Файл: Цейтлин Ю.А. Установки для кондиционирования воздуха в шахтах [Текст] 1974. - 166 с.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.06.2024
Просмотров: 91
Скачиваний: 2
установка одной крупной холодильной машины, обеспечивающей всю необходимую холодильную мощность, нерациональна. Наи-
.лучшим вариантом является использование двух-трех крупных
холодильных машин для |
обеспечения |
необходимой |
мощности |
|
и одной |
машины резервной. |
|
|
|
По температуре первичного холодоносителя в испарителе |
||||
определяется необходимая |
температура |
испарения |
хладагента |
|
(см. п. 11 гл. II). |
|
|
|
|
Для |
обеспечения циркуляции рассола в настоящее время |
используются обычные насосы для перекачки чистой воды. Не обходимый напор этого насоса определяется суммарными поте рями напора в сети:
Яр.„ = ДЯт-г АЯ;. |
(188), |
Для отвода тепла конденсации хладагента охлаждающая вода из конденсаторов машин направляется в градирню. Обыч
но используются многосекционные |
пленочные |
вентиляторные |
||
градирни, состоящие |
из нескольких (от |
двух до |
пяти) секций. |
|
В настоящее время |
разработаны типовые проекты водоохлаж |
|||
дающих устройств для различных расходов воды. |
|
|||
Оборудование холодильных установок полностью либо ча |
||||
стично размещается |
в машинном |
зале |
станции |
холодильных |
машин. Размещение оборудования в большой мере зависит от свойств хладагента. Для аммиачных холодильных установок при проектировании станции необходимо выполнять целый ряд тре бований, связанных с токсичностью и взрывоопасностью хлад агента.
На рис. 63 показан план станции аммиачных холодильных машин [4], оборудованной поршневыми компрессорами АО-1200 В машинном зале станции находятся только компрессоры 1 с приводными двигателями 2, а также дренажный ресивер 7 для сбора аммиака. В подвале машинного зала расположены воз душный компрессор 9 для испытания аппаратов и коммуникаций холодильной установки после монтажа и ремонта, а также ва куум-насос 8, используемый для вакуумирования коммуникаций перед заполнением установки хладагентом.
Конденсаторы 4 и испарители 3 установок, так же как и от делители жидкого аммиака 5 и маслоотделители 6, расположе ны вне машинного зала на специальной аппаратной площадке. Поверхности труб п аппаратов, имеющие низкую температуру, покрываются тепло- и гидроизоляцией. Аппаратура контроля и регулирования режима работы установок находится в машин ном зале. Трансформаторы и пусковая электроаппаратура рас полагаются в специальных помещениях, не сообщающихся не посредственно с машинным залом.
При использовании фреоновых холодильных машин в боль шинстве случаев все оборудование установки размещается в машинном зале и его подвале.
151
Рис. 63. Станция холодильных маинш с поршневыми компрессорами
.Охлежденная вода с градирни
!на конденсаторы
Рис. 64. |
Станция холодильных |
обменник |
аз резервуара |
машин |
с турбокомпрессорами |
|
|
На рис. 64 показан план станции холодильных машин шахты имени Дзержинского комбината Артемуголь, выполненный по проекту Днепрогипрошахта.
В машинном зале установлено два турбокомпрессорных агре гата ХТМФ-4000 1, включающие турбокомпрессор с приводом, испаритель и конденсатор. В подвальной части зданий, откры той на большей части площади, размещены малый компрессор ный агрегат 2 (АК-ФУ-40-1), служащий для заполнения систе мы фреоном после монтажа или ремонта, ресивер 3, вакуумнасос 5 и воздушный компрессор 6, служащие для испытания и вакуумирования аппаратов н коммуникаций; насос 4 для по дачи рассола в шахту и насос 7 для приготовления рассола, до бавляемого в резервуар-сборник для пополнения утечек.
Вся пусковая и распределительная электроаппаратура раз мещена в машинном зале.
Обычно в машинном зале станции с турбокомпрессорными агрегатами предусматривается устройство шумоизолированной кабины для обслуживающего персонала, куда выносится ава рийная сигнализация.
В машинном зале обязательно вывешивается схема установ ки и инструкция по ее эксплуатации.
5, Основные показатели эффективности работы и вопросы производственных испытаний шахтных установок кондиционирования воздуха (УКВ)
Эффективность работы УКВ может быть оценена степенью нормализации атмосферных условий в выработках шахты, рас ходом энергии на кондиционирование воздуха и величиной пол ного холодильного коэффициента установки, представляющего собой отношение суммарной холодильной мощности воздухо охладителей к мощности, потребляемой из сети двигателями всех компрессоров, насосов и вентиляторов, обслуживающих установку:
П |
|
|
|
|
|
2 Q„,ot |
|
SQX - |
2/у„ - S,¥B|B- SQnor _ |
|
|
|
|
2'Ѵс.к + 2 У с.н+ 2 У с.в |
|
||
ШВ.Н 4I- Шв.в |
SQn |
|
|
||
1 |
|
4- 2N |
= еѵ 1 —• 'Фп |
(189) |
|
14- |
Ш |
||||
П |
с.н2 N\ |
с.в |
14бв |
|
|
|
|
“ |
|
|
|
Здесь |
^Qn.Oi — суммарная полезная холодиль |
||||
|
|
|
ная мощность воздухоохлади |
||
|
|
|
телей |
установки, квт; |
|
154
ЕА^в.п и ZN * н — суммарная |
мощность |
|
(на |
ва |
|||||||||
|
|
|
лу и |
потребляемая |
из |
сети) |
|||||||
|
|
|
двигателей |
насосов |
|
систем |
|||||||
|
|
|
циркуляции |
|
холодоносителя |
||||||||
|
|
|
УКВ, квт; |
|
|
|
(на |
валу |
|||||
2УѴВ.в и 2УСв — суммарная мощность |
|||||||||||||
|
|
|
и потребляемая из сети) элек |
||||||||||
|
|
|
тродвигателей |
|
вентиляторов |
||||||||
|
|
|
воздухоохладителей, |
квт; |
|
|
|||||||
|
|
ЕАгс. к— суммарная |
мощность, |
потреб |
|||||||||
|
|
|
ляемая |
из |
сети |
двигателями |
|||||||
|
|
|
компрессоров |
холодильной |
ус |
||||||||
|
|
|
тановки, |
|
обслуживающей |
||||||||
|
|
|
УК.В, квт; |
холодопотери, |
вы |
||||||||
|
|
KQx — суммарные |
|||||||||||
|
|
|
званные подводом тепла к хо |
||||||||||
|
|
|
лодоносителю |
из |
окружающей |
||||||||
|
|
|
среды в резервуарах и трубо |
||||||||||
|
|
|
проводах, расположенных |
на |
|||||||||
|
|
|
поверхности |
шахты, |
а |
также |
|||||||
|
|
|
утечкой |
|
холодоносителя **, |
||||||||
|
|
2Q4 |
квт; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
холодиль- |
||||||
|
|
ех = -утf ------ средневзвешенным |
|||||||||||
|
|
|
ный |
коэффициент ПКХУ, |
об |
||||||||
2ЛѴн + |
^ |
в.в + 2 О„от |
служивающих УКВ; |
|
|
|
|
||||||
— относительные |
холодопотери в |
||||||||||||
Фи |
2Qx |
||||||||||||
|
установке; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
^с.я + 2Ус.е |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
«в = |
— относительное |
энергопотребле |
|||||||||||
|
|
2ІѴ„ |
ние |
вспомогательных |
машин |
||||||||
|
|
|
|||||||||||
Экономичность |
принятого |
установки. |
при |
проектирова |
|||||||||
варианта |
УКВ |
нии шахт оценивается приведенной стоимостью установки, или себестоимостью полезного ископаемого по статье кондициониро вание воздуха наряду с величиной капитальных затрат на со оружение УКВ.
Для определения основных.показателей работы действующих установок необходимо проводить производственные испыта ния их.
* В 2N о.н кроме мощности, потребляемой из сети двигателями насосов холодоносителя, входит мощность двигателеіі насосов, обслуживающих си стему циркуляции воды, охлаждающей конденсаторы холодильных машин.
** Тепло, подводимое к холодоносителю от воздуха, движущегося в вы работках шахты, нельзя относить к холодопотерям, так как такой теплооб мен улучшает атмосферные условия под землей.
155
Методика и объем испытаний определяются их задачей. Обычно целью шахтных испытаний является определение фак тической холодильной мощности холодильных машин, обслужи вающих установку, и воздухоохладителей, расположенных в вы
работках шахты; потерь |
энергии в отдельных |
узлах установки |
|||||||||
|
|
|
|
|
и |
полного |
холодильного |
||||
|
|
|
|
|
коэффициента ее. |
|
|||||
|
|
|
|
|
лиз |
Наиболее полный ана |
|||||
|
|
|
|
|
работы |
холодильной |
|||||
|
|
|
|
|
установки |
может |
быть |
||||
|
|
|
|
|
произведен |
в результате |
|||||
|
|
|
|
|
определения |
характери |
|||||
|
|
|
|
|
стик ее основных элемен |
||||||
|
|
|
|
|
тов |
(п. |
6 |
гл. II). Однако |
|||
|
|
|
|
|
в шахтных условиях про |
||||||
|
|
|
|
|
ведение |
таких испытаний |
|||||
|
|
|
|
|
чрезвычайно |
затруднено, |
|||||
|
|
|
|
|
а во многих случаях и |
||||||
|
|
|
|
|
вообще |
невозможно. По |
|||||
|
|
|
|
|
этому при шахтных испы |
||||||
|
|
|
|
|
таниях холодильных уста |
||||||
|
|
|
|
|
новок |
определяются |
их |
||||
Рис. |
65. Схема |
расстановки |
аппаратуры |
основные |
показатели |
при |
|||||
одном |
(обычно нормаль |
||||||||||
при |
испытании |
турбокомпрессорной |
xo.no- |
||||||||
|
дилыіоіі установки |
|
|
ном для условий конкрет |
|||||||
|
|
|
|
|
ной шахты) |
режиме |
ра |
||||
На рис. 65 показана схема |
|
боты. |
необходимой |
при |
|||||||
расстановки |
|||||||||||
испытаниях измерительной аппаратуры |
на парокомпрессориой |
холодильной установке с турбокомпрессором. Наибольшие труд ности представляет определение расхода хладагента в контуре установки. Наличие дроссельных расходомеров в контуре неже лательно, во-первых, из-за появления дополнительных потерь энергии, вызванных дросселированием хладагента в измеритель ных устройствах, и, во-вторых, из-за увеличения вероятности утечки хладагента (особенно фреона) через неплотности допол нительной арматуры, появляющейся в связи с установкой рас ходомеров. Поэтому при испытаниях холодильных установок расход хладагента определяют косвенным путем (по уравнению теплового баланса теплообменных аппаратов).
Параметры состояния хладагента в характерных точках цикла определяются по показаниям термометров и манометров с помощью диаграммы состояния. Расходы воды, охлаждающей конденсатор, и холодоносителя, проходящего через испаритель, измеряются с помощью обычных расходомеров дроссельного типа L37],
Испытание производится при установившемся режиме ра боты установки, т. е. при постоянных температурах хладагента,
156
б о д ы |
и холодоносителя. Для повышения точности необходимо, |
|
чтобы |
хладагент был1 переохлажден после конденсатора |
на |
3—4° С и перегрет перед компрессором на 5—7° С, при этом |
ис |
ключается возможность конденсации или испарения капель хлад агента на чувствительном элементе или гильзе термометра, иска жающих показания этого прибора.
При определении расхода хладагента по тепловому балансу аппарата измерение температур сред должно производиться с точностью до 0,1° С, а разность температур должна быть не менее 3°С.
Полная тепловая мощность, отводимая от хладагента в кон денсаторе, определяется по формуле
Q," = |
QВ+ |
QH.K= Рв^вСв (tB._— 4,) + |
aFK(^cp,. — t0) • ІО-3, (190) |
||||||||||||
где |
|
Qв —'тепловая мощность, отводимая охлаждающей во |
|||||||||||||
|
|
|
дой, квт; |
мощность, рассеиваемая |
в |
окружаю |
|||||||||
|
Q „ . — тепловая |
||||||||||||||
Рв, |
св, |
|
щую среду через корпус аппарата, квт; |
|
|
|
|||||||||
Ѵ„— плотность, |
теплоемкость |
(при |
средней |
темпера |
|||||||||||
|
|
|
туре) и расход |
охлаждающей |
|
воды |
соответст |
||||||||
■£в., |
и |
|
венно, кг/м3; кдж/кг-град; |
м3 /сек; |
|
|
|
|
|
||||||
£Ві — конечная |
и начальная |
температура охлаждаю |
|||||||||||||
|
|
|
щей воды, °С; |
|
|
от корпуса |
конденса |
||||||||
|
|
а — коэффициент |
теплоотдачи |
||||||||||||
|
|
|
тора в окружающую |
среду (обычно |
равен |
9— |
|||||||||
|
|
|
12 вт/м2 ■град), |
[36]; |
|
|
|
корпуса |
конден |
||||||
|
|
Fu — плойдадь |
внешней поверхности |
||||||||||||
|
|
£сРк - |
сатора, м2; |
|
|
среды, |
соприкасающейся |
||||||||
|
|
средняя |
температура |
||||||||||||
|
|
|
с внутренней поверхностью корпуса аппарата, °С; |
||||||||||||
|
|
і0— температура |
воздуха |
на |
расстоянии |
1 — |
2 |
м |
от |
||||||
Определив |
конденсата (по термометру £і2), |
°С. |
|
|
|
|
£5 , |
||||||||
по показаниям' |
манометра М\ |
и |
термометров |
||||||||||||
£ 6 состояние хладагента |
перед |
и после |
конденсатора, |
по |
диа |
||||||||||
грамме состояния хладагента или таблицам его |
параметров на |
||||||||||||||
ходят |
соответствующие |
|
значения |
энтальпий |
(£а' |
и /2, |
см. |
||||||||
рис. 7, б). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Расход хладагента через конденсатор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Мх = |
оп |
|
|
|
|
|
|
|
(191) |
|||
|
|
|
, к . |
|
|
|
|
|
|
га —
Если разница между £сРк и температурой окружающей среды
меньше 10° С, величиной QH.K можно пренебречь при расчетах. Расход хладагента через испаритель можно также опреде лить из теплового баланса аппарата. Тепло, получаемое хлад
агентом в испарителе,
1 5 7