设备先通过
防爆型进风百叶窗吸入外界冷空气，空气首先进入内置的
金属滤网 / 布袋过滤器（过滤精度≥85%），去除空气中的粉尘、煤渣等杂质 —— 这一步是为了避免粉尘附着在换热器表面影响换热效率，同时防止杂质进入风机或风道引发机械磨损。
过滤后的洁净空气，由
隔爆型轴流风机 / 离心风机（符合 GB 3836.1 防爆标准）提供动力，以稳定风速（通常 8-15m/s）送入后续换热环节；风机设计有抗静电涂层（表面电阻≤10⁹Ω），避免空气流动中产生的静电积聚，防范瓦斯环境下的安全风险。
这是热风机产生热风的关键步骤，根据热源类型（蒸汽、热水、电加热），换热方式略有差异，但核心都是通过高效换热器实现 “冷空气→热空气” 的能量转化：
- 蒸汽换热型：矿井自备蒸汽（压力 0.2-0.4MPa）通入钢铝复合翅片管换热器，蒸汽在管内冷凝释放大量潜热，通过翅片快速传递到管外；冷空气流经翅片间隙时，与高温管壁充分接触，温度快速升至 40-60℃，蒸汽冷凝后的冷凝水则回收至矿井水循环系统，实现能源复用。
- 热水换热型：以矿井余热热水（95-130℃）或外部供热热水为热源，热水在换热器管内循环流动，通过 “管内热水→管壁→管外空气” 的显热传递，将冷空气加热至目标温度；部分设备会搭配板式换热器进行二次升温，提升换热效率（可达 95% 以上）。
- 电加热型：适用于无蒸汽 / 热水热源的矿井，采用防爆电加热管（材质为 304 不锈钢，表面功率密度≤1.5W/cm²）作为热源，冷空气流经电加热管阵列时，直接吸收电阻丝产生的热量，升温速度快（可在 1-2 分钟内达到额定出风温度），且支持功率分级调节。
加热后的热风，通过
保温风道（内壁贴耐高温保温棉，热损失率≤3%）输送至井口上方或侧方的
出风口；出风口通常设计为 “条形扩散结构”，使热风均匀覆盖井口断面，形成一道 “热空气幕”—— 这道气幕一方面能隔绝外界低温冷空气直接进入井筒，另一方面可将井筒内上升的冷空气加热，避免井筒内壁结霜、结冰（结冰会导致提升钢丝绳打滑、井筒设备损坏）。
部分大型矿井会采用 “多风口协同” 设计，在主井口、副井口分别布置热风机，通过风道流量分配阀调节各井口的热风供应量，确保不同井口的温度均达标。
设备配备PLC 控制系统，结合井口的温度传感器（精度 ±0.5℃）、风速传感器（量程 0-20m/s）及矿井的瓦斯传感器（监测浓度 0-1000ppm），实现自动化调控：
- 当井口温度低于 2℃时，系统自动提升热源供给量（如增加蒸汽 / 热水流量、调高电加热功率）或加大风机风量，快速提升热风温度；
- 当井口温度高于 5℃时，系统降低热源功率或减小风量，避免能源浪费；
- 若监测到瓦斯浓度超标（≥1.5%），系统会立即切断电加热电源（或关闭蒸汽 / 热水阀门），并停止风机运行，同时触发声光报警，联动矿井应急系统，保障安全。
整个工作流程无需人工持续干预，通过 “感知 - 判断 - 执行” 的闭环控制，既能稳定实现防冻效果，又能兼顾节能与煤矿安全生产要求。
