Подземное сооружение с естественной теплообменной вентиляцией

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования, а именно к устройствам с естественной вентиляцией с утилизацией тепла. Технический результат направлен на создание устройства с естественной энергонезависимой вентиляцией с возможностью утилизации тепла, распределенного в толще грунта, позволяющего поддерживать положительную температуру внутри подземного сооружения, обеспечивая естественную вентиляцию, предотвращающую опасный уровень загазованности помещения. Подземное сооружение с естественной теплообменной вентиляцией состоит из корпуса подземного сооружения, канала приточного воздуха, канала удаления воздуха. Устройство дополнительно содержит теплообменные пластины, расположенные по периметру канала приточного воздуха, которые осуществляют обмен тепла, распределенного в толще грунта с циркулирующим за счет силы тяги воздухом, производящим вентиляцию и обогрев помещения подземного сооружения. 1 ил.

 

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования, а именно к устройствам с естественной вентиляцией с утилизацией тепла. Области, в которых может быть использовано подземное сооружение с естественной теплообменной вентиляцией:

сооружения для размещения аккумуляторных батарей автономных источников питания, технологические колодцы, а также различные помещения хозяйственно-бытового назначения в условиях низких среднегодовых температур.

Известно переносное вентиляционное устройство ВСП 500, используемое для продувки технологических колодцев при проведении ремонтных и обслуживающих работ в коммуникационных сетях. [1] (Группа Компаний "Евромаш" WWW/evromash.ru/catalog/venti/переносные радиальные вентиляторы ВСП-500).

Обладая небольшими габаритами, оно может перевозиться в легковом автомобиле. Питание осуществляется от сети выпрямленного напряжения 12 В.

Основным недостатком данной системы является ее энергозависимость. Такие установки возможно эксплуатировать непосредственно перед началом производства работ обслуживающим персоналом. Таким образом, не решается задача автономной круглосуточной вентиляции подземных сооружений с риском загазованности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному подземному сооружению с естественной теплообменной вентиляцией является подземное сооружение с искусственным микроклиматом. [2] (WWW.abok.ru библиотека научных статей abok №8 2003 г. «Особенности создания микроклимата в подземных сооружениях в условиях мерзлых грунтов». В.П. Коровкин, Норильский индустриальный институт; Л.А. Белкина, ПО "Норильскэнерго" ГМК "Норильский Никель", рис.6). Оно состоит из корпуса поземного сооружения, канала приточного воздуха, канала удаления воздуха, калорифера первой ступени нагрева, калорифера второй ступени нагрева. Наружный воздух поступает в канал приточного воздуха через первую ступень калорифера, где происходит его нагрев до t=0°C. Далее, проходя через калорифер второй ступени нагрева, установленный в нижней части помещения, термостатированный воздух попадает в подземное сооружение и удаляется через канал удаления воздуха. Таким образом, решается задача вентиляции и поддержания заданной температуры в подземном сооружении.

Основным недостатком прототипа является отсутствие возможности утилизации тепла положительной температуры, которая сохраняется практически неизменной на определенной глубине в разрезе всего года. Кроме того, при устройстве подземных шахт, оборудованных для размещения аккумуляторных батарей автономных источников питания, таких как фотоэлектрические панели или ветрогенераторные установки, остро стоит вопрос сокращения энергозатрат на собственные нужды. Использование электроэнергии для обогрева резко снижает эффективность маломощных автономных источников энергии.

Задачей настоящего изобретения является разработка устройства с естественной энергонезависимой вентиляцией с возможностью утилизации тепла, распределенного в толще грунта.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявленное подземное сооружение с естественной теплообменной вентиляцией, состоящее из корпуса поземного сооружения, канала приточного воздуха, канала удаления воздуха, согласно изобретению, дополнительно содержит теплообменные пластины, расположенные по периметру канала приточного воздуха, которые осуществляют обмен тепла, распределенного в толще грунта с циркулирующим за счет силы тяги воздухом, производящим вентиляцию и обогрев помещения подземного сооружения.

На чертеже приведена схема подземного сооружения с естественной теплообменной вентиляцией, где:

1 - корпус поземного сооружения;

2 - канал приточного воздуха;

3 - канал удаления воздуха;

4 - теплообменные пластины.

Наружный воздух поступает в корпус поземного сооружения за счет разности удельных масс, создаваемой различной высотой канала приточного воздуха 2 и канала удаления воздуха 3, относительно нулевого уровня грунта. Проходя через теплообменные пластины 4, воздух отбирает часть тепла, распределенного в толще грунта. Дальнейший процесс теплопередачи происходит при циркуляции подогретого воздуха, увлекаемого силой тяги. Таким образом, происходит процесс естественной вентиляции с отбором тепла грунта.

Энергонезависимый процесс переноса тепла грунта циркулирующим воздухом за счет разности удельных масс позволяет поддерживать положительную температуру внутри подземного сооружения, обеспечивая естественную вентиляцию, предотвращающую опасный уровень загазованности помещения.

Источники информации:

1. Группа Компаний "Евромаш" WWW/evromash.ru/catalog/venti/переносные радиальные вентиляторы ВСП-5002.

2. WWW.abok.ru библиотека научных статей abok №8 2003 г. «Особенности создания микроклимата в подземных сооружениях в условиях мерзлых грунтов». В.П. Коровкин, Норильский индустриальный институт; Л.А. Белкина, ПО "Норильскэнерго" ГМК "Норильский Никель", рис.6.

Подземное сооружение с естественной теплообменной вентиляцией, состоящее из корпуса подземного сооружения, канала приточного воздуха, канала удаления воздуха, отличающееся тем, что дополнительно содержит теплообменные пластины, расположенные по периметру канала приточного воздуха, которые осуществляют обмен тепла, распределенного в толще грунта с циркулирующим за счет силы тяги воздухом, производящим вентиляцию и обогрев помещения подземного сооружения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания выемочных участков (панелей и блоков). Технический результат заключается в разработке энергоэффективного способа проветривания выемочного участка при обратном порядке отработки полезного ископаемого, расположенного по падению пласта, обеспечивающего регулирование работы вентиляторов местного проветривания в зависимости от величин тепловых депрессий, возникающих между выработками выемочного участка, а также угла γ наклона камер относительно оси выемочного штрека.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к системе регулирования воздухоподготовки на поземном горном предприятии. Технический результат заключается в создании высокоэффективной автоматизированной системы регулирования воздухоподготовки на подземном горнодобывающем предприятии, работающей в холодное и теплое время года за счет обеспечения надежной работы системы воздухоподготовки с использованием резервной шахтной калориферной установки.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания подземных горнодобывающих предприятий. Техническим результатом является повышение энергоэффективности проветривания за счет действия тепловых депрессий, действующих между стволами, и общерудничной естественной тяги на всех типах подземных горнодобывающих предприятий, работающих по различным способам проветривания (всасывающему, нагнетательному или комбинированному) с различным количеством стволов; расширение периода использования способа (круглогодично).

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании глубоких карьеров трубопроводным способом. Техническим результатом является повышение эффективности проветривания крупных застойных зон глубоких карьеров за счет расширения зоны активного действия вентиляционного трубопровода.

Изобретение относится к системам обогрева различных объектов и предназначено преимущественно для использования при подогреве воздуха, подаваемого в шахту. Установка для подогрева воздуха, подаваемого в шахту, содержит камеру сгорания, воздухоподогреватель, вентилятор, дымосос и трубопроводы.

Изобретение относится к вентиляции метрополитенов и может быть использовано в системе тоннельной вентиляции метрополитенов. Способ включает подачу наружного воздуха на станцию через вентиляционную камеру и удаление отработанного воздуха через тоннели, сбойки и другую вентиляционную камеру.

Технический результат заключается в создании высокоэффективного способа управления работой главной вентиляторной установки (ГВУ), работающей на подземных горнодобывающих предприятиях, с использованием результатов статистических оценок значимости влияния параметров воздуха в вентиляторном и диффузорном каналах ГВУ на процесс проветривания шахт.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания глубоких карьеров и эффективной очистки выдаваемого из рабочей зоны воздуха.

Изобретение относится к горной промышленности, к разработке сближенных пологих пластов. Способ включает проходку выемочных штреков по двум пластам, сбиваемых уклонами, проветривание тупиковых забоев вентиляционными установками местного проветривания и подачу отбитой руды от проходки выемочных штреков по верхнему пласту через рудоспускные скважины на конвейерную линию, смонтированную на нижнем пласте.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания выемочных участков панелей, в частности, калийных рудников. Технический результат заключается в повышении эффективности проветривания, что достигается за счет предотвращения утечек воздуха путем своевременного монтажа-демонтажа вентиляционной перемычки за рабочими камерами в зависимости от величин тепловых депрессий.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к системам автоматизации вентиляторных установок, и может быть использовано для обеспечения безопасного, энерго- и ресурсосберегающего проветривания подземных горнодобывающих предприятий. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет высокоэффективной работы системы в теплое время года с учетом параметров наружного воздуха. Система автоматизации главной вентиляторной установки (ГВУ) включает микроконтроллерный блок (МКБ), связанный с датчиками контроля параметров воздуха, участвующего в процессе проветривания, задающее устройство электропривода ГВУ, а также датчики расхода воздуха, установленные в околоствольных дворах воздухоподающих стволов рудника. Воздухоподающий ствол, расположенный дальше от вентиляционного ствола, снабжен поверхностным устройством кондиционирования воздуха (УКВ). Воздухоподающий ствол, ближний к вентиляционному стволу, снабжен подземным УКВ. Оба УКВ связаны с устройством задания их хладопроизводительности. Испаритель подземной УКВ расположен в околоствольном дворе воздухоподающего ствола, ближнего к вентиляционному стволу, а конденсатор - в одной из главных вентиляционных выработок, подходящих к вентиляционному стволу. МКБ выполнен с возможностью подачи управляющих команд на устройство задания хладопроизводительности поверхностной и подземной УКВ в зависимости от параметров наружного воздуха. 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при искусственном проветривании застойных зон глубоких карьеров. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности регулирования вентиляционных потоков и их распределения между застойными зонами, что позволяет уменьшить материальные и энергетические затраты на проветривание карьера. Способ включает возведение магистрального вентиляционного канала, связывающего выработанное пространство карьера с окружающей атмосферой, прокладку к застойным зонам карьера дополнительных вентиляционных каналов, соединенных с магистральным каналом, создание воздушного потока в магистральном канале за счет источника принудительной или естественной тяги. Управление аэродинамическими параметрами вентиляционных потоков осуществляют путем регулирования величин тепловой депрессии дополнительных каналов, создаваемой нагревательными элементами, за счет изменения мощности теплоотдачи нагревательных элементов и высоты их установки в дополнительных каналах в соответствии с относительной загрязненностью проветриваемых застойных зон. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для проветривания уклонных блоков на месторождениях высоковязкой нефти и природного битума, подземная добыча которых производится шахтным способом. Технический результат заключается в создании системы эффективного проветривания всех рабочих зон нефтешахты и создания безопасных и комфортных условий труда горнорабочих в любое время года путем распределения воздуха по подземным горным выработкам нефтешахты. Система проветривания нефтешахты включает главную вентиляторную установку, установленную на вентиляционном стволе нефтешахты, микроконтроллерный блок, связанный с датчиками температуры и давления воздуха либо с плотномерами, а также с датчиками расхода воздуха. В каждой воздухоподающей выработке уклонного блока расположен вентилятор местного проветривания, а в каждой воздуховыдающей выработке уклонного блока размещен воздушный тамбур, состоящий из перемычек с дверями. Устья вентиляционных скважин уклонных блоков снабжены дефлекторами и поверхностными вентиляторами. Датчики расхода воздуха и датчики температуры и давления воздуха или плотномеры расположены в воздухоподающих выработках уклонных блоков, в главных исходящих вентиляционных выработках, в устьях и околоствольных дворах воздухоподающих стволов и в канале главной вентиляционной установки. Дополнительные датчики расхода воздуха установлены в воздуховыдающих выработках уклонного блока за соединительной выработкой по ходу потока исходящего воздуха, при этом дополнительные датчики температуры, давления или плотномеры расположены в буровых галереях уклонных блоков и на поверхности нефтешахты. Микроконтроллерный блок выполнен с возможностью регулирования расхода воздуха, поступающего в уклонные блоки в зависимости от показаний указанных датчиков за счет изменения режима работы вентиляторов, а также с возможностью изменения производительности главной вентиляторной установки. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при искусственном проветривании застойных зон глубоких карьеров. Техническим результатом предлагаемого решения является повышение эффективности энергетического воздействия средств вентиляции на воздушный бассейн карьера при дефиците энергии неустойчивости внутрикарьерной атмосферы. Способ вентиляции карьера включает размещение в карьере и за его пределами воздухопроводных каналов и затопление теплообменных участков этих каналов в прилегающем к карьеру естественном источнике воды, тепловую подготовку воздуха внутри затопленных каналов с изменением его температуры до температуры воды, организацию воздухообмена атмосферы карьера с внешней средой по воздухопроводным каналам с помощью источников тяги и регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах. Воздухообмен атмосферы карьера с внешней средой в холодное время года организуют путем нагнетания в нижнюю зону карьера нагреваемого внутри затопленных каналов свежего воздуха, а регулирование аэродинамических параметров воздушного потока в каналах осуществляют путем выпуска части нагнетаемого воздуха через воздушные клапаны, устанавливаемые на воздухопроводах в верхней части карьера. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении механической энергии движущихся тел в горных выработках шахт. Технический результат заключается в повышении точности определения механической энергии движущихся тел и повышении достоверности подачи величины расхода воздуха в шахты. По способу устанавливают тело во входное сечение выработки, измеряют массу тела, устанавливают в выработке неподвижную воздушную среду. Предоставляют телу возможность движения по выработке, измеряют ее длину, время движения тела, определяют заданную скорость движения среды относительно тела. Определяют заданный импульс тела и определяют предельные отклонения от их значений. При наличии отклонений устанавливают в выходном сечении выработки соответствующие их значения, измеряют импульс тела и скорость движения среды относительно тела и определяют удельную плотность объемного расхода среды. Затем замеряют в выходном сечении выработки импульсы тела и удельные плотности объемного расхода среды при каждом замере. Определяют показатели режимов изменения импульса тела, удельной плотности объемного расхода среды. Определяют величину начального импульса тела при каждом замере. Определяют удельную скорость сопротивления среды движению тела и определяют механическую энергию движущегося тела в конечном сечении при переменном импульсе, переменной удельной плотности объемного расхода среды, разных режимах их изменения по приведенным математическим формулам. Определяют условия соотношений фактической величины механической энергии с допустимой ее величиной. При условии, когда фактическая величина энергии больше допустимой, изменяют величину фактической энергии ниже допустимой для получения требуемого технического результата. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к горному делу, а именно к проветриванию карьеров, и может быть использовано для интенсификации воздухообмена в карьерном пространстве, очистки воздуха, поступающего в карьерное пространство, и защиты воздушного бассейна от загрязнений, образующихся при ведении горных работ открытым способом. Способ проветривания карьера путем создания водяной завесы участками вдоль границы карьера и обеспечения ее контакта с ветровым потоком, в котором водяную завесу образуют распылением воды из двух трубопроводов - холодной и горячей воды, находящихся под избыточным давлением. Трубопровод горячей воды размещают на верхней кромке борта карьера, а трубопровод холодной воды удален от трубопровода горячей воды на 10-15 метров. В теплый период года водяную завесу формируют путем одновременного распыления холодной воды на подветренном борту карьера из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, и горячей воды из трубопровода, составляющего 1/4 его периметра, на наветренном борту карьера. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оперативного определения воздухораспределения в сети горных выработок в штатных и аварийных режимах проветривания шахт и рудников. Технический результат - повышение информативности и надежности определения расходов воздуха в каждой выработке в сети горных выработок. Способ включает установку датчиков скорости движения воздуха в отдельных выработках рудника, данные с которых в режиме реального времени передают на сервер. При этом данные скорости движения воздуха в выработках передают с датчиков по каналам передачи данных через контроллер на автоматизированное рабочее место специалиста, где с помощью компьютерной программы производят расчет распределения измеренных расходов во всех ветвях вентиляционной сети. На сервере установлена аэродинамическая модель вентиляционной сети рудника, содержащая топологию сети горных выработок, их аэродинамическое сопротивление и места размещения вентиляционных установок, причем аэродинамическое сопротивление ветвей вентиляционной сети задают как по проектным данным, при потере данных от одного из датчиков отсутствия фиксированного расхода, так и по результатам эксплуатационных измерений. При работе системы мониторинга оперативно решается задача распределения расходов воздуха во всех ветвях вентиляционной сети на основе модели вентиляционной сети и показаний датчиков расходов воздуха, тем самым прогнозируются расходы во всех горных выработках. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления режимом работы шахтной главной вентиляторной установки (ГВУ) подземного горнодобывающего предприятия с одновременной выработкой электроэнергии. Технический результат заключается в повышении производительности шахтной энергетической установки путем регулирования режимов работы ГВУ и одновременным улучшением качества вырабатываемой электроэнергии. Система управления шахтной энергетической установкой включает блок управления ГВУ, электропривод ГВУ, узел силовой передачи, электрогенератор и узел передачи, накопления и/или преобразования электроэнергии. В вентиляционном канале шахты перед ГВУ установлен датчик давления воздуха, а в диффузорном канале - датчики давления и расхода воздуха. Электропривод ГВУ выполнен регулируемым. Блок управления связан с указанными датчиками регулируемым электроприводом ГВУ и механизмом управления ведущим валом узла силовой передачи. Блок управления выполнен с возможностью изменения крутящего момента на ведущем валу и изменения режима работы ГВУ в зависимости от показаний датчиков давления и расхода воздуха. Электропривод выполнен частотно-регулируемым, а узел силовой передачи - в виде трансмиссии или фрикционного вариатора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх