Файл: Цейтлин Ю.А. Установки для кондиционирования воздуха в шахтах [Текст] 1974. - 166 с.pdf

Среднелогарифмическая разность температур сред в аппарате, согласно (69) и принимая е=1,

Дtc = (25,0 — 11,7) — (13,0 — 5,6) = 10° С.

In-13,3

7,4

Тогда расчетная холодильная мощность принятого агрегата в данных условиях

Q'B 0 = 808-30.10. Ю -з = 242,2 пвт .

Фактическая холодильная мощность определится, если из полученной ве­ личины вычесть мощность, потребляемую двигателем вентилятора из сети. Принимая статический к. п. д. вентилятора 0,6 и к. п. д. двигателя 0,8, учиты­ вая аэродинамическое сопротивление воздухоохладителя данного типа (см. табл. 3), получим

Разница между фактической и требуемой холодильной мощностью составляет около 30%. При необходимости можно уменьшить эту разницу, снизив рас­ ход воды через аппарат.

3. Расчет и проектирование остальных подземных элементов установок

Для наиболее широко используемой в проектах схемы кон­

теплоизолированных трубопроводов 2 для транспорта вторич­ ного холодоносителя, насосной станции 3, обеспечивающей по­ дачу вторичного холодоносителя к воздухоохладителям и обрат­ но; теплообменника высокого давления 4, в котором обмени­ ваются теплом первичный и вторичный холодоносителн.

места расположения камер для размещения насосов и тепло­ обменников.

Исходными данными являются результаты расчета измене­ ния температуры вентиляционной струи и расход воздуха в вы­ работках шахты. Тепловой расчет обычно производится для са­ мых благоприятных (зимних) и самых неблагоприятных (лет­ них) условий.

Проектирование установки кондиционирования воздуха начи­ нается с определения количества и мест расположения воздухо­ охладителей в выработках шахты. От количества воздухоохла­ дителей существенно зависят расход энергии и капитальные за­ траты иа сооружение установки. Для поддержания в горных выработках допустимой температуры воздуха необходимо после того как достигнута эта температура, отводить от вентиляцион-

нон струи тепло. Отвод тепла должен быть таким, чтобы ком­ пенсировался подогрев воздуха за счет теплообмена его с гор­ ными породами п тепловыделения местных источников (см. п. 3 главы I). Подвод тепла от горных пород тем интенсивнее, чем ниже температура вентиляционной струи, соответственно с по­ нижением средней температуры воздуха в выработках увели­ чивается и холодильная мощность, необходимая для компенса­ ции этого теплопрптока. Таким образом, минимально потребная холодильная мощность установки (а значит, и расход электро-

Рис. 61. Схема контура низкого давления УКВ, располагае­ мого в горных выработках

энергии при ее работе) будет в том случае, если на всем про­ тяжении выработок поддерживать температуру вентиляционной струи, равную допустимой. Однако в этом случае потребовалось бы и охлаждение воздуха на всем протяжении выработок, что привело бы к значительному усложнению и повышению стоимо­ сти установки. Оптимальное число воздухоохладителей, уста­ навливаемых в выработках, должно соответствовать минимуму приведенных годовых затрат по эксплуатации системы при обеспечении необходимых атмосферных условий на рабочих местах.

Рациональная длина выработки, обслуживаемой одним воз­ духоохладителем, зависит от коэффициента нестационарного теплообмена, расхода воздуха, температуры горных пород, стои­

13S

Так, ДоиУГИ совместно с ВІТИІІСС разработай метод исполь­ зования для этой цели пенополиуретана (коэффициент тепло­ проводности 0,02—0,05 вт/м • град). По данным авторов [35], при" менение напыления для покрытия труб полиуретановой пеной позволило значительно облегчить процесс нанесения теплоизо­ ляции. Стоимость теплоизоляции в этом случае была примерно такой же, как и при использовании матов из минерального вой­ лока (10—12 руб/м). Недостатком пенополиуретановой изоля­ ции является ее малая механическая прочность, вследствие чего необходимо устройство вокруг слоя изоляции специального за­ щитного кожуха из листового оцинкованного железа, что услож­ няет монтаж и увеличивает стоимость изоляции.

Большой интерес представляет использование скорлуп из синтетических теплоизоляционных материалов. МакНИИ сов­ местно с УкрНИИ пластмасс разработаны конструкция и техно­ логия изготовления таких скорлуп из пенополистирола ПСБ-С (коэффициент теплопроводности 0,035—0,037 вт/м-град). Скор­ лупы представляют собой полуцилиндры длиной 1 м, толщиной 50 или 60 мм, соединяемые специальной мастикой. В настоящее время на Рутченковскнх ЦЭММ освоен серийный выпуск тепло­ изоляционных скорлуп для труб диаметром условного прохода 100, 150, 200, 250 и 300 мм. На некоторых шахтах этих скорлупы уже применяются для изоляции трубопроводов.

После того как диаметры участков и тип изоляции трубопро­ вода для транспорта холодоносителя выбраны, определяется

лее неблагоприятных условиях находится самый удаленный от т. в. д. воздухоохладитель. Зная холодильную мощность, которую он должен обеспечить, повышение температуры охлаждающей среды, а также начальную и конечную температуру воздуха в нем, можно определить необходимую температуру вторичного

Ьт , Кі — линейный коэффициент теплопередачи (отнесенный

к 1 м длины трубопровода) вт/м ■град, и коэффи­ циент сопротивления по длине г-го участка трубо­ провода;

14Ѳ

А/,•— средняя разность температур воздуха, движуще­ гося по выработке, и холодоносителя;

Li и Di — длина и внутренний диаметр трубопровода на уча­

(дж/кг-град) вторичного холодоносителя;

Мі — расход холодоносителя на участке, кг/сек.

Вуравнении (164) первая сумма представляет собой увели­ чение температуры холодоносителя в трубопроводе за счет теп­ лообмена с воздухом, движущимся по выработкам; вторая — повышение температуры жидкости за счет энергии, идущей на преодоление гидравлических сопротивлений. При обычно имею­ щих место на шахтах условиях первая величина составляет

0,10—0,50 град/км (при условии, что в качестве изоляции труб используется минеральный войлок); вторая 0,05—0,30 град/км.

Приняв температуру вторичного холодоносителя на выходе из т. в.д. (при использовании в качестве вторичного холодоно­ сителя воды эта температура не должна быть ниже + 4 °С), можно определить температуры на входе во все воздухоохлади­ тели, расположенные на горизонте:

где t 'х,-—температура холодоносителя на входе в /-й воздухо­ охладитель;

г— число простых участков трубопровода, соединяющего этот аппарат с т. в. д.

Входящая в уравнения (164) и (165) величина коэффициен­ та сопротивления труб по длине может с достаточной точностью определяться по известной формуле Шевелева:

где D — внутренний диаметр трубы, м.

Температура вторичного холодоносителя перед т. в. д. может

Здесь QT. в. д представляет собой тепловую мощность этого аппа­ рата, определяемую, в свою очередь, следующим образом:

пт /

141