本实用新型公开了一种直膨式井筒防冻加热装置，它应用于矿井节能改造技术领域，其包括设置在矿井排风口处的蒸发器、设置在矿井送风口处的冷凝器和连接所述蒸发器和冷凝器的管道，所述蒸发器内的介质通过设有压缩机的管道与冷凝器连接，所述冷凝器内的介质通过设有节流阀的管道与蒸发器连接，相互连接的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀共同形成一个模块单元；本实用新型依靠制冷剂的相变实现热量由矿井排风侧转移到矿井送风侧，介质流量小，换热效率高，且可根据矿井送风与矿井排风的参数调整模块单元的启停、模块机组的容量大小，加热器的启停等，便于调节控制，有推广的必要。