4. Wyznaczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej o działaniu pośrednim przy pracy 6h.

W wyrobiskach w których została przekroczona temperatura sucha równa 28 ^oC należy zamontować maszyny klimatyzacyjne celem obniżenia temperatury.

Pierwsza szukana wartością była odległość po przekroczeniu której temperatura sucha będzie większa od 28^oC.

Kolejno wyznaczono temperaturę jaka powinna wypływać z maszyny klimatyzacyjnej tak aby temperatura nie przekroczyła w wyrobisku temperatury dopuszczalnej równej 28^oC.

Temperaturę sucha powietrza w całym wyrobisku nie powinna przekraczać 28°C, stosujemy więc odpowiednią ilość maszyn klimatyzacyjnych dzieląc wyrobisko na odcinki.

Przyjęto następujące oznaczenia:

• t_sd temperatura sucha na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej

• t_wd temperatura wilgotna na dopływie do maszyny klimatyzacyjnej

• t_sw temperatura sucha na wypływie z maszyny klimatyzacyjnej

• V strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę

• V_c strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem

Zgodnie z danymi projektu różnica temperatur w wyrobiskach klimatyzowanych Δt_s ≤ 3,5°C

Wyznaczenie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd

• wilgotność względna powietrza φ_d

• stopień zawilżenia powietrza X_d

• entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d

• gęstość powietrza wilgotnego
  

• strumień masy powietrza wilgotnego
  

• strumień masy powietrza suchego
  

Wyznaczanie parametrów powietrza na wypływie z maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw

• stopień zawilżenia powietrza na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_sw

Ponieważ stopień zawilżenia powietrza X_d jest mniejszy od stopnia zawilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_sw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej, to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym: X_w = X_d.

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_ww wyznacza się z równania:

- wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej φ_w %

• entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej

Następnie wyznacza się temperaturę powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza płynących przez maszynę klimatyzacyjną i wyrobisko obok maszyny.

• strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem obok maszyny klimatyzacyjnej.

• strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną

• stopień zawilżenia powietrza

• entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

Dla wyznaczenia temperatury wilgotnej powietrza t_wm po zmieszaniu strumieni oblicza się kolejno:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw

• temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się z równania:

Obliczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej

Zdolnością chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej jest ilość ciepła, jaką maszyna odbiera od powietrza w parowniku w jednostce czasu. Dla wyznaczenia zdolności chłodniczej MK wyznacza się różnicę entalpii powietrza przepływającego przez maszynę

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

Chodnik odstawczy długości 880 metrów. Poszczególne rozmieszczenie MK na kolejnym metrze bieżącym chodnika odstawczego z uwagi na osiągniętą wartość temperatury równą 28 °C.

Pierwsza maszyna klimatyzacyjna została zainstalowana na 34,92677736 metrze chodnika odstawczego, ponieważ w tym miejscu temperatura osiąga wartość 28 °C.

Druga maszyna klimatyzacyjna została zainstalowana na 308,6839575 metrze chodnika odstawczego .

Trzecia maszyna klimatyzacyjna została zainstalowana na 583,0528428 metrze chodnika odstawczego .

Czwarta maszyna klimatyzacyjna została zainstalowana na 858,0375579 metrze chodnika odstawczego .

Kolejna maszyna klimatyzacyjna			1	2	3	4
temperatura sucha na wlocie do MK	tsd	°C	28	28	28	28
temp wilgotna na wlocie do MK	twd	°C	24,21645809	25,91135951	26,42126322	26,23256404
temp sucha na wylocie z MK	tsw	°C	22,63505809	22,3631594	22,27878689	22,31001191
strumień płynący przez MK	V	m^3/s	7,833333333	7,833333333	7,833333333	7,833333333
strumień powietrz płynący wyrobiskiem	Vc	m^3/s	12	12	12	12
ciśnienie powietrza w miejscu instalacji MK	p	Pa	110399,6042	110374,5053	110349,3503	110324,1389
ciśnienie cząstkowe pary wodnej	ppd	Pa	2752,421258	3193,761083	3332,176307	3280,681816
ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia	ppnd	Pa	3778,073817	3778,073817	3778,073817	3778,073817
wilgotność względna powietrza	ϕd	%	72,85250082	84,53411019	88,1977555	86,83477282
stopień zawilżenia powietrza	Xd	kg/kg	0,015903863	0,018534294	0,019367113	0,019063137
entalpia 1+x powietrza wilgotnego	hd	kJ/kg	68,7577657	75,47577064	77,60275352	76,82641316
gęstość powietrza wilgotnego	ρd	kg/m^3	1,265057667	1,262837491	1,261941257	1,261874782
strumień masy powietrza wilgotnego	md	kg/s	9,909618391	9,892227015	9,88520651	9,88468579
strumień masy powietrza suchego	msd	kg/s	9,754484409	9,712217915	9,697395951	9,6997776
ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia dla powietrza wylotowego z MK	ppnw	Pa	2746,668849	2701,696213	2687,872188	2692,981038
stopień zawilżenia powietrza na wylocie z MK dla stanu nasycenia powietrza	Xnw	kg/kg	0,015869777	0,015607051	0,015528827	0,015562726
stopień zawilżenia powietrza na wylocie z MK	Xw	kg/kg	0,015869777	0,015607051	0,015528827	0,015562726
ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym	ppw	Pa	2746,668849	2701,696213	2687,872188	2692,981038
temp wilgotna powietrza na wylocie z MK	tww	°C	22,63505809	22,3631594	22,27878689	22,31001191
wilgotność względna powietrza na wylocie z MK	ϕw		100	100	100	100
entalpia 1+x powietrza na wylocie z MK	hw	kJ/kg	63,11811149	62,43945789	62,23721732	62,32465467
strumień masy powietrza płynący wyrobiskiem obok MK	m1	m^3/s	5,271073612	5,26182288	5,258088569	5,25781159
stopień zawilżenia powietrza	xm	kg/kg	0,015881612	0,016623455	0,016861565	0,016778146
entalpia powietrz po zmieszaniu strumieni	hm	kJ/kg	65,07632476	66,96595537	67,57247295	67,35998748
temperatura sucha powietrza	tsm	°C	24,5	24,5	24,5	24,5
ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym	ppw	Pa	2746,668849	2701,696213	2687,872188	2692,981038
temperatura wilgotna powietrza dla zmieszanych strumieni	tww	°C	23,1954128	23,70307405	23,86187365	23,80270604
różnica entalpii powietrza pomiędzy wlotem i wylotem z MK	δh	kJ/kg	5,639654213	13,03631276	15,36553619	14,50175849
zdolność chłodnicza MK	Q	kW	55,0119191	126,6115103	149,0056884	140,6638321

We wszystkich przypadkach nastąpi kondensacja pary wodnej .

Ściana długości 230 metrów. Poszczególne rozmieszczenie MK na kolejnym metrze bieżącym ściany z uwagi na osiągniętą wartość temperatury równą 28 °C.

Piąta maszyna klimatyzacyjna została zainstalowana na 88,7446924 metrze ściany ponieważ w tym miejscu temperatura osiąga wartość 28 °C.

Szósta maszyna klimatyzacyjna została zainstalowana na 185,8582486 metrze ściany.

Kolejna maszyna klimatyzacyjna			5	6
temperatura sucha na wlocie do MK	tsd	°C	28	28
temp wilgotna na wlocie do MK	twd	°C	26,85449198	27,28409025
temp sucha na wylocie z MK	tsw	°C	22,20567947	22,1323007
strumień płynący przez MK	V	m^3/s	7,833333333	7,833333333
strumień powietrz płynący wyrobiskiem	Vc	m^3/s	12	12
ciśnienie powietrza w miejscu instalacji MK	p	Pa	110228,3974	110125,8307
ciśnienie cząstkowe pary wodnej	ppd	Pa	3451,964832	3572,64244
ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia	ppnd	Pa	3778,073817	3778,073817
wilgotność względna powietrza	ϕd	%	91,36837974	94,56253671
stopień zawilżenia powietrza	Xd	kg/kg	0,020108577	0,020855158
entalpia 1+x powietrza wilgotnego	hd	kJ/kg	79,4964211	81,40315641
gęstość powietrza wilgotnego	ρd	kg/m^3	1,260018288	1,258304121
strumień masy powietrza wilgotnego	md	kg/s	9,870143255	9,856715617
strumień masy powietrza suchego	msd	kg/s	9,675581087	9,655351729
ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia dla powietrza wylotowego z MK	ppnw	Pa	2675,943885	2664,017825
stopień zawilżenia powietrza na wylocie z MK dla stanu nasycenia powietrza	Xnw	kg/kg	0,015475585	0,015419609
stopień zawilżenia powietrza na wylocie z MK	Xw	kg/kg	0,015475585	0,015419609
ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym	ppw	Pa	2675,943885	2664,017825
temp wilgotna powietrza na wylocie z MK	tww	°C	22,20567947	22,1323007
wilgotność względna powietrza na wylocie z MK	ϕw		100	100
entalpia 1+x powietrza na wylocie z MK	hw	kJ/kg	62,09893697	61,95367567
strumień masy powietrza płynący wyrobiskiem obok MK	m1	m^3/s	5,250076199	5,242933839
stopień zawilżenia powietrza	xm	kg/kg	0,017084263	0,017306952
entalpia powietrz po zmieszaniu strumieni	hm	kJ/kg	68,13973007	68,7069676
temperatura sucha powietrza	tsm	°C	24,5	24,5
ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym	ppw	Pa	2946,670719	2981,263504
temperatura wilgotna powietrza dla zmieszanych strumieni	tww	°C	22,20567947	22,1323007
różnica entalpii powietrza pomiędzy wlotem i wylotem z MK	δh	kJ/kg	17,39748412	19,44948074
zdolność chłodnicza MK	Q	kW	168,3307683	187,7915775

Chodnik wentylacyjny długości 880 metrów. Poszczególne rozmieszczenie MK na kolejnym metrze bieżącym ściany z uwagi na osiągniętą wartość temperatury równą 28 °C.

Siódma maszyna klimatyzacyjna została zainstalowana na 320,438669 metrze ściany ponieważ w tym miejscu temperatura osiąga wartość 28 °C.

Kolejna maszyna klimatyzacyjna			7
temperatura sucha na wlocie do MK	tsd	°C	28
temp wilgotna na wlocie do MK	twd	°C	26,14238423
temp sucha na wylocie z MK	tsw	°C	22,3239306
strumień płynący przez MK	V	m^3/s	7,833333333
strumień powietrz płynący wyrobiskiem	Vc	m^3/s	12
ciśnienie powietrza w miejscu instalacji MK	p	Pa	110068,1053
ciśnienie cząstkowe pary wodnej	ppd	Pa	3256,496664
ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia	ppnd	Pa	3778,073817
wilgotność względna powietrza	ϕd	%	86,19462779
stopień zawilżenia powietrza	Xd	kg/kg	0,018963678
entalpia 1+x powietrza wilgotnego	hd	kJ/kg	76,57239853
gęstość powietrza wilgotnego	ρd	kg/m^3	1,259018761
strumień masy powietrza wilgotnego	md	kg/s	9,862313626
strumień masy powietrza suchego	msd	kg/s	9,678768578
ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia dla powietrza wylotowego z MK	ppnw	Pa	2695,261061
stopień zawilżenia powietrza na wylocie z MK dla stanu nasycenia powietrza	Xnw	kg/kg	0,015613374
stopień zawilżenia powietrza na wylocie z MK	Xw	kg/kg	0,015613374
ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym	ppw	Pa	2695,261061
temp wilgotna powietrza na wylocie z MK	tww	°C	22,3239306
wilgotność względna powietrza na wylocie z MK	ϕw		0
entalpia 1+x powietrza na wylocie z MK	hw	kJ/kg	62,45402309
strumień masy powietrza płynący wyrobiskiem obok MK	m1	m^3/s	5,245911503
stopień zawilżenia powietrza	xm	kg/kg	0,016776674
entalpia powietrz po zmieszaniu strumieni	hm	kJ/kg	67,35623679
temperatura sucha powietrza	tsm	°C	24,5
ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym	ppw	Pa	2890,80173
temperatura wilgotna powietrza dla zmieszanych strumieni	tww	°C	22,3239306
różnica entalpii powietrza pomiędzy wlotem i wylotem z MK	δh	kJ/kg	14,11837544
zdolność chłodnicza MK	Q	kW	136,6484886

5. Dobór MK w oparciu o dane katalogowe producentów oraz szkic rozmieszczenia urządzeń w wyrobiskach

Dobrano maszynę chłodniczą powietrza KM-1200 o następujących parametrach:

	Wyszczególnienie	Jednostka	KM - 1200
1.	PAROWACZ
		Budowa	-	Płaszcz.- rur.
		Wydajność chłodnicza	kW	1090
		Powierzchnia wymiennika	m^2	134,4
		Temperatura parowania	^oC	0,0
		Temperatura wody na wej.	^oC	18,0
		Temperatura wody na wyj.	^oC	3,0
		Wydatek wody chłodzonej	kg/h	64560
		Pojemność zbiornika	dm^3	-
	2.	SKRAPLACZ
		Budowa		Płaszcz.- rur.
		Moc chłodnicza	kW	1440
		Powierzchnia wymiennika	m^2	226,2
		Temperatura skraplania	^oC	44,0
		Temperatura wody na wej.	^oC	31,0
		Temperatura wody na wyj,	^oC	40,0
		Wydatek wody chłodzącej	kg/h	137600
		Pojemność zbiornika	dm^3	-
	3.	SPRĘŻARKA
		Producent	-	-
		Typ	-
		Liczba obrotów	min^-1	2980
		Moc napędowa	kW	320
	Moc parownika	kW	1127,11
	Moc skraplacza	kW	1441,36

6. Odprowadzenie ciepła z maszyny klimatyzacyjnej za pomocą chłodni wieżowej .

Parametry powietrza na dopływie
Temperatura sucha na dopływie	tpsd	°C	28,31444566
Temperatura wilgotna na dopływie	tpwd	°C	25,00033427
Ciśnienie powietrza	pd	hPa	1100,487134
Ciśnienie powietrza	pd	Pa	110048,7134
Strumień objętości powietrza	Vp	m^3/min	1560
Strumień objętości powietrza	Vp	m^3/s	26
Ciśnienie cząstkowe pary	ppd	Pa	2931,409259
Ciśnienie cząstkowe pary nasyconej na dopływie	ppw	Pa	3847,799735
Wilgotność względna powietrza na dopływie	φ d	%	76,18403922
Stopień zawilżenia	xd	kg/kg	0,017021868
Gęstość powietrza na dopływie	ρd	kg/m^3	1,258906408
Strumień masy powietrza	mp	kg/s	32,73156661
Entalpia powietrza na dopływie	hd	kJ/kg	71,9394327
Jednostkowy strumień masy powietrza (gęstość str. masy)	mpj	kg/(m^2s)	1,541239829
Moc chłodnicza wieży (założona)	Q	kW	1127
Pole przekroju wieży	Aw	m^2	21,23716634
Parametry wody na dopływie
Temperatura wody na dopływie	twd	°C	40
Strumień masy wody	mw	kg/s	38,22222222
Spadek temperatury wody	Dtw	°C	9
Gęstość strumienia wody	mwj	kg/m^2s	1,799779764
Rzeczywisty stosunek str. masy wody do str. masy powietrza	B		1,167748024
Zalecana wartość stosunku dla tpwd=30 i twd-tpwd=10,0 (tab. 4.13)	Bo10		1,257
Zalecana wartość stosunku mw/mp (odczyt Rys. 4.57)- formuła popr			1,26123095
Współczynnik R	R		0,925879613
Współczynnik Fo dla wyznaczonego R Odczytano z rys. 4.58	Fo		0,834782104
Współczynnik Fv dla w Odczytano z rys. 4.58	Fv		0,570949005
Współczynnik Fwb dla tpwd Odczytano z rys. 4.58	Fwb		0,970835646
Liczba sit	ns		3
Współczynnik Fs dla trzech sit w wieży. Odczytano z rys. 4.58	Fs		1,01907
Wskaźnik efektywności wody	ηw		0,471545021
Obniżenie temperatury wody	Dtw	°C	7,073017694
Różnica między temp. wody i temp. wilgotną powietrza twd-tpwd	Dt		14,99966573
Moc chłodnicza wieży (obliczona)	Q	kW	1128,426099

7. Propozycja sposobu przewietrzania przodków wyrobisk przygotowawczych wyprzedzających wyrobisko ścianowe

Wyrobiska, które nie są przewietrzane prądami powietrza wytwarzanymi przez wentylator główny, przewietrza się za pomocą lutniociągów. Lutniociągi powinny być wykonywane z lutni metalowych lub trudno palnych antyelektrostatycznych lutni z tworzyw sztucznych.

Do przewietrzania wyrobisk przygotowawczych wyprzedzających wyrobisko ścianowe zaproponowano wentylację lutniową ssącą. Długość tych wyrobisk nie przekracza 60m, dlatego można zastosować wentylatory wolno strumieniowe, wytwarzające strugę strumienia na odległość, co najmniej 45 m, umieszczone w wolnych przekrojach wyrobisk z opływowym prądem powietrza.

---