Способ регулирования температуры воздуха в горных выработках

 

Изобретение относится к горной пром. Цель - повышение эффективности охлаждения воздуха в летний период путем предотвращения проникновения тепла атмосферного воздуха в охлажденную в зимний период зону горного массива. В последнем бурят скважины и прокладывают в них трубы. Верхние концы труб выводят на поверхность земли. В массиве аккумулируют холод в зимний период и осуществляют теплообмен между подаваемым в шахту атмосферным воздухом и массивом. Нижние концы труб выводят в выработку. При этом внутреннюю поверхность труб снизу до уровня расположенного в зоне грунта покрывают капиллярно-пористым материалом. На концах труб устанавливают теплообменники. В летний период охлажденный массив с помощью тепловой трубы используется для понижения т-ры шахтного воздуха. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU,»,147 97 (51) 4 Е 21 F 3/00

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕСО

AATtHTH0 7

Б1БЛИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЬРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4234 187/23-03 (22) 22.04.87 (46) 07.04.89. Бюл. К - 13 (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро по интенсификации тепломассообменных процессов Института технической теплофизики АН УССР (72) В.Я. Журавленко, В.Е. Писарев и Л.В. Дорощук (53) 622.413 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1160047, кл. Е 21 Г 3/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М - 1164439, кл. E 21 F 3/00, 1981. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В ГОРНИХ ВЫРАБОТКАХ (57) Изобретение относится к горной пром-сти. Цель — повышение эффективности охлаждения воздуха в летний

Изобретение относится к горной . промьпппенности и может быть использовано для охлаждения шахтного или рудничного воздуха, а также в системах кондиционирования воздуха в подземных сооружениях различного назначения, складах, хранилищах растительного сырья (фруктов, овощей) и пр.

Цель изобретения — повышение эффективности охлаждения воздуха в летний период путем предотвращения: проникновения тепла атмосферного воздуха в охлажденную в зимний йериод зону горного массива.

На фиг.1-3 изображена схема осу шествления предлагаемого способа. путем предотвращения "р вения тепла атмосферного воздуха в охлажденную в зимний период зону горного массива, В последнем бурят скважины и прокладывают в них трубы.

Верхние концы труб выводят на поверх-. ность земли . В массиве аккумулируют холод в зимний период и осуществляют теплообмен между подаваемым в шахту атмосферным воздухом и массивом.Нижние концы труб выводят в выработку.

При этом внутреннюю поверхность труб снизу до уровня, расположенного в зоне грунта, покрывают капиллярнопористым материалом; На концах труб устанавливают теплообменники. В летний период охлажденный массив с помощью тепловой трубы используется для понижения т-ры шахтного воздуха °

3 ил.

С поверхности земли через горный массив 1 к выработке 2 (фиг.1) или шахтному или вентиляционному стволу

3, через который поступает в выработку свежий воздух, пробурены сква.жины, в которые введены тепловые трубы 4. На нижних концах 5 тепловых труб 4 установлены теплообменники б, а на верхних концах 7 тепловых труб 4, выходящих на поверхность земли, установлены теплообменники 8.

Верхние концы 7 тепловых труб 4 работают как термосифон. Вокруг теп ловых труб 4 расположена охлаждаемая зона 9 горного массива 1. Внутренняя поверхность тепловых труб 4 за исключением поверхности, относящей14 70970 ся к верхним концам 7 тепловых труб, покрыта капиллярно-пористым материалом t 0.

Способ реализуется ледующнм об разом.

В зимний период года при низких температурах окружающего воздуха теплоноситель в тепловых трубах в нижних концах 5 и части тепловой тру- 10 бы 4, проходящей через зону 9 горного массива, испаряется, поглощая при этом тепло от шахтного воздуха и зоны 9. Конденсируясь в верхней части 7 тепловой трубы, расположенной на поверхности земли, теплоноситель отдает тепло воздуху и возвращается в зону испарения . При этом теплоноситель под воздействием сил тяжести стекает в нижние концы 5, откуда частично подсасывается капиллярными силами по капиллярно-пористому материалу с участием тепловых труб,расположенных в охлаждаемой зоне 9. В результате теплообмена между шахтным воздухом и холодным воздухом на поверхности земли шахтных воздух охлаждается, степень охлаждения регулируется с помощью теплообменников 6.

В результате теплообмена между зоной

9 и холодным воздухом зона 9 горного массива 1 понижает свою температуру, осуществляется аккумулирование холода в зимний период в горном массиве. Теплообменники 8 интенсифицируют теплообмен между теплоносителем теплоцы 7 тепловых труб 4 не функционируют, так как рабогают как термосифон,жидкий теплоноситель не может поступать в концы 7, так как здесь отсутствует капиллярно-пористое покрытие. Таким

55 образом, тепло в зону 9.as поверхности земли передается только тепло» проводностью по телу труб 4 и.через вой трубы и холодным воздухом.

В теплый период года шахтный воздух обтекает нижние концы 5 тепловых труб 4 с теплообменниками 6, отдает 40 тепло теплоносителю в тепловых трубах, испаряя его и охлажденный воздух поступает в рабочие горизонты выработки 2 (фиг.1) или ствол .3 (фиг.2 и 3). Пар теплоносителя поступает в часть тепловых труб 4, расположенную, в зоне 9, конденсируется там, отдавая тепло, и поступает снова под воздействием сил тяжести в зону испарения — в нижние концы 5 труб.

В теплый период года верхние конгорный массив 1, а не за счет высокоэффективных процессов испарительно-конденсационного типа, протекающих внутри тепловых труб. Доля этого тепла по сравнению с теплопритоком иэ нижних концов 5 тепловых труб весьма мала и поэтому играет второстепенную роль в реализации предлагаемого способа.

Вынос верхних концов тепловых труб на поверхность земли позволяет охлаждать в зимний период одновременно горный массив и шахтный воздух одной тепловой трубой за счет естественных ресурсов холода атмосферного воздуха. В зимний период осуществляется аккумуляция холода в горном массиве.

Организация работы верхних концов тепловых труб в режиме термосифона позволяет в летний период исключить из эксплуатации верхние концы тепловых труб. Это не позволит теплу из атмосферного воздуха посредством испарительно-конденсационных процес" сов переноса тепла, происходящих в тепловой трубе, проникнуть в охлажденную зону горного массива и к шахтному воздуху. В летний период охлажденный горный массив опять с помощью той же тепловой трубы используется для понижения температуры шахтного воздуха.

Формула из обр ет ения

Способ регулирования температуры воздуха в горных выработках, включающ и бурение скважин в горном массиве, прокладку в них тепловых труб, верхние концы которых выводят на поверхность земли, аккумулирование холода в горном массиве в зимний период и осуществление теплообмена между подаваемым в шахту атмосферным возду» хом и горным массивом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения воздуха в летний период путем предотвращения проникновения тепла атмосферного воз- духа в охлажденную в зимний период зону горного массива, нижние концы тепловых труб выводят в выработку, при этом внутреннюю поверхность тепловых труб снизу до уровня, расположенного в зоне грунта, покрывают капиллярно-пористым материалом, а на концах тепловых труб устанавливают теплообменники.

Редактор И. Горная

Заказ 1570/39 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Pll2. 2

Вежий оздух

Составитель И. Федяева

Техред.А. Кравчук Корректор С. Иекмар