Студопедия — Кондиционирование воздуха
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Кондиционирование воздуха






Нормальная жизнедеятельность и работоспособность людей в выработках определяются не только составом воздуха, но и температурой, влажностью и скоростью его движения. Эти параметры воздуха определяют интенсивность теплообмена между организмом человека и окружающей средой.

ПБ регламентирует температуру и скорость движения воздушной струи: в рабочих местах горных выработок температура не должна превышать 26 0С, а минимальное значение скорости воздуха в зависимости от его температуры 0,25... 2 м/с.

В шахтах на глубине 600... 700 м необходимые атмосферные условия достигаются благодаря вентиляции. При возрастании глубин разработок возникает необходимость в интенсификации вентиляции, снижении влажности воздуха, применении таких систем разработок месторождений и вентиляции выработок, которые способствуют снижению температуры воздуха в местах работы людей. Однако при определенных глубинах эти меры оказываются уже недостаточными и возникает необходимость в кондиционировании воздуха, т. е. искусственном регулировании атмосферных условий в горных выработках с помощью холодильных установок.

Основными причинами повышения температуры в горных выработках являются:

1. Сжатие воздуха в стволе под действием силы тяжести, т. е. в связи с разностью давлений воздуха на поверхности шахты и в околоствольном дворе. Расчетами установлено, что на каждые 100 м глубины ствола температура возрастает на 1 0. По данным практики этот источник тепловыделения играет заметную роль на шахтах глубиной свыше 1300 м.

2. Возрастание температуры горных пород по мере увеличения глубины разработок. Рост температуры горных пород с глубиной характеризуется геотермическим градиентом — изменением температуры породы, приходящимся на 1 м глубины (0С/м). Отсчет изменения температуры производят от глубины нейтральной зоны Нн.з на которой температура tн.з постоянна и не зависит от сезонного изменения температуры наружного воздуха. Глубина нейтральной зоны зависит от географического расположения шахт и для Донбасса составляет 25 … 30 м. Геотермический градиент для угольных месторождений составляет 0,03, для рудных — от 0,02

до 0,022.

Ожидаемая температура горных пород на глубине Н

tп = tн.з + (Н — Нн. з) (1)

В условиях Донбасса tД, = 8 0С.

3. Окислительные процессы угля, пород и крепежного материала.

4. Соприкосновение воздуха разрыхленным углем в очистных забоях.

5. Теплообмен между воздухом и породой, а также влагообмен в связи с влажными стенками выработок и соприкосновением. воздуха с поверхностью воды в водосточных канавках.

6. Тепловыделение от людей, выполняющих физическую работу.

7. Тепловыделение от работающих машин, трансформаторов и других электрических аппаратов.

Основными источниками выделения тепла в горных выработках от околоствольного двора до верхнего пункта очистного забоя являются горные породы и окислительные процессы угля, породы и деревянной крепи. Это подтверждается следующими данными по шахтам Донбасса. При глубине 900 м тепловыделение составляет (%): от горных пород 44,6, от окисления 31,5, от охлаждения разрыхленного угля 8,3, от работы двигателей 9,3,

 
 

от остальных источников 6,3. При глубине 1100 м эти данные соответственно равны: 52,5; 25,6; 9,1;

8,2 и 4,6%. Кондиционирование воздуха производится с помощью холодильных установок различных типов (рис. 45).

Парокомпрессорная холодильная установка (ПКХУ) состоит из следующих основных элементов (рис. 45, а): компрессора (машины для сжатия газа) 1, конденсатора 2, детандера (расширительной машины) 3 и испарителя 4. Для рабочего процесса этой установки характерно, что вещество, используемое как рабочее тело (хладагент), в различных стадиях цикла находится в жидкой или газообразной (паровой) фазе либо представляет собой смесь этих фаз — влажный насыщенный пар.

При работе установки компрессор всасывает из испарителя пары хладагента и сжимает их без теплообмена с окружающей средой. К концу сжатия пар хладагента перегревается и поступает в конденсатор, где при постоянном давлении охлаждающей средой от него отводится тепло до полной конденсации пара в кипящую жидкость. Затем жидкость поступает в детандер, в котором происходит ее расширение без теплообмена с окружающей средой, сопровождающееся испарением и понижением температуры хладагента. Влажный насыщенный пар, образовавшийся в детандере, поступает в испаритель, где за счет отбора тепла от охлаждаемой среды подсушивается при постоянной температуре. На рассматриваемом рисунке стрелками 5 и 6 показано движение соответственно охлаждающей и охлаждаемой среды.

Детандер можно использовать в качестве двигателя, однако получаемая здесь работа составляет всего 2... 7 % от работы, затрачиваемой в компрессоре. Поэтому вместо детандера устанавливают более простое устройство — дроссельный вентиль 3 (рис. 45, б), т. е. расширение хладагента заменяется его дросселированием. При этом габариты установки значительно уменьшаются.

В установках ПКХУ в качестве хладагента применяют аммиак, углекислоту и фреоны — галоидные производные насыщенных углеводородов, в основном метана и этапа. Фреоны находят большое применение, так как аммиак взрывоопасен, токсичен и воспламеняется при определенной его концентрации в воздухе, а углекислота вызывает удушье.

Абсорбционная холодильная установка (АХУ) (рис. 45, в) отличается от ПКХУ тем, что в ней не затрачивается механическая работа (на привод компрессора), а используется тепло. Схема АХУ аналогична схеме ПКХУ, но отличается применением насоса вместо компрессора и двух аппаратов — абсорбера и парогенератора. Замена компрессора насосом в целях повышения давления хладагента возможна потому, что пары хладагента, поступающие из испарителя 1, поглощаются в абсорбере 2 жидкостью — абсорбентом (поглотителем). В абсорбере образуется раствор из двух компонентов — хладагента и абсорбента. Этот раствор перекачивается насосом 3 из абсорбера в парогенератор 4, где благодаря подводимому теплу происходит выпаривание хладагента из раствора. Температура кипения абсорбента значительно выше температуры кипения хладагента при давлении в парогенераторе. Образующийся пар хладагента направляется в конденсатор 5, а абсорбент после парогенератора поступает через дроссельный вентиль 6 в абсорбер. В конденсаторе с водяным охлаждением хладагент конденсируется, а затем, после дросселирования вентилем 7, поступает в испаритель 1, где кипит, отбирая тепло от охлаждаемой среды. Из испарителя пар хладагента направляется в абсорбер и там поглощается жидким абсорбентом. Тепло, выделяющееся в ходе реакции поглощения, отводится охлаждающей водой. Стрелками 8 показано направление движения охлаждающей воды, стрелками 9 — греющей среды и стрелками 10 — охлаждаемой среды.

В последнее время для кондиционирования воздуха получили распространение бромистолитиевые абсорбционные холодильные установки, в которых хладагентом является вода, а абсорбентом водный раствор бромистого лития. Охлажденная до 1,5... 7 0С вода циркулирует в системе кондиционирования.

В шахтных условиях применяют следующие схемы кондиционирования:

- централизованное охлаждение на поверхности или в шахте всего воздуха, поступающего в выработки;

- полуцентрализованное охлаждение части воздуха, поступающего на группу горных участков;

- местное охлаждение воздуха, поступающего в отдельные забои;

- охлаждение воздуха с помощью передвижных кондиционеров.

Основные элементы установки для кондиционирования воздуха могут быть размещены следующим образом.

1. Холодильные машины и воздухоохладители расположены на поверхности. При этом удобен монтаж установки, надежная работа холодильных машин, прост отвод тепла конденсации в конденсаторах, замкнутая система охлаждения воды (градирни).

Выбор хладагента не зависит от требования безопасности для подземных работ. Однако для такого расположения устройств охлаждения воздуха характерны недостатки: а) излишние затраты на охлаждение всего поступающего воздуха, хотя на ряде участков шахты такого глубокого охлаждения не требуется; б) снижение охлаждающего эффекта вследствие теплообмена воздуха с горными породами по пути его движения; в) опасность для здоровья рабочих в связи с значительным перепадом температур воздуха в стволе, околоствольном дворе и в лавах. Такое расположение целесообразно для шахт с очень большим расходом воздуха и сравнительно малой протяженностью горных выработок.

2. Холодильная машина расположена на поверхности, воздухоохладитель — под землей, где охлаждается весь воздух или его часть. Для этого расположения свойственны преимущества ранее описанного расположения (исключая выбор хладагента) и следующие недостатки: а) необходимость подачи под высоким давлением хладагента с поверхности в шахту; б) необходимость в трубопроводе хладоносителя большой протяженности; в) значительные потери холода через стенки трубопровода.

3. Холодильная машина и воздухоохладитель располагаются в подземных выработках. При этом требуются специальные камеры. Расположение в подземных выработках обусловливает большой перепад температур между охлаждаемым воздухом и горными породами, в связи с чем возрастает передача тепла воздуху породами. С увеличением расстояния воздухоохладителя от забоя эффективность его действия снижается и затрудняется водоснабжение установки.

Находят применение и комбинированные установки, при которых воздух охлаждается как на поверхности, так и вблизи лав. В том случае, когда климатические условия нуждаются в улучшении не по всей шахте, а только на одном или нескольких участках, и централизованное охлаждение воздуха не может обеспечить нормальные условия в отдельных забоях, применяют местное охлаждение воздуха.

При значительном удалении забоев подготовительных выработок от очистных забоев, т. е. при местном проветривании их, а также в отдельных лавах для соблюдения требуемых климатических условий применяют передвижные кондиционеры. К числу таких устройств относятся кондиционеры КПШ для охлаждения и очистки воздуха, поступающего от вентиляторов местного проветривания. Кондиционер КПШ состоит из компрессора, двигателя (электрического или пневматического), конденсатора, peryлирующего вентиля и воздухоохладителя, смонтированных на общей раме со скатами вагонетки на колею 600 или 900 мм. Его элементы имеют взрывобезопасное исполнение. Хладагентом является фреон-12.

Схемы кондиционирования воздуха и размещение оборудования выбирают для каждой шахты индивидуально, с учетом ее климатических параметров и технико-экономического сравнения возможных вариантов.







Дата добавления: 2015-08-17; просмотров: 1630. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Понятие метода в психологии. Классификация методов психологии и их характеристика Метод – это путь, способ познания, посредством которого познается предмет науки (С...

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ФОРМЫ ДЛЯ ИНЪЕКЦИЙ К лекарственным формам для инъекций относятся водные, спиртовые и масляные растворы, суспензии, эмульсии, ново­галеновые препараты, жидкие органопрепараты и жидкие экс­тракты, а также порошки и таблетки для имплантации...

Тема 5. Организационная структура управления гостиницей 1. Виды организационно – управленческих структур. 2. Организационно – управленческая структура современного ТГК...

Типовые ситуационные задачи. Задача 1.У больного А., 20 лет, с детства отмечается повышенное АД, уровень которого в настоящее время составляет 180-200/110-120 мм рт Задача 1.У больного А., 20 лет, с детства отмечается повышенное АД, уровень которого в настоящее время составляет 180-200/110-120 мм рт. ст. Влияние психоэмоциональных факторов отсутствует. Колебаний АД практически нет. Головной боли нет. Нормализовать...

Эндоскопическая диагностика язвенной болезни желудка, гастрита, опухоли Хронический гастрит - понятие клинико-анатомическое, характеризующееся определенными патоморфологическими изменениями слизистой оболочки желудка - неспецифическим воспалительным процессом...

Признаки классификации безопасности Можно выделить следующие признаки классификации безопасности. 1. По признаку масштабности принято различать следующие относительно самостоятельные геополитические уровни и виды безопасности. 1.1. Международная безопасность (глобальная и...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия