较远，则需要采用分离式热管技术，投资费用会相应增加。