Шахтная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха



Шахтная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха
Шахтная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха

 


Владельцы патента RU 2608518:

Круглов Юрий Владиславович (RU)
Ковалев Андрей Владиславович (RU)

Изобретение относится к горной и нефтедобывающей промышленности. Технический результат заключается в повышении надежности и производительности установки. Шахтная установка содержит вентиляционный блок с совмещенной входной коробкой, выходные диффузоры которого объединены в один воздуховод для подачи воздуха в скважину. Входные коллекторы вентиляционного блока размещены на торцах совмещенной входной коробки, а совмещенное заборное устройство включает в себя фильтры воздушные, секции перепускного канала на входе и выходе, секцию охлаждения системы кондиционирования воздуха, вертикальную промежуточную камеру смешения, секцию нагрева системы кондиционирования воздуха. Секции перепускного канала оснащены входным и выходным воздушными клапанами. Секции охлаждения и нагрева также оснащены входным и выходным воздушными клапанами, между которыми установлены теплообменник охлаждения воздуха и теплообменник нагрева воздуха. При этом установка снабжена пароэжекторной холодильной машиной, служащей источником охлажденной воды для охлаждения технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха, и тепловым пунктом с теплообменниками нагрева и охлаждения технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха. Причем для охлаждения в пароэжекторной холодильной машине воды на противоположном от совмещенного заборного устройства участке установки размещена вентиляторная градирня. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к горной и нефтедобывающей промышленности, а именно к вентиляции и кондиционированию воздуха в горных выработках нефтяных шахт.

Известная шахтная вентиляторная установка содержит рабочие и резервные вентиляторы. Каждый вентилятор имеет диффузор с поворотным коленом, электродвигатель, соединенный с вентилятором трансмиссионным валом посредством губчатых муфт, входные и выходные коробки. Выходная коробка выполнена в виде многогранной призмы, к нижней части боковых граней которой прикреплены выходными патрубками поворотные колена диффузоров, выполненные разборными, и снабжены жалюзийными дверями (патент РФ №2163668, E21F 1/08, опубл. 27.02.2001).

Известна вентиляторная установка, которая содержит рабочий и резервный вентиляторы, каждый из которых имеет диффузор с поворотным патрубком, электродвигатель, соединенный с вентилятором трансмиссионным валом посредством зубчатых муфт, и устройства, перекрывающие вход и выход вентилятора. Дополнительно установка снабжена сдвоенной входной коробкой, выполненной в виде сопряжения индивидуальных коробок рабочего и резервного вентиляторов путем их разворота навстречу друг к другу относительно вертикальных плоскостей, проходящих через оси вращения вентиляторов. При этом внутренние боковые стенки вентиляторов образуют общее ребро, на котором размещена ось ляды, поочередно перекрывающей патрубки входных коробок рабочего и резервного вентиляторов (патент РФ №2252314, E21F 1/08, опубл. 20.05.2005).

Недостатками вышеприведенных аналогов являются: отсутствие регулировки расхода и температуры подаваемого в скважину воздуха в зависимости от температуры окружающей среды; отсутствуют системы шумопоглощения, теплоизоляции и пожаротушения вследствие чего недостаточная надежность работы устройства.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является «Шахтная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха» по патенту РФ №2509895, МПК E21F 1/08, опубл. 20.03.2014 г., включающая рабочий и резервный вентиляторы, каждый их которых имеет электродвигатель, коллектор и переходник, совмещенную входную коробку с поворотной заглушкой, перекрывающей вход к рабочему или резервному вентиляторам, и поворотную створку, перекрывающую выходы рабочего или резервного вентилятора в воздухоподающий канал, при этом воздухоподающий канал блока вентиляторов снабжен противопожарным клапаном на входе в скважину. Вентиляторы установки размещены в блоке вентиляторов на выкатных тележках. Над блоком вентиляторов размещен в шумопоглощающем теплоизолированном контейнере блок подготовки воздуха, в трех унифицированных воздухозаборниках которого установлены системы шумопоглощения с поворотными лядами. Блок подготовки воздуха имеет систему кондиционирования, выполненную в виде фреонового воздухоохладителя и электрического калорифера, позволяющих охлаждать или подогревать воздух в зависимости от температуры окружающей среды.

Недостатки прототипа: установка потребляет большое количество электроэнергии для калорифера и фреонового воздухоохладителя, в качестве теплоносителя используются экологически опасные фреоны, установка обладает сложной системой управления, низкой надежностью и высокой трудоемкостью обслуживания.

Задачей создания изобретения является устранение недостатков прототипа.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как шахтная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха, содержащая вентиляционный блок с совмещенной входной коробкой, выходные диффузоры которого объединены в один воздуховод для подачи воздуха в скважину, который снабжен противопожарным клапаном с установленными после выходных диффузоров воздушными заслонками, и отличительных существенных признаков, таких как входные коллекторы вентиляционного блока размещены на торцах совмещенной входной коробки, а совмещенное заборное устройство включает в себя фильтры воздушные, секции перепускного канала на входе и выходе, секцию охлаждения системы кондиционирования воздуха, вертикальную промежуточную камеру смешения, секцию нагрева системы кондиционирования воздуха, секции перепускного канала оснащены входным и выходным воздушными клапанами, секции охлаждения и нагрева также оснащены входным и выходным воздушными клапанами, между которыми установлены теплообменник охлаждения воздуха и теплообменник нагрева воздуха соответственно, при этом установка снабжена пароэжекторной холодильной машиной, служащей источником охлажденной воды для охлаждения технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха, и тепловым пунктом с теплообменниками нагрева и охлаждения технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха, причем для охлаждения в пароэжекторной холодильной машине воды на противоположном от совмещенного заборного устройства участке установки размещена вентиляторная градирня.

Согласно п. 2 формулы изобретения вентиляционный блок содержит два центробежных вентилятора.

Согласно п. 3 формулы изобретения в качестве хладагента и хладоносителя в пароэжекторной холодильной машине используется вода, в качестве промежуточного теплоносителя используется антифриз на основе пропиленгликоля.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - упрощение системы управления и снижение трудоемкости обслуживания, повышение надежности и производительности установки. А также использование пара для работы системы кондиционирования воздуха, применение пароэжекторной холодильной машины с единым хладагентом-хладоносителем, которым является вода, применение в качестве промежуточного теплоносителя экологически безопасного антифриза на основе пропиленгликоля.

На фиг. 1 приведен общий вид шахтной установки кондиционирования воздуха, на фиг. 2 дан ступенчатый разрез совмещенного входного устройства. На фиг. 3 представлена функциональная схема установки.

Шахтная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха (Фиг. 1) содержит вентиляционный блок 1 с совмещенной входной коробкой 2, выходные диффузоры 3 которого объединены в один воздуховод 4 для подачи воздуха в скважину 5, который снабжен противопожарным клапаном 6 с установленными после выходных диффузоров 3 воздушными заслонками 7. Входные коллекторы 8 вентиляционного блока 1 размещены на торцах совмещенной входной коробки 2 под углом 90 градусов друг к другу. Совмещенное заборное устройство 9 включает в себя фильтры воздушные 10, секции перепускного канала 11 на входе и выходе, секцию охлаждения 12 системы кондиционирования воздуха, вертикальную промежуточную камеру смешения 13, секцию нагрева 14 системы кондиционирования воздуха. Секции перепускного канала 11 оснащены входным и выходным воздушными клапанами 15, секции охлаждения 12 и нагрева 14 также оснащены входным и выходным воздушными клапанами 15, между которыми установлены теплообменник 16 охлаждения воздуха и теплообменник 17 нагрева воздуха соответственно. Установка снабжена пароэжекторной холодильной машиной 18, служащей источником охлажденной воды для охлаждения технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха и тепловым пунктом 19 с теплообменниками нагрева 20 и охлаждения 21 технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха (Фиг. 3), причем для охлаждения в пароэжекторной холодильной машине 18 воды на противоположном от совмещенного заборного устройства 9 участке установки размещена вентиляторная градирня 22.

Вентиляционный блок 1 содержит два центробежных вентилятора 23, 24. (Фиг. 2) В качестве хладагента и хладоносителя в пароэжекторной холодильной машине используется вода, а в качестве промежуточного теплоносителя используется антифриз на основе пропиленгликоля. Все составные элементы установки смонтированы в одном легкосборном здании, оснащенном необходимыми коммуникациями и грузоподъемными механизмами.

Работа установки

Шахтная установка кондиционирования воздуха (Фиг. 1) позволяет подавать требуемое количество воздуха в воздухоподающую скважину (штольню, ствол, шурф) 5 с работой оборудования в режиме охлаждения при положительной температуре окружающей среды или в режиме нагрева при отрицательной температуре окружающей среды, либо подавать воздух в воздухоподающую скважину (штольню, ствол, шурф) 5 без подготовки.

При работе установки (Фиг. 3) рабочий пар из источника на объекте применения поступает в пароэжекторную холодильную машину 18, где главный эжектор 25 увлекает водяной пар, образовавшийся при кипении воды в испарителе 26. Смесь рабочего пара и увлеченного из испарителя 26 холодного пара сжимается до давления конденсации за счет падения скорости движения паровой смеси в диффузоре 27. В конденсаторе 28 пар отдает тепло охлаждающей воде и конденсируется. Часть конденсата возвращается насосом 29 в источник получения рабочего пара, а часть дросселируется в регулирующем вентиле 30 и направляется в испаритель 26, откуда охлажденная вода подается в тепловой пункт 19, где в теплообменнике 20 охлаждает технологический теплоноситель, подаваемый к теплообменнику 21 охлаждения воздуха в секции охлаждения воздуха 12. Часть подводимого пара подается, минуя холодильную машину 18, в тепловой пункт 19, где в теплообменнике 16 нагревает технологический теплоноситель, подаваемый к теплообменнику 20 в секции нагрева 14 воздуха. При этом холодильная машина 18 и секция охлаждения 12 работает круглогодично в одном режиме, а секция нагрева 14 воздуха запускается в работу только при отрицательных температурах окружающей среды. Охлаждающая вода поступает из холодильной машины 18 на вентиляторную градирню 22, где охлаждается и возвращается в конденсатор 28 (Фиг. 3).

При положительной температуре окружающей среды воздух поступает в секцию охлаждения 12 совмещенного заборного устройства 9. При этом входной и выходной воздушные клапаны 15 в секции охлаждения 12 открыты. При прохождении через теплообменник 16 воздух охлаждается до требуемой температуры и поступает в вертикальную промежуточную камеру смешения 13. Затем воздух через открытые воздушные клапаны 15 секции перепускного канала 11 поступает в совмещенную входную коробку 2 и далее к вентиляторам 23 или 24. Воздушные клапаны 15 секции перепускного канала 11 на входе в вертикальную промежуточную камеру смешения 13 и секции нагрева 14 при этом закрыты.

При отрицательной температуре окружающей среды воздух поступает в секцию охлаждения воздуха 12 совмещенного заборного устройства 9. (Фиг. 2) При этом входной и выходной воздушные клапаны 15 секции охлаждения 12 открыты. При прохождении через теплообменник 16 воздух частично подогревается, так как температура технологического теплоносителя поддерживается на уровне плюс 5…7 °С круглогодично, и поступает в вертикальную промежуточную камеру смешения 13. Затем воздух проходит через открытые входной и выходной воздушные клапаны 15 и теплообменник 17 секции нагрева воздуха 14. При прохождении через секцию нагрева 14 воздух подогревается до требуемой температуры и поступает в совмещенную входную коробку 2, далее к вентиляторам 23 или 24. Воздушные клапаны 15 секций перепускного канала 11 на входе и выходе из вертикальной промежуточной камеры смешения 13 при этом закрыты.

При аварийных ситуациях или техническом обслуживании теплообменников 16 и 17 подача воздуха через секции охлаждения 12 и нагрева 14 прекращается. Воздушные клапаны 15 в секциях 12 и 14 закрываются и воздух поступает к совмещенной входной коробке 2 через открытые воздушные клапаны 15 в секциях перепускного канала 11.

Преимущества установки:

применена пароэжекторная холодильная машина с единым хладагентом-хладоносителем, которым является вода;

- в системе кондиционирования используется для получения тепла и холода пар, получаемый от источника на объекте применения;

- в теплообменники секций нагрева и охлаждения воздуха поступает экологически безопасный технологический теплоноситель на основе пропиленгликоля;

- подготовка технологического теплоносителя в тепловом пункте упрощает систему регулирования режимами работы установки, при этом пароэжекторная машина круглогодично работает в одном режиме, что повышает экономическую эффективность;

- секция охлаждения работает круглогодично, выполняя при отрицательных температурах окружающей среды функцию предварительного подогревателя воздуха перед секцией нагрева;

- совмещенное заборное устройство с промежуточной камерой смешения позволяет реализовать различные режимы подачи воздуха к совмещенной входной коробке вентиляторов;

Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры, чертежи рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

1. Шахтная установка для вентиляции и кондиционирования воздуха, содержащая вентиляционный блок 1 с совмещенной входной коробкой 2, выходные диффузоры 3 которого объединены в один воздуховод 4 для подачи воздуха в скважину 5, который снабжен противопожарным клапаном 6 с установленными после выходных диффузоров 3 воздушными заслонками 7, отличающаяся тем, что входные коллекторы 8 вентиляционного блока 1 размещены на торцах совмещенной входной коробки 2, а совмещенное заборное устройство 9 включает в себя фильтры воздушные 10, секции перепускного канала 11 на входе и выходе, секцию охлаждения 12 системы кондиционирования воздуха, вертикальную промежуточную камеру смешения 13, секцию нагрева 14 системы кондиционирования воздуха, секции перепускного канала 11 оснащены входным и выходным воздушными клапанами 15, секции охлаждения 12 и нагрева 14 оснащены входным и выходным воздушными клапанами 15, между которыми установлены теплообменник 16 охлаждения воздуха и теплообменник 17 нагрева воздуха соответственно, при этом установка снабжена пароэжекторной холодильной машиной 18, служащей источником охлажденной воды для охлаждения технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха, и тепловым пунктом 19 с теплообменниками нагрева 20 и охлаждения 21 технологического теплоносителя системы кондиционирования воздуха, причем для охлаждения в пароэжекторной холодильной машине 18 воды на противоположном от совмещенного заборного устройства 9 участке установки размещена вентиляторная градирня 22.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что вентиляционный блок 1 содержит два центробежных вентилятора 23, 24.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве хладагента и хладоносителя в пароэжекторной холодильной машине используется вода, в качестве промежуточного теплоносителя используется антифриз на основе пропиленгликоля.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к системам обогрева, а именно к способу подогрева шахтного вентиляционного воздуха и устройству для его осуществления. Способ включает нагрев атмосферного воздуха дымовыми газами, поступающими из камеры сгорания топлива, подачу его в шахту через вентиляционную систему.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при определении неравномерной мощности перемещения тела. Согласно 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, измеряют миделево сечение тела, время движения тела, определяют заданную скорость движения среды относительно тела, определяют заданную силу и определяют предельные отклонения от их значений, при наличии отклонений устанавливают в выходном сечении выработки соответствующие их значения, измеряют силу тела и скорость движения среды относительно тела и определяют удельную плотность объемного расхода среды.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при проветривании подземных горнодобывающих предприятий. Согласно способу подают наружный воздух по воздухоподающему стволу за счет работы главной вентиляторной установки (ГВУ), нагревают его в шахтной калориферной установке.

Изобретение относится к области вентиляции двухпутных перегонных тоннелей метрополитена. Технический результат заключается в обеспечении по длине перегонного тоннеля и на станциях метрополитена условий, гарантирующих безопасность эксплуатации тоннелей в штатной и аварийной ситуациях, а также регламентируемые санитарно-гигиенические параметры воздушной среды, в частности, положительную температуру тоннельного воздуха в зимний период и отсутствие превышения максимально допустимой температуры летом.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к вентиляции и может быть применено для систем основной вентиляции метрополитена. Технический результат заключается в поддержании нормативных температурно-влажностных параметров и содержания кислорода и углекислого газа в воздушной среде во всех местах платформы станции, снижении интенсивности дутьевых потоков, снижении эксплуатационных затрат на регулирование воздуха. Способ включает подачу на станцию поршневого потока из тоннелей прихода поездов. Рассредоточенное удаление отработанного воздуха через подплатформенное пространство станционной вентиляционной шахтой и наклонные ходы и тоннели ухода поездов. При выходе из тоннеля на станцию поршневой поток разделяется на два потока: один в объеме примерно 1/3 части поступающего поршневого потока подают в виде наклонных компактных вентиляционных струй к средней трети станции по каналу, расположенному под сводом платформы, площадь сечения которого примерно 8 м2, а второй в виде ослабленного поршневого потока поступает на платформу из тоннеля у торца станции. В центре платформы станции смесь поршневого потока и воздуха станции образует два потока в сторону вытяжек. Каждый поток по мере движения к вытяжке пополняется ослабленным поршневым потоком, поступающим на платформу из торца станции непосредственно из тоннелей прихода поездов. Одновременно по ходу движения часть потока отработанного воздуха удаляется рассредоточенно станционной шахтой через вытяжные отверстия. Забор воздуха в канал осуществляется при помощи вентиляторного агрегата и поршневого действия поездов, причем место забора тоннельного воздуха в канал располагается до области взаимодействия тоннельного потока и вытяжного отверстия станционной шахты с целью снижения интенсивности эжекции поршневого потока. 2 н.п. ф-лы, 11 ил., 4 табл.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения расхода воздуха, протекающего по выработанному пространству очистного забоя. Технический результат заключается в исключении условий для формирования взрывоопасных метановоздушных смесей на выемочных участках газовых шахт за счет обоснованно установленного расхода воздуха, протекающего по выработанному пространству выемочного участка. Способ включает установление среднесуточной нагрузки на очистной забой, абсолютной метанообильности призабойного пространства, расхода воздуха по выработкам выемочного участка и концентрации метана в рудничном воздухе. При этом выявляют количественную связь между среднесуточной нагрузкой на очистной забой и метанообильностью выработанного пространства. Метанообильность выработанного пространства и расход воздуха, протекающего по выработанному пространству участка, определяют с учетом доли метанообильности призабойного пространства лавы и пределов взрывоопасных концентраций метана в рудничном воздухе по зависимостям: и где Iв.п - метанообильность выработанного пространства выемочного участка, м3/мин; А - среднесуточная нагрузка на очистной забой, тонн; а и в - эмпирические коэффициенты; n - доля метанообильности призабойного пространства лавы Iп.п (м3/мин) в метанообильности выработанного пространства участка, доли ед.; Qв - расход воздуха, протекающего по выработанному пространству, м3/мин; с - взрывоопасная концентрация метана в рудничном воздухе, % (объемные). 1 ил.
Наверх