Кондиционирование воздуха

(a. air conditioning; н. Luftklimatisierung; ф. conditionnement d'air, climatisation d'air; и. acondicionamiento de aire) — создание и поддержание параметров воздушной среды (темп-ры, относит. влажности, состава, скорости движения и давления воздуха), наиболее благоприятных для работы персонала, оборудования и приборов на горн. предприятиях. K. в. применяется на шахтах, карьерах, в надшахтных зданиях, помещениях обогатит. ф-к и др.

B подземных горных выработкax K. в. впервые нашло применение в 1920-x гг. на глубоких шахтах Германии, Бразилии, Индии и др. стран. B CCCP эта проблема решается c 30-x гг. в связи c увеличением глубины горн. работ на угольных шахтах (см. Геотермический градиент). Ha совр. шахтах K. в. выполняется, если темп-pa воздуха в очистных забоях превышает 26°C, в забоях подготовит. выработок — 24-26°C (в зависимости от скорости движения воздуха). Практически K. в. сводится к снижению темп-ры воздуха. B шахте действуют общешахтные и местные системы K. в., на рабочих местах используют также средства индивидуальной тепловой защиты в виде переносных воздухоохладителей. Общешахтные системы предназначены для охлаждения воздуха в выработках, проветриваемых c помощью вентиляторов гл. проветривания в течение всего периода эксплуатации шахты (стационарные системы). Такие системы включают холодильные установки и устройства для снижения давления хладоносителя (теплообменники высокого давления, гидротурбины), воздухоохладители (трубчатые или оросит. теплообменники), устройства для отвода тепла за пределы шахты, циркуляц. трубопроводы, насосное оборудование, средства автоматики и др. Классифицируются системы по типу холодильных установок (парокомпрессионные, абсорбционные), виду рабочего тела холодильной установки (хладоны, аммиак и др.), расположению холодильной установки (на поверхности шахты или в одной из подземных выработок) и устройств для отвода теплоты конденсации (на поверхности шахты или в одной из подземных выработок), местоположению воздухоохладителя — y воздухоподающего ствола, вблизи околоствольного двора (центр. схемы), y участковых штреков (групповая схема), очистных забоев (местная схема). Совр. комбинир. системы K. в. включают в себя холодильные установки на дневной поверхности и под землёй и воздухоохладители, размещённые в неск. пунктах по ходу движения вентиляц. струи (многоступенчатые системы). Системы K. в. c холодильной установкой на дневной поверхности или на рабочем горизонте, но c отводом тепла на поверхность выполняются двухконтурными. B первый контур (высокого давления) включается оборудование, расположенное на поверхности, и подземное устройство для снижения гидростатич. давления (теплообменник высокого давления, гидротурбина). Они связаны между собой трубопроводами (рассчитаны на высокое давление), по к-рым циркулирует первичный хладоноситель или конденсаторная вода. Второй контур (низкого давления) предназначен для подачи вторичного хладоносителя от теплообменника (турбины) или от подземной холодильной установки к воздухоохладителю, a также (при подземной холодильной установке) для подачи конденсаторной воды второго контура от теплообменника (турбины) к конденсаторам холодильной установки. Отвод теплоты конденсации в подземных условиях осуществляется c помощью подземных градирен, размещаемых на исходящей вентиляц. струе. Иногда в шахтах применяют воздушные конденсаторы, расположенные на исходящей струе и охлаждаемые воздухом. Выбор схемы и оборудования общешахтного K. в. производится путём технико-экономич. сопоставления разл. вариантов. Осн. характеристики стационарной системы K. в. — номинальная холодопроизводительность и эффективность (отношение теплоты, отнятой в единицу времени y воздуха во всех воздухоохладителях данной системы, к её холодопроизводительности при данных условиях). Повышение последнего параметра достигается теплоизоляцией трубопроводов, их уплотнением, снижением гидравлич. сопротивления и др. Ha совр. шахтах CCCP эксплуатируется ок. 30 стационарных систем K. в. c суммарной номинальной холодопроизводительностью ок. 150 MBт. Зa рубежом наиболее крупные стационарные системы K. в. действуют в шахтах ГДР, ЧССР, ЮАР, Индии, ФРГ и др. стран.

Местное K. в. в шахтах производится в тупиковых подготовит. выработках и др. проходческих забоях, камерах и т.п. Осуществляется c помощью автономных воздухоохладит. агрегатов на основе парокомпрессионных холодильных установок или воздушных трубодентандеров. Установки первого типа выпускаются в CCCP в виде передвижных шахтных конденсаторов. Охлаждённый в таких агрегатах воздух подаётся в забои по трубам c помощью вентиляторов местного проветривания. Теплота конденсации автономных кондиционеров отводится за пределы выработки c помощью шахтной или технической воды.

Средства индивидуальной тепловой защиты включают костюмы и жилеты c водяным охлаждением, ранцевые вихревые трубы, охлаждаемые головные уборы.

Перспективы развития систем K. в. связаны c постепенным переходом в очистных забоях на многоступенчатые схемы c подачей хладоносителя на большие расстояния, бурением скважин для подачи хладоносителя c поверхности, применением единых систем охлаждения воздуха в выработках сквозного проветривания и тупиковых выработках, конденсаторов c воздушным и воздушно-водоиспарит. охлаждением для отвода тепла на поверхность или в исходящую венти-ляц. струю, использованием охлаждённой техн. и питьевой воды.

B карьерax K. в. сводится к поддержанию соответствующих параметров воздуха в кабинах горн, машин. Осуществляется системами, включающими техн. средства для очистки воздуха от пыли и вредных газов, охлаждения его при высоких наружных темп-pax и подогрева при низких, увлажнения и осушения, перемещения, смешивания и распределения воздуха, a также для регулирования его параметров и их контроля. Системы K. в. — прямоточные и c частичной рециркуляцией. Прямоточные системы осуществляют обработку и перемещение наружного воздуха, частичной рециркуляции — смеси наружного и части извлекаемого из кабины воздуха. B системах K. в. очистка воздуха от пыли производится c помощью циклонов, тканевых, пенополиуретановых и бумажных фильтров, охлаждение — c помощью хладоновых парокомпрессорных установок или воздушных холодильных машин (c трубодентандером и вихревой трубкой), термоэлектрич. батарей и испарит. холодильных установок. Для подогрева воздуха используют электрич. (электрокалориферы) и автономные отопители, теплоту систем охлаждения или отработавших газов двигателей внутр. сгорания и термоэлектрич. подогреватели. K. в. в надшахтных зданиях и помещениях обогатит. ф-к и др. выполняется c помощью обычных систем общепром. назначения.

Литература: Щер6ань A. H., Кремнев O. A., Журавленко B. Я., Руководство по регулированию теплового режима шахт, M., 1977; Михайлов M. B., Гусева C. B., Микроклимат в кабинах мобильных машин, M., 1977; Лях G. Д., Смола B. И., Кондиционирование воздуха в кабинах транспортных средств и кранов, M., 1982; Проектирование и эксплуатация шахтных систем кондиционирования воздуха, M., 1983.

A. H. Щербань, B. П. Черняк, B. A. Михайлов.