井下送风，对空气源热泵来说，本来是一个相对陌生的场景，今年一下子成为热门话题。其实，出现这样的情况并非偶然。从2017年开始，在山西地区就有了煤矿井口防冻的试点项目，效果得到了煤矿的认可。2018年和2019年项目逐渐增多，到了2020年拓展到了陕西和内蒙古等地，未来市场必然会迎来爆发！
煤矿井下送风是什么？
井下送风，又叫井口防冻或者井筒防冻，煤矿作业过程中要保持井内空气的流通，保证空气的新鲜度。在冬季气温低的时候，外界空气气温低，大批量吸入后会导致井内气温降低，在井口附近甚至会出现结冰的现象。
因此，井筒防冻是煤矿行业冬季安全生产的一个重要保证。当冬季气温低于0℃时，为防止矿井进风井筒内淋帮水结冰，以及避免大型冰块塌落造成的井底严重事故发生，必须采取适当的方法，使井筒内无法结冰。我国2016版《煤矿安全规程》第一百三十七条规定，进风井口以下的空气温度必须在2℃以上。
传统的井下送风解决方案按照热风以煤锅炉为主。其中传统的无风机的空气加热方式是在井口房纵向的一侧或两侧设加热小室，尽量密闭井口房，使大部分冷空气从百叶窗进入加热室后再通过加热器进入井口房，加热空气温度约为20℃~25℃，加热风量占总进风量的50%~65%。
同时，设置冷风室，使所需其余冷风通过冷风道直接进入井筒，与从井口房空气加热室进入的热风在井筒内混合至2℃进入井下。
空气源热泵能做什么？
从2016年北京煤改电开始，北方各地纷纷开展了大规模的燃煤锅炉替代行动，其中空气源热泵在清洁取暖改造中起到了重要的作用，成为燃煤锅炉替代的主要形式之一。而随着清洁取暖政策的深入，燃煤锅炉替代从最初的民用发展到商用，近两年煤矿也受到了影响，纷纷开展煤锅炉替代行动。
煤矿地处山区，交通不便，没有燃气管道的覆盖，集中供暖很难实现。因此，煤矿都需要自行采购热源设备，实现井口送风。
煤矿采暖需求大，如果采用燃气、燃油、生物质或者电锅炉，使用成本太高，不符合煤矿国有化后节能改造的要求。
空气源热泵相比上述集中能源形式，节能效果突出，运行更加稳定，因此是煤矿清洁能源改造的明智之选。
对于煤矿等大型项目而言，控制方便非常重要。目前，空气能机组通过控制面板，可以自主调节运行时间及温度，查看设备运行数据。部分产品率先实现了云端化、智能化，可通过移动设备远程操控。
据最早在山西地区做井口防冻项目的经销商介绍，正如北方“煤改电”一样，从2014年、2015年的试点到2016年后的全面爆发，煤矿井口防冻清洁能源改造也会经历这样的一个过程。
据《2019煤炭行业发展年度报告》显示：全国煤矿共5300处左右，其中千万吨级生产煤矿44处，在建和改建中的千万吨级煤矿39处；2019年，全国原煤总产量38.5亿吨，每座煤矿平均产煤量73万吨，内蒙古、山西、陕西、新疆、贵州、山东、安徽、河南8个省区占89.1%。据矿宝网统计，仅山西一省煤矿数量就多达600多座，大部分为年产量100万吨以上的大型煤矿。在清洁取暖的政策高压下，预计两年间大部分煤矿使用的燃煤锅炉将被替换，空气源热泵行业迎来发展良机。据介绍：一座产量为50万吨的煤矿，井下送风加热所需的空气源热泵设备金额约500万。全国需要进行清洁取暖改造的市场总量超过200亿元。目前煤矿改造主要还是集中在建筑的采暖领域，井下送风仍处于探索阶段，真正入行的商家非常稀少，很多人都只是处于观望状态，整个市场堪称“蓝海”。井下送风算是空气源热泵比较偏门的应用领域，技术门槛高，关系难打通，然而一旦做好回报率惊人，一个煤矿井下送风项目的销售额，甚至可抵一些商家一整年的项目总和。及早下场的工程商，有的已经在短短几年时间，业务量做到了8000多万，应用领域包括井下送风和煤矿建筑采暖改造，大大小小做了近20个项目，每一个项目少则数百万，多则上千万。据统计，目前已经完成井下送风清洁取暖改造的煤矿仅仅占全国煤矿的比例的1%，未来市场前景广阔。项目需求：总的采暖面积37000㎡，热水需求量为50吨机组配置：采暖项目配置24台48P空气源热泵机组，井口送风配置17台48P空气源热泵机组，热水配置2台50P商用热水机组项目需求：主斜井进风量为3179m³/min，副斜井进风量为6357m³/min。机组配置：主斜井配置7台额定制热量为146kW的空气源热泵机组+700kW电锅炉；副立井配置16台额定制热量为146kW的空气源热泵机组+1400kW电锅炉机组配置：50台额定制热量为146kW的空气源热泵机组+480kW节能高效供热机组4.山西中强煤化有限公司福山煤业有限公司井筒防冻项目项目需求：主斜井冬季进风量1460m³/min，副斜井冬季进风量4000m³/min机组配置：主斜井配置10台额定制热量为146kW的空气源热泵机组，副斜井配置19台额定制热量为146kW的空气源热泵机组运行费用：寒冷气候下，每天耗电量23803.2 度，费用1.904 万元机组配置：17台30匹超低温机组，总制热量为1132kW运行费用：每个供暖季主机运行时间不到1000小时，费用279650元项目需求：主斜井进风量为37m³/s，副斜井进风量为47m³/s机组配置：主斜井设计安装10台60P热泵+2台KJZ/S25空气加热机组；副斜井安装13台60P热泵+2台KJZ/S40空气加热机组7.河津曙光船窝煤业主副井热风机、钢管散热器供热项目机组配置：设计采用15台60P超低温空气源热泵采暖机组项目需求：主斜井冬季进风量2400m³/min，副斜井冬季进风量4800m³/min机组配置：主斜井配置3台330kW的风冷螺杆机组和360kW电锅炉；副斜井配置23台额定制热量为146kW的空气源热泵机组+360kW电锅炉项目需求：主斜井冬季进风量3500m³/min，副立井冬季进风量4500m³/min。机组配置：主斜井配置12台额定制热量为146kW的空气源热泵机组；副立井配置20台额定制热量为146kW的空气源热泵机组运行费用：极寒天气下，每天耗电26265.6 度，费用2.1 万元
鸣谢：节选自《热泵市场》杂志2020年10月刊。另有《技术叩关，空气能井下送风该如何设计》《井下送风，5个容易被忽视的技术经验》等关键技术解读。索阅杂志请留言。感谢山西博睿新能源科技发展有限公司总经理武占军、山西四季春科技有限公司总经理董俊鹏接受本刊记者采访，并提供观点和技术支持！文中案例和图片由分别由武占军、董俊鹏、芬尼克兹、中广欧特斯等提供，部分配图为本刊记者实地拍摄所得！
