1. Informacje dodatkowe i dane przyjęte:

wilgotność względna na podszybiu szybu wdechowego 75 %,

przez maszynę klimatyzacyjną przepływa V=470 m³/s,

różnica temperatur w wyrobiskach klimatyzowanych Δt_s<=3,5 ^oC,

właściwa pojemność cieplna powietrza suchego c_pa=1005 J/(kgK),

indywidualna stała gazowa powietrza suchego R_a=287,04 J/(kgK),

gradient geotermiczny σ
, σ, ^oC/m,

przyspieszenie ziemskie g=9,80665 m/s²,

średnioroczna temperatura powietrza atmosferycznego T_os=9,11 ^oC,

ciśnienie na powierzchni terenu p_o=100000 Pa,

gęstość powietrza w warunkach normalnych ρ, kg/m³,

ciepło parowania wody w temperaturze 0^oC r_b=250000 J/kg,

pojemność cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu c_pw=1927 J/(kgK),

stała gazowa pary wodnej R_H2O=461,52 J/(kgK).

Współczynniki wykorzystane w projekcie zostały dobrane na podstawie literatury [1,3] i przedstawiono je w poniższych tabelach:

- współczynnik przewodzenia ciepła λ. ( według Wacławika).

Rodzaj skał	Górny śląsk	Bogdanka	LGOM
Zlepieńce i żwirowce	3,4
Piaskowiec gruboziarnisty	3,5	4,0	2,3
Piaskowiec drobnoziarnisty	3,1	2,5
Łupki piaszczyste	2,2
Łupki ilaste	2,1	1,5
Węgiel kamienny	0,6	0,4
Dolomit			2,5
margle miedzionośne			2,5

W projekcie zostały przyjęte współczynnik przewodzenia ciepła λ dla kopalni Bogdanka, dla piaskowca drobnoziarnistego, łupka piaszczystego i węgla kamiennego.

- współczynnik przewodnictwa temperaturowego skał a, m²/s (według Wacławika).

Rodzaj skał	Górny śląsk	Bogdanka	LGOM
Zlepieńce i żwirowce	1,65*10^6	-	-
Piaskowiec gruboziarnisty	1,5*10^6	1,6*10^6	1,1*10^6
Piaskowiec drobnoziarnisty	1,3*10^6	1,2*10^6	-
Łupki piaszczyste	0,9*10^6	-	-
Łupki ilaste	0,8*10^6	1*10^6	-
Węgiel kamienny	0,3*10^6	0,35*10^6	-
Dolomit	-	-	1,2*10^6
margle miedzionośne	-	-	1,2*10^6

W projekcie zostały przyjęte współczynnik przewodzenia ciepła λ dla kopalni Bogdanka, dla piaskowca drobnoziarnistego, łupka piaszczystego i węgla kamiennego.

• pojemność cieplna skał i ich gęstość ( według właściwości cieplnch skał Lubelskiego Zagłębia Węglowego)

Rodzaj skał		J/(kg K),	kg/m^3,
Piaskowiec drobnoziarnisty		930	2090
Łupki piaszczyste		750	2400
Węgiel kamienny	1002			1300

- ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła _e W/(mK)i współczynnik ciepła konwekcyjnego _s .

Dla kopalń węglowych:

Nazwa wyrobiska
Chodniki kamienne	5,8	0,35
Chodniki przyścianowe węglowe w przypadku nie urabiania	2,3	0,6
Ściany prowadzone na zawał gdy są zainstalowanych MK	7	0,35

1. Prognoza temperatury powietrza w szybie wdechowym metodą J. Wacławika.

1. Temperatura sucha na podszybiu.

Zgodnie z metodą Wacławika temperaturę suchą na podszybiu szybu wdechowego wyznacza się ze wzoru:

gdzie:

T_os - średnioroczna temperatura powietrza atmosferycznego, 9,11°C,

- gradient geotermiczny, °C/m., przy czym:

°C/m

-
- stopień geotermiczny, 32 m/°C,

- s - współrzędna bieżąca, 1020m,

-
- współczynnik przewodzenia ciepła, W/(m K),

- c_p - ciepło właściwe powietrza przy stałym ciśnieniu, c_p = c_pa = 1005 J/(kg K),

- g - przyspieszenie ziemskie, g = 9,80665 m/s²,

- strumień powietrza V= 397,607 m³/s,

- F_o - liczba Fouriera dana wzorem:

=17,58

-
czas przewietrzania wyrobiska, 220752000 s

- obwód wyrobiska B=23,56 m,

- promień równoważny wyrobiska,

m

- Bi - liczba Biota dana wzorem:

= 48,34

-
- współczynnik przejmowania ciepła z górotworu, W/(m²K),

, W/(m²K)

- jeżeli:

- liczba Kirpiczewa K_i

= 0,47795

- bezwymiarowy strumień cieplny, wyznaczany z wzoru:

Temperatura sucha na podszybiu wynosi:

T_sw= 19,13310 ^oC

Ponieważ przy obliczaniu tej temperatury wykorzystano gęstość powierza równą 1,2 kg/m³, przeprowadzono kolejne obliczenie temperatury z uwzględnieniem poprawki na gęstość.

Wyliczono ją ze wzoru:

kg/m³

- ciśnienie wyliczono ze wzoru:

p₁= p+(10,75*s)= 110956,05 Pa

Po uwzględnieniu poprawki temperatura na podszybiu szybu wdechowego wyniosła:

T_sw= 19,12662 ^oC

1.2. Temperatura wilgotna na podszybiu.

x - stopień zwilżenia powietrza kg/kg,

kg/kg

Temperaturę wilgotną wyznacza się z zależności na ciśnienie cząstkowe pary wodnej w postaci:

przy czym:

Pa

Pa

gdzie:

- ciśnienie cząstkowe pary wodnej, Pa,

- ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia w temp. t_s, Pa ,

- wilgotność względna powietrza, %,

- odpowiednio temperatury powietrza mierzone termometrem suchym i wilgotnym, ^oC.

T_ww=16,3514 ^oC

2. Prognoza temperatury suchej i wilgotnej dla każdego z wyrobisk korytarzowych oraz prognoza temperatury powietrza w wyrobisku ścianowym metodą J. Voss'a.

2.1. Obliczenia dla przekopu przewozowego.

2.1.1. Obliczenia temperatury suchej.

• Strumień objętości powietrza V, m/s

V= A*ω =72 m/s

• Obwód wyrobiska B, m

m

• Promień równoważny wyrobiska r_o, m

m

• Opór 100 metrowy odcinka dla obudowy stalowej

100r_f=3,11*A^-2,5=0,003037 Ns²/m⁹

• Współczynnik oporu właściwego α_f, Ns²/m⁴

• liczba oporu wyrobiska λ_f

• Ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza p_w na końcu wyrobiska wyznacza się z przybliżonego wzoru:

Pa

• temperatura sucha T_s

T_s= 273,15+T_sw =290,894 K

• gęstość powietrza ρ_n, kg/m³

kg/m³

• strumień masy powietrza m, kg/s

m_a =ρ*V= 95,53176 kg/s

• współczynnik przejmowania ciepła z górotworu α_k,

, W/(m²K)

• 
  - ekwiwalentny współczynnik wyrównywania temperatury, m²/s, równy:

gdzie:

• c_s - pojemność cieplna skał, J/(kg K),

-
- gęstość pozorna skał otaczających wyrobisko, kg/m³,

• liczba Fouriera:

gdzie:

-
- czas przewietrzania wyrobiska, s,

• Bi - liczba Biota dana wzorem:

- jeżeli:

• liczba Kirpiczewa K_i

= 0,364193

• 
  - bezwymiarowy strumień cieplny, wyznaczany z wzoru:

• Temperaturę suchą powietrza wyznacza się ze wzoru:

^oC

przy czym :

= 44,7879^oC

gdzie:

- t_x - temperatura uwzględniająca dodatkowe źródła ciepła,^oC

-
- średnia temp. pierwotna skał otaczających wyrobisko, °C, przy czym:

^oC

-
- odpowiednio temperatura pierwotna skał w przekroju dopływu i wypływu, °C, liczona ze wzoru:

^oC

gdzie:

- t₀ - temperatura skał na głębokości
,°C,

-
- stopień geotermiczny, m/°C,

-r_o - promień równoważny wyrobiska, m, przy czym:

r_o =

-
- współczynnik ciepła konwekcyjnego ogrzewającego powietrze suche, równy ilorazowi ciepła konwekcyjnego do ciepła całkowitego,

-
-ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła w wilgotnym masywie

skalnym, W/(m K),

-A - pole przekroju, m²,

-B - obwód wyrobiska, m.,

-L - długość wyrobiska, m.,

-c_pa- właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J/(kgK),

-
- strumień masy powietrza suchego, kg/s,

-
- prędkość średnia powietrza w przekroju, dla którego wyznacza się strumień masy powietrza, m/s,

-
- odpowiednio wysokości niwelacyjne przekroju dopływu i wypływu wyrobiska, dla którego wykonuje się prognozę temperatury powietrza, m,

-
- zagęszczenie strumienia od dodatkowych źródeł ciepła, W/m, przy czym:

W/m

-N_z - moc dodatkowych źródeł ciepła, kW,

-cz_s- współczynnik określający jaka część energii z dodatkowych źródeł wpływa na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym,

2.1.2 Prognozowanie temperatury wilgotnej

Prognozowanie temperatury powietrza mierzonej termometrem wilgotnym w wyrobisku górniczym prowadzić możemy dopiero po prognostycznym wyznaczeniu temperatury mierzonej termometrem suchym.

Temperaturę wilgotną w wyrobisku górniczym wyznaczamy ze wzoru:

Mając uprzednio obliczony stopień zawilżenia z poniższego wzoru:

kg/kg

gdzie:

x_d - stopień zawilżenia powietrza na dopływie wyrobiska, kg/kg,

x_w - stopień zawilżenia powietrza na wypływie z wyrobiska, kg/kg,

r_b - ciepło parowania wody w termometrze 0°C; r_b = 2500000 J/kg,

c_pw - poj. cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu, c_pw = 1927 J/(kg K).

Temperatura na termometrze wilgotnym dla przekopu przewozowego wynosi:

t_ww=17,5194 ^oC

2.2. Obliczenia dla przekopu polowego.

2.2.1. Obliczenia temperatury suchej.

• Strumień objętości powietrza V, m/s

V= A*ω =22 m/s

• Obwód wyrobiska B, m

m

• Promień równoważny wyrobiska r_o, m

m

• Opór 100 metrowy odcinka dla obudowy stalowej

100r_f=3,11*A^-2,5=0,009835 Ns²/m⁹

• Współczynnik oporu właściwego α_f, Ns²/m⁴

• liczba oporu wyrobiska λ_f

• Ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza p_w na końcu wyrobiska wyznacza się z przybliżonego wzoru:

Pa

• temperatura sucha T_s

T_s= 273,15+T_sw =293,8707 K

• gęstość powietrza ρ_n, kg/m³

kg/m³

• strumień masy powietrza m, kg/s

m_a =ρ*V= 28,8177 kg/s

• współczynnik przejmowania ciepła z górotworu α_k,

W/(m²K)

• 
  - ekwiwalentny współczynnik wyrównywania temperatury, m²/s, równy:

gdzie:

• c_s - pojemność cieplna skał, J/(kg K),

-
- gęstość pozorna skał otaczających wyrobisko, kg/m³,

• liczba Fouriera:

gdzie:

-
- czas przewietrzania wyrobiska, s,

• Bi - liczba Biota dana wzorem:

- jeżeli:

• liczba Kirpiczewa K_i

= 0,329659

• 
  - bezwymiarowy strumień cieplny, wyznaczany z wzoru:

• Temperaturę suchą powietrza wyznacza się ze wzoru:

^oC

przy czym :

= 46,615^oC

gdzie:

- t_x - temperatura uwzględniająca dodatkowe źródła ciepła,^oC

-
- średnia temp. pierwotna skał otaczających wyrobisko, °C, przy czym:

^oC

-
- odpowiednio temperatura pierwotna skał w przekroju dopływu i wypływu, °C, liczona ze wzoru:

^oC

gdzie:

- t₀ - temperatura skał na głębokości
,°C,

-
- stopień geotermiczny, m/°C,

-r_o - promień równoważny wyrobiska, m, przy czym:

r_o =

-
- współczynnik ciepła konwekcyjnego ogrzewającego powietrze suche, równy ilorazowi ciepła konwekcyjnego do ciepła całkowitego,

-
-ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła w wilgotnym masywie

skalnym, W/(m K),

-A - pole przekroju, m²,

-B - obwód wyrobiska, m.,

-L - długość wyrobiska, m.,

-c_pa- właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J/(kgK),

-
- strumień masy powietrza suchego, kg/s,

-
- prędkość średnia powietrza w przekroju, dla którego wyznacza się strumień masy powietrza, m/s,

-
- odpowiednio wysokości niwelacyjne przekroju dopływu i wypływu wyrobiska, dla którego wykonuje się prognozę temperatury powietrza, m,

-
- zagęszczenie strumienia od dodatkowych źródeł ciepła, W/m, przy czym:

W/m

-N_z - moc dodatkowych źródeł ciepła, kW,

-cz_s- współczynnik określający jaka część energii z dodatkowych źródeł wpływa na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym,

2.2.2 Prognozowanie temperatury wilgotnej

Prognozowanie temperatury powietrza mierzonej termometrem wilgotnym w wyrobisku górniczym prowadzić możemy dopiero po prognostycznym wyznaczeniu temperatury mierzonej termometrem suchym.

Temperaturę wilgotną w wyrobisku górniczym wyznaczamy ze wzoru:

Mając uprzednio obliczony stopień zawilżenia z poniższego wzoru:

kg/kg

gdzie:

x_d - stopień zawilżenia powietrza na dopływie wyrobiska, kg/kg,

x_w - stopień zawilżenia powietrza na wypływie z wyrobiska, kg/kg,

r_b - ciepło parowania wody w termometrze 0°C; r_b = 2500000 J/kg,

c_pw - poj. cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu, c_pw = 1927 J/(kg K).

Temperatura na termometrze wilgotnym dla przekopu przewozowego wynosi:

t_ww=22,6414 ^oC

2.3. Obliczenia dla chodnika odstawczego.

2.3.1. Obliczenia temperatury suchej.

• Strumień objętości powietrza V, m/s

V= A*ω =10,4 m/s

• Obwód wyrobiska B, m

m

• Promień równoważny wyrobiska r_o, m

m

• Opór 100 metrowy odcinka dla obudowy stalowej

100r_f=3,11*A^-2,5=0,01718 Ns²/m⁹

• Współczynnik oporu właściwego α_f, Ns²/m⁴

• liczba oporu wyrobiska λ_f

• Ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza p_w na końcu wyrobiska wyznacza się z przybliżonego wzoru:

Pa

• temperatura sucha T_s

T_s= 273,15+T_sw =299,5969 K

• gęstość powietrza ρ_n, kg/m³

kg/m³

• strumień masy powietrza m, kg/s

m_a =ρ*V= 13,3535 kg/s

• współczynnik przejmowania ciepła z górotworu α_k,

W/(m²K)

• 
  - ekwiwalentny współczynnik wyrównywania temperatury, m²/s, równy:

gdzie:

• c_s - pojemność cieplna skał, J/(kg K),

-
- gęstość pozorna skał otaczających wyrobisko, kg/m³,

• liczba Fouriera:

gdzie:

-
- czas przewietrzania wyrobiska, s,

• Bi - liczba Biota dana wzorem:

- jeżeli:

• liczba Kirpiczewa K_i

= 0,449986

• 
  - bezwymiarowy strumień cieplny, wyznaczany z wzoru:

• Temperaturę suchą powietrza wyznacza się ze wzoru:

^oC

przy czym :

= 54,35505^oC

gdzie:

- t_x - temperatura uwzględniająca dodatkowe źródła ciepła,^oC

-
- średnia temp. pierwotna skał otaczających wyrobisko, °C, przy czym:

^oC

-
- odpowiednio temperatura pierwotna skał w przekroju dopływu i wypływu, °C, liczona ze wzoru:

^oC

gdzie:

- t₀ - temperatura skał na głębokości
,°C,

-
- stopień geotermiczny, m/°C,

-r_o - promień równoważny wyrobiska, m, przy czym:

r_o =

-
- współczynnik ciepła konwekcyjnego ogrzewającego powietrze suche, równy ilorazowi ciepła konwekcyjnego do ciepła całkowitego,

-
-ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła w wilgotnym masywie

skalnym, W/(m K),

-A - pole przekroju, m²,

-B - obwód wyrobiska, m.,

-L - długość wyrobiska, m.,

-c_pa- właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J/(kgK),

-
- strumień masy powietrza suchego, kg/s,

-
- prędkość średnia powietrza w przekroju, dla którego wyznacza się strumień masy powietrza, m/s,

-
- odpowiednio wysokości niwelacyjne przekroju dopływu i wypływu wyrobiska, dla którego wykonuje się prognozę temperatury powietrza, m,

-
- zagęszczenie strumienia od dodatkowych źródeł ciepła, W/m, przy czym:

W/m

-N_z - moc dodatkowych źródeł ciepła, kW,

-cz_s- współczynnik określający jaka część energii z dodatkowych źródeł wpływa na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym,

2.3.2 Prognozowanie temperatury wilgotnej

Prognozowanie temperatury powietrza mierzonej termometrem wilgotnym w wyrobisku górniczym prowadzić możemy dopiero po prognostycznym wyznaczeniu temperatury mierzonej termometrem suchym.

Temperaturę wilgotną w wyrobisku górniczym wyznaczamy ze wzoru:

Mając uprzednio obliczony stopień zawilżenia z poniższego wzoru:

kg/kg

gdzie:

x_d - stopień zawilżenia powietrza na dopływie wyrobiska, kg/kg,

x_w - stopień zawilżenia powietrza na wypływie z wyrobiska, kg/kg,

r_b - ciepło parowania wody w termometrze 0°C; r_b = 2500000 J/kg,

c_pw - poj. cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu, c_pw = 1927 J/(kg K).

Temperatura na termometrze wilgotnym dla przekopu przewozowego wynosi:

t_ww=26,2224 ^oC

2.4. Obliczenia dla ściany.

2.4.1. Obliczenia temperatury suchej.

• Strumień objętości powietrza V, m/s

V= A*ω =8,4 m/s

• Obwód wyrobiska B, m

m

• Promień równoważny wyrobiska r_o, m

m

• Opór 100 metrowy odcinka dla obudowy stalowej

100r_f=3,11*A^-2,5=0,200469 Ns²/m⁹

• Współczynnik oporu właściwego α_f, Ns²/m⁴

• liczba oporu wyrobiska λ_f

• Ciśnienie statyczne bezwzględne powietrza p_w na końcu wyrobiska wyznacza się z przybliżonego wzoru:

Pa

• temperatura sucha T_s

T_s= 273,15+T_sw =307,6473 K

• gęstość powietrza ρ_n, kg/m³

kg/m³

• strumień masy powietrza m, kg/s

m_a =ρ*V= 10,4834126 kg/s

• współczynnik przejmowania ciepła z górotworu α_k,

W/(m²K)

• 
  - ekwiwalentny współczynnik wyrównywania temperatury, m²/s, równy:

gdzie:

• c_s - pojemność cieplna skał, J/(kg K),

-
- gęstość pozorna skał otaczających wyrobisko, kg/m³,

• liczba Fouriera:

gdzie:

-
- czas przewietrzania wyrobiska, s,

• Bi - liczba Biota dana wzorem:

- jeżeli:

• liczba Kirpiczewa K_i

= 0,4633802

• 
  - bezwymiarowy strumień cieplny, wyznaczany z wzoru:

• Temperaturę suchą powietrza wyznacza się ze wzoru:

^oC

przy czym :

= 79,4870156^oC

gdzie:

- t_x - temperatura uwzględniająca dodatkowe źródła ciepła,^oC

-
- średnia temp. pierwotna skał otaczających wyrobisko, °C, przy czym:

^oC

-
- odpowiednio temperatura pierwotna skał w przekroju dopływu i wypływu, °C, liczona ze wzoru:

^oC

gdzie:

- t₀ - temperatura skał na głębokości
,°C,

-
- stopień geotermiczny, m/°C,

-r_o - promień równoważny wyrobiska, m, przy czym:

r_o =

-
- współczynnik ciepła konwekcyjnego ogrzewającego powietrze suche, równy ilorazowi ciepła konwekcyjnego do ciepła całkowitego,

-
-ekwiwalentny współczynnik przewodzenia ciepła w wilgotnym masywie

skalnym, W/(m K),

-A - pole przekroju, m²,

-B - obwód wyrobiska, m.,

-L - długość wyrobiska, m.,

-c_pa- właściwa pojemność cieplna powietrza suchego, c_pa = 1005 J/(kgK),

-
- strumień masy powietrza suchego, kg/s,

-
- prędkość średnia powietrza w przekroju, dla którego wyznacza się strumień masy powietrza, m/s,

-
- odpowiednio wysokości niwelacyjne przekroju dopływu i wypływu wyrobiska, dla którego wykonuje się prognozę temperatury powietrza, m,

-
- zagęszczenie strumienia od dodatkowych źródeł ciepła, W/m, przy czym:

W/m

-N_z - moc dodatkowych źródeł ciepła, kW,

-cz_s- współczynnik określający jaka część energii z dodatkowych źródeł wpływa na podwyższenie temperatury mierzonej termometrem suchym,

2.4.2 Prognozowanie temperatury wilgotnej

Prognozowanie temperatury powietrza mierzonej termometrem wilgotnym w wyrobisku górniczym prowadzić możemy dopiero po prognostycznym wyznaczeniu temperatury mierzonej termometrem suchym.

Temperaturę wilgotną w wyrobisku górniczym wyznaczamy ze wzoru:

Mając uprzednio obliczony stopień zawilżenia z poniższego wzoru:

kg/kg

gdzie:

x_d - stopień zawilżenia powietrza na dopływie wyrobiska, kg/kg,

x_w - stopień zawilżenia powietrza na wypływie z wyrobiska, kg/kg,

r_b - ciepło parowania wody w termometrze 0°C; r_b = 2500000 J/kg,

c_pw - poj. cieplna pary wodnej przy stałym ciśnieniu, c_pw = 1927 J/(kg K).

Temperatura na termometrze wilgotnym dla przekopu przewozowego wynosi:

t_ww=32,18666 ^oC

3.Ocena stanu warunków klimatycznych w poszczególnych wyrobiskach za pomocą wskaźnika dyskomfortu.

Do oceny warunków klimatycznych przyjęto, że pracownicy są zaaklimatyzowani oraz wykonują pracę umiarkowanie ciężką, ( wydatek energetyczny m = 165 W/m² )

Przedział wartości wskaźnika dyskomfortu cieplnego (0÷1), charakteryzujący warunki bezpieczne dla zdrowia.

0 <
< 0,2 - korzystne warunki klimatyczne,

0,2 ≤
< 0,5 - zadowalające warunki klimatyczne,

0,5 ≤
< 0,8 - trudne warunki klimatyczne,

0,8 ≤
< 1 - bardzo trudne warunki klimatyczne.

Ocena stanu warunków klimatycznych przed chłodzeniem:

	PRZEKOP PRZEWOZOWY	PRZEKOP POLOWY	CHODNIK ODSTAWCZY	ŚCIANA
Tsw	20,7206	26,4469	34,4973	44,1569
Tww	17,5194	22,6414	26,2224	32,1866
WILGOTNOŚĆ WZGL.	70	70	50	50
PRĘDKOŚĆ	4,5	2,2	1,3	1,000
Tam	9	17	26	33
WYDATEK ENERG.	165	165	165	165
WSKAŹNIK DYSKOM.	0	0,25	0,2	0,85
WARUNKI	KORZYSTNE	ZADOWALAJĄCE	KORZYSTNE	B. TRUDNE

Ocena stanu warunków klimatycznych po chłodzeniu:

	PRZEKOP PRZEWOZOWY	PRZEKOP POLOWY	CHODNIK ODSTAWCZY	ŚCIANA
Tsw	20,7206	26,4469	26,1081	27,9673
Tww	17,5194	22,6414	22,5292	24,6691
WILGOTNOŚĆ WZGL.	70	70	70	90
PRĘDKOŚĆ	4,5	2,2	1,3	1,000
Tam	9	17	20	28
WYDATEK ENERG.	165	165	165	165
WSKAŹNIK DYSKOM.	0	0,3	0,1	0,35
WARUNKI	KORZYSTNE	ZADOWALAJĄCE	KORZYSTNE	ZADOWALAJĄCE

4. Normy klimatyczne.

Sprawdzenie czy spełnione są niżej wymienione normy klimatyczne, przed i po zastosowaniu chłodzenia.

- polska,

- przepisy technicznej eksploatacji złóż,

- francuska,

- belgijska,

- australijska,

- bułgarska,

- amerykańska,

- niemiecka.

Warunki klimatyczne dla przekopu przewozowego i przekopu polowego odpowiadają wszystkim normom. W wyrobiskach tych może być wykonywana normalna praca w ośmiogodzinnym trybie pracy (wg. Normy australijskiej 7.5 h).

Wyniki dla chodnika odstawczego i ściany przed i po chłodzeniu zawarte są w tabeli:

Normy	Chodnik odstawczy		Ściana
		Przed klimatyzacją	Po zastosowaniu klimatyzacji	Przed klimatyzacją	Po zastosowaniu klimatyzacji
polska	praca zabroniona	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
przepisy techniczne	praca zabroniona	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
francuska	praca szkodliwa dla zdrowia	praca 8 h	praca niemożliwa	praca 8 h
belgijska	praca dozwolona	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
australijska	praca zabroniona	praca 7,5 h	praca zabroniona	praca 7,5 h
bułgarska	praca zabroniona	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
amerykańska	praca 8 h	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h
niemiecka	czas pracy wynosi 6h jeżeli pracownicy przebywają codziennie nie dłużej niż 3 h	praca 8 h	praca zabroniona	praca 8 h

5.

6. Wyznaczenie zdolności chłodniczej maszyny klimatyzacyjnej.

Miejsca instalacji chłodnic maszyny klimatyzacyjnej zostały obliczone poprzez manipulacje odległościami we wzorze na temperaturę suchą. Obliczenia oparte zostały na podstawie metody Voss'a ( sposób iteracyjny). Temperatura sucha powietrza w całym wyrobisku nie powinna przekraczać 28°C.

6.1.1.Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z chłodnicy pierwszej.

Pierwsza chłodnica została zainstalowana na 140 metrze chodnika odstawczego, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 27,97 ^oC. Zakładając, że temperatura musi zostać obniżona do 22,5 ^oC (temperatura sucha na wypływie z chłodnicy) zostały przeprowadzone obliczenia zdolności chłodniczej maszyny. Parametry powietrza po 140 metrach chodnika odstawczego:

• temperatura sucha na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej t_sw=27,97 ^oC,

• temperatura wilgotna na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej t_ww=23,8323 ^oC,

• temperatura sucha na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_swyl=22,5 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V=7 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem w miejscu instalacji maszyny V_c=10,4 m³/s,

• ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p=110431,7226 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd, Pa,

Pa

- ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza φ_d %

%

-stopień zwilżenia powietrza x_d, kg/kg,

kg/kg

-entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d, kJ/kg,

kJ/kg

-gęstość powietrza wilgotnego
, kg/m³,

kg/m³

-strumień masy powietrza wilgotnego
, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza suchego
, kg/s,

kg/s

-ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-stopień zwilżenia powietrza x_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_sw, kg/kg,

kg/kg

Ponieważ stopień zwilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zwilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_sw to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w=X_d

Dalszy tok obliczeń jest następujący:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa

Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_ww wyznacza się dla znanej wartości p_pw z równania:

- ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

- wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w %

%

- entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w, kJ/kg,

kJ/kg

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

-strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m_MK, kg/s,

kg/s

-stopień zwilżenia powietrza
, kg/kg,

kg/kg

-entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
, kJ/kg,

kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

^oC

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

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa,

Pa

-temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się przy znanych wartościach p, p_pw i t_sw z równania:

t_w= 22,7579 ^oC

1. 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
, kJ/kg,

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

kW

6.2.1.Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z chłodnicy drugiej.

Druga chłodnica została zainstalowana na 420 metrze chodnika odstawczego, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 27,89 ^oC. Zakładając, że temperatura musi zostać obniżona do 22,5 ^oC (temperatura sucha na wypływie z chłodnicy) zostały przeprowadzone obliczenia zdolności chłodniczej maszyny. Parametry powietrza po 420 metrach chodnika odstawczego:

• temperatura sucha na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej

t_sw=27,8984 ^oC,

• temperatura wilgotna na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej t_ww=22,7681 ^oC,

• temperatura sucha na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_swyl=22,5 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V=7 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem w miejscu instalacji maszyny V_c=10,4 m³/s,

- ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p=110434,3241 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do drugiej maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd, Pa,

Pa

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza φ_d %

%

-stopień zwilżenia powietrza x_d, kg/kg,

kg/kg

-entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d, kJ/kg,

kJ/kg

-gęstość powietrza wilgotnego
, kg/m³,

kg/m³

-strumień masy powietrza wilgotnego
, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza suchego
, kg/s,

kg/s

-ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-stopień zwilżenia powietrza x_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_sw, kg/kg,

kg/kg

Ponieważ stopień zwilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zwilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_sw to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w=X_d

Dalszy tok obliczeń jest następujący:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa

Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_ww wyznacza się dla znanej wartości p_pw z równania:

t_wwyl=21,111198 ^oC

- ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w %

%

-entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w, kJ/kg,

kJ/kg

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

-strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m₂, kg/s,

kg/s

-stopień zwilżenia powietrza
, kg/kg,

kg/kg

-entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
, kJ/kg,

kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

^oC

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

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa,

pa

-temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się przy znanych wartościach p, p_pw i t_sw z równania:

t_ww=21,6641 ^oC

1. 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
, kJ/kg,

kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

kW

6.3.1. Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z chłodnicy trzeciej.

Trzecia chłodnica została zainstalowana na 710 metrze chodnika odstawczego , w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 27,97 ^oC. Zakładając, że temperatura musi zostać obniżona do 22,0 ^oC (temperatura sucha na wypływie z chłodnicy) zostały przeprowadzone obliczenia zdolności chłodniczej maszyny.

Parametry powietrza na końcu chodnika odstawczego:

• temperatura sucha na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej

t_sw=27,97739 ^oC,

• temperatura wilgotna na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej t_ww=23,4966 ^oC,

• temperatura sucha na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_swyl=22 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V=7 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem w miejscu instalacji maszyny V_c=10,4 m³/s,

• ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p=110428,5636 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd, Pa,

Pa

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza φ_d %

%

-stopień zwilżenia powietrza x_d, kg/kg,

kg/kg

-entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d, kJ/kg,

kJ/kg

-gęstość powietrza wilgotnego
, kg/m³,

kg/m³

-strumień masy powietrza wilgotnego
, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza suchego
, kg/s,

kg/s

-ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-stopień zwilżenia powietrza x_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_sw, kg/kg,

kg/kg

Ponieważ stopień zwilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zwilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_sw to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w=X_d

Dalszy tok obliczeń jest następujący:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa

Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_ww wyznacza się dla znanej wartości p_pw z równania:

t_wwyl=21,70653 ^oC

- ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w %

%

-entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w, kJ/kg,

kJ/kg

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

-strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m_MK, kg/s,

kg/s

-stopień zwilżenia powietrza
, kg/kg,

kg/kg

-entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
, kJ/kg,

kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

^oc

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

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa,

Pa

-temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się przy znanych wartościach p, p_pw i t_sw z równania:

t_ww=22,3049 ^oC

1. 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
, kJ/kg,

kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

kW

6.4. Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z czwartej chłodnicy.

Czwarta chłodnica została zainstalowana na 35 metrze ściany, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 27,98 ^oC,, przy założeniu, że róznica temperatur w wyrobiskach klimatyzowanych nie może być większa od 3,5 ^oC. Zakładając, że temperatura musi zostać obniżona do 22 ^oC (temperatura sucha na wypływie z chłodnicy) zostały przeprowadzone obliczenia zdolności chłodniczej maszyny.

Parametry powietrza po 35 metrach ściany:

• temperatura sucha na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej

t_sw=27,9835 ^oC,

• temperatura wilgotna na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej t_ww=24,0798 ^oC,

• temperatura sucha na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_swyl=22 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V=7 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem w miejscu instalacji maszyny V_c=8,4 m³/s,

- ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p= 110237,0586 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd, Pa,

Pa

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza φ_d %

-stopień zwilżenia powietrza x_d, kg/kg,

kJ/kg

-entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d, kJ/kg,

kJ/kg

-gęstość powietrza wilgotnego
, kg/m³,

kg/m³

-strumień masy powietrza wilgotnego
, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza suchego
, kg/s,

kg/s

-ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-stopień zwilżenia powietrza x_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_sw, kg/kg,

kg/kg

Ponieważ stopień zwilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zwilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_sw to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w=X_d

Dalszy tok obliczeń jest następujący:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa

Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_ww wyznacza się dla znanej wartości p_pw z równania:

t_wwyl=22,3298 ^oC

- ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w %

%

-entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w, kJ/kg,

kJ/kg

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

-strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m_MK, kg/s,

kg/s

-stopień zwilżenia powietrza
, kg/kg,

kg/kg,

-entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
, kJ/kg,

kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

^oC

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

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa,

Pa

-temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się przy znanych wartościach p, p_pw i t_sw z równania:

t_ww=22,6295 ^oC

1. 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
, kJ/kg,

kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

kW

6.5.1. Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z chłodnicy piątej.

Piąta chłodnica została zainstalowana na 95 metrze wyrobiska ścianowego, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 27,74 ^oC. Zakładając, że temperatura musi zostać obniżona do 22 ^oC (temperatura sucha na wypływie z chłodnicy) zostały przeprowadzone obliczenia zdolności chłodniczej maszyny.

Parametry powietrza po dwustu metrach chodnika odstawczego:

• temperatura sucha na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej

t_sw=27,7463 ^oC,

• temperatura wilgotna na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej t_ww=24,4041 ^oC,

• temperatura sucha na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_swyl=22 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V=7 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem w miejscu instalacji maszyny V_c=8,4 m³/s,

-ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p=110219,3772 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd, Pa,

Pa

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza φ_d %

%

-stopień zwilżenia powietrza x_d, kg/kg,

kJ/kg

-entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d, kJ/kg,

-gęstość powietrza wilgotnego
, kg/m³,

kg/m³

-strumień masy powietrza wilgotnego
, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza suchego
, kg/s,

kg/s

-ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-stopień zwilżenia powietrza x_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_sw, kg/kg,

kg/kg

Ponieważ stopień zwilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zawilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_sw to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w=X_d

Dalszy tok obliczeń jest następujący:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa

Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_ww wyznacza się dla znanej wartości p_pw z równania:

t_wwyl=22,7467 ^oC

- ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w %

%

-entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w, kJ/kg,

kJ/kg

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

-strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m₂, kg/s,

kg/s

-stopień zwilżenia powietrza
, kg/kg,

kg/kg

-entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
, kJ/kg,

kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

^oC

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

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa,

Pa

-temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się przy znanych wartościach p, p_pw i t_sw z równania:

t_ww=23,03016 ^oC

1. 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
, kJ/kg,

kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

kW

6.6.1. Wyznaczenie parametrów powietrza na wypływie z chłodnicy szóstej.

Szósta chłodnica została zainstalowana na 160 metrze wyrobiska ścianowego, w miejscu gdzie temperatura sucha osiąga 27,91 ^oC. Zakładając, że temperatura musi zostać obniżona do 21,5 ^oC (temperatura sucha na wypływie z chłodnicy) zostały przeprowadzone obliczenia zdolności chłodniczej maszyny.

Parametry powietrza po dwustu metrach chodnika odstawczego:

• temperatura sucha na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej

t_sw=27,91497 ^oC,

• temperatura wilgotna na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej t_ww=24,56176 ^oC,

• temperatura sucha na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej t_swyl=21,5 ^oC,

• strumień objętości powietrza płynącego przez maszynę V=7 m³/s,

• strumień objętości powietrza płynącego wyrobiskiem w miejscu instalacji maszyny V_c=8,4 m³/s,

- ciśnienie powietrza w miejscu instalacji maszyny p=110208,0611 Pa

Wyznaczanie parametrów powietrza na wlocie do maszyny klimatyzacyjnej:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej p_pd, Pa,

Pa

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w stanie nasycenia p_pnd, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza φ_d %

%

-stopień zwilżenia powietrza x_d, kg/kg,

kJ/kg

-entalpię 1+x kg powietrza wilgotnego h_d, kJ/kg,

-gęstość powietrza wilgotnego
, kg/m³,

kg/m³

-strumień masy powietrza wilgotnego
, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza suchego
, kg/s,

kg/s

-ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-stopień zwilżenia powietrza x_nw na wylocie z maszyny klimatyzacyjnej dla stanu nasycenia powietrza w temperaturze t_sw, kg/kg,

kg/kg

Ponieważ stopień zawilżenia X_d jest mniejszy lub równy stopniowi zawilżenia powietrza dla stanu nasycenia w temperaturze t_sw to nie nastąpi wykroplenie wody z powietrza. Przyjmuje się w związku z tym, że:

X_w=X_d

Dalszy tok obliczeń jest następujący:

• ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa

Pa

• temperaturę wilgotną powietrza na wylocie z MK t_ww wyznacza się dla znanej wartości p_pw z równania:

t_wwyl=22,7161 ^oC

- ciśnienie cząstkowe pary w stanie nasycenia w temperaturze t_sw dla powietrza wylotowego z maszyny klimatyzacyjnej p_pnw, Pa,

Pa

-wilgotność względna powietrza na wylocie z maszyny φ_w %

%

-entalpia 1+x kg powietrza na wylocie z MK h_w, kJ/kg,

kJ/kg

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

-strumień masy powietrza płynącego wyrobiskiem (obok MK) m₁, kg/s,

kg/s

-strumień masy powietrza płynącego przez maszynę klimatyzacyjną m₂, kg/s,

kg/s

-stopień zwilżenia powietrza
, kg/kg,

kg/kg

-entalpię powietrza po zmieszaniu strumieni powietrza
, kJ/kg,

kJ/kg

Temperatura sucha wymieszanego strumienia powietrza:

^oC

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

-ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu wylotowym p_pw, Pa,

Pa

-temperaturę wilgotną powietrza t_ww dla zmieszanych strumieni wyznacza się przy znanych wartościach p, p_pw i t_sw z równania:

t_ww=23,0327 ^oC

1. 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
, kJ/kg,

kJ/kg

Zdolność chłodniczą maszyny klimatyzacyjnej wyznacza się ze wzoru:

kW

Po zastosowaniu chłodzenia na 160 metrze, stosując metodę J. Voss'a

( w sposób iteracyjny ) wyznaczono temperaturę na końcu ściany. Temperatura ta wynosi odpowiednio:

• temperatura sucha na wypływie t_sw= 27,9673 ^oC,

• temperatura wilgotna na wypływie t_ww= 24,6691 ^oC

7. Dobór maszyny klimatyzacyjnej.

W systemie klimatyzacyjnym użytym przy chłodzeniu wyrobisk korytarzowych zastosowano maszynę klimatyzacyjną firmy GFH o mocy 250 kW. Maszyna ta zdolna jest do chłodzenia wyrobisk przy pomocy pięciu chłodnic o mocy składowej 50 kW każda.

8. Sposób odprowadzenia ciepła z MK i jego efektywność w założonych warunkach ruchowych.

Ciepło z maszyny klimatyzacyjnej odprowadzane jest za pomocą centralnego systemu klimatyzacyjnego z zastosowanymi ziębiarkami powietrza na dole kopalni z wyparną chłodnicą wody w prądzie zużytego powietrza. Schemat odprowadzania ciepła przedstawiony jest na rysunku.

Efektywność systemu:

- temperatura sucha na wypływie z chodnika nadścianowego wynosi t_sw= 33,62 ^oC

• temperatura sucha na początku przecznicy odprowadzającej prąd zużytego powietrza:

t_s=37,62 ^oC

• strumień masy powietrza po zmieszaniu się prądów powietrza:

m_sd=33,106 kg/s

• entalpia powietrza na wypływie z chodnika nadścianowego wynosi

h₁=85,985 kJ/kg

• entalpia powietrza na początku przecznicy odprowadzającej prąd zużytego powietrza:

h₂=97,47 kJ/kg

• różnica entalpii:

σh= 11,49 kJ/kg

• zdolność systemu:

Q=380,24 kW

Ponieważ efektywność systemu odbioru ciepła ze studnią wyparną wody wynosi 380,24 kW, czyli więcej niż zdolność chłodnicza maszyny ( Q=250 kW), system ten zdolny jest odebrać ciepło od maszyny klimatyzacyjnej.

Literatura:

• Wacławik J., Cygankiewicz J., Knechtel J. : Poradnik „ Warunki klimatyczne w kopalniach głębokich ”, PAN, Kraków 1995.

• Zwolan S., Czapiński A.:” Materiały pomocnicze do ćwiczeń”

Politechnika Wrocławska	Wrocław, 02-01-16
Wydział Górniczy
EPO

PROJEKT

Z KLIMATYZACJI KOPALŃ

Prowadzący:	Wykonał:
Dr inż. F. Rosiek	Mariusz Szczudło
	Rok V, sem. IX

---