矿井降温论文——冷却塔供冷技术
某金属矿山深部开采人工制冷降温技术方案分析
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某金属矿山深部开采人工制冷降温技术方案分析石乃敏;潘爱民;沈雁醒【摘要】According to the actual survey ,the temperature of -200m mining level in a metal mine whose mining depth is about thousand meter has reached 33 .95℃ ,heat disaster in deep wells mining has become the main constraint on safe and effective mining and comprehensive exploitation on deep resources . Because of the ventilation measure taken by the mine at present ,its cooling effect is limited .Artificial refrigeration temperature drop measure must be adopted to improve the underground working condition .This paper analyzes the heat resources and theirdangers ,designs the artificial water cooling and ice‐making system on the ground station by theoretically calculating the heat dissipating capacity of the underground heat re sources and applying the air‐conditioning technology in the mine .The cooling system of cold water and ice solution were designed respectively . an economical and technical analysis of the cooling system with the above two cooling sources are also finished . Using ice as a cold source in the deep mine cooling system has already shown its economical and technological advantages .And it is also a development direction of deep mine cooling .%据实测,某金属矿井开采深度千米以下的-200m中段的气温高达33.950 C ,深井高温热害已严重制约了该矿的安全高效开采和深部资源开发。
矿井制冷降温系统的研究与应用
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矿井制冷降温系统的研究与应用摘要在地面建立制冷中心,制冷中心生产的5℃的冷水通过供冷水泵送至副井井筒中的通过改造后的备用排水管路,经过井底减压阀减压后,低温冷水进入到矿井防尘管网中,直接供至工作地点,通过安装的制冷装置,冷却工作地点进风流温度,达到降温目的。
关键词深井开采;高温热害;需冷量;水冷降温1 概述朝阳煤矿核定能力72万吨/年,从井巷设计、设备选型、系统装备等均按90万吨/年的能力施工。
2 矿井需冷量计算2.1 采掘面降温标准结合朝阳矿目前及下步深水平高温发展状况,按《煤矿安全规程》规定,生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电设备硐室的空气温度不得超过30℃计算需冷量。
2.2 供冷范围按矿生产要求,降温工程共设计矿井一个综采工作面、四个掘进工作面。
2.3 矿井需冷量计算1)回采工作面需冷量的计算根据矿提供的工作面数值,计算回采工作面的需冷量为510kW。
2)掘进工作面需冷量计算风量260m3/min,按同样方法计算四个掘进工作面需冷量,四个掘进工作面总需冷量为610kW。
3)矿井总需冷量Q=510+610=1120kW目前矿井井下降温需冷量为:Qc=K*Q=1.2×1.25×1120=1680kW3 制冷降温方案确定制冷水降温主要由制冷水系统、输冷系统、井下输冷散冷系统四大部分组成。
4 水制冷降温系统4.1 主要制冷设备选型4.1.1 井下制冷综采工作面上隅角附近安装1台MK-300空冷器和1台MK-150空冷器,制冷量500kW,满足降温需求。
掘进工作面的需冷量为150kW,进风巷采用1台新雪公司生产的MK-200空冷器,作为热交换器,满足降温需求。
井下降温总循环冷水量103.2m3/h,考虑到井下防尘用水量及地面空调用水,选择冷水量为120m3/h,用于制冷器降温后的,剩余回水,经过回水管排到地面。
地面选用3台1032kW的水冷螺杆机组,冷冻水由20℃降为5℃,所需的水量为120m3/h,可满足矿井1个回采工作面、4个掘进工作面的降温需求及地面中央空调供冷。
冷却塔技术介绍范文
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冷却塔技术介绍范文冷却塔是一种用于将热水降温的设备,在工业生产和空调系统中广泛应用。
本文将介绍冷却塔的工作原理、常见类型、应用领域以及一些新兴的冷却塔技术。
冷却塔的工作原理基于水的蒸发冷却效应。
冷却塔通常由一个塔体构成,内部装有填料材料。
热水经过填料材料流过,并与空气接触,使水表面形成薄膜。
当空气通过填料时,它接触到水表面并吹过水薄膜,导致一小部分水蒸发。
该蒸发过程需要吸收热量,从而使水的温度降低。
降温后的水被收集并重新循环供给热源,从而达到降温的目的。
冷却塔通常可分为两种类型:开式冷却塔和闭式冷却塔。
开式冷却塔是最常见的类型,其中水在塔体内散热并蒸发,而蒸发后的湿空气被排出。
闭式冷却塔则将冷却水通过热交换器与外部空气隔离,从而使水在塔体内循环。
闭式冷却塔具有高效节能的特点,并减少了水的消耗。
根据使用场景的不同,冷却塔还可以分为工业冷却塔和空调冷却塔。
工业冷却塔广泛应用于电力、化工、钢铁、石油和制药等领域。
在这些行业中,大量的热将通过工业冷却塔进行散发,从而降低设备的温度。
另一方面,空调冷却塔主要用于建筑物和大型办公楼的空调系统中。
空调冷却塔通过将室内热空气传递给冷却塔,并通过蒸发冷却过程将其降温,然后将冷空气重新输送到建筑物中。
除了传统的冷却塔技术,还有一些新兴的冷却塔技术值得关注。
其中之一是湿冷却技术。
湿冷却技术利用湿度来降低冷却塔的温度。
在这种技术中,水通过喷雾系统均匀喷洒在冷却塔的表面上,并通过蒸发冷却过程将空气温度降低。
湿冷却技术具有高效节能的特点,并能在较高的湿度条件下工作,适合于热带和潮湿地区的应用。
另一个新兴的冷却塔技术是冷热电联供系统。
该系统利用废热,同时产生电力和冷却效果。
在这种系统中,废热通过冷却塔进行散热,并驱动蒸发冷却过程。
通过适当的配置和控制,可以将废热充分利用,并同时满足电力和冷却需求。
总之,冷却塔是一种重要的降温设备,在工业和空调系统中广泛应用。
通过水的蒸发冷却效应,冷却塔能有效地将热水降温。
高温矿井热源分析与制冷降温技术应用
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高温矿井热源分析与制冷降温技术应用随着矿业的发展,矿井的深入开采程度也在不断加深,使得矿井热源的温度逐渐升高,有时甚至超过100℃,这对矿山的深部采掘技术和安全措施提出了更高的要求。
如何降低矿山仓中的温度,不仅能保证采矿工作者安全,还可以有效提高矿井的开采效率,这是当前采矿技术领域研究和探索的重要课题。
针对矿井高温热源的分析,首先要从外部热源分析开始,仔细观察周围的热源,以确定矿井的外部热源。
其次,需要考虑的是矿山内部的热量放射,可以通过测定矿山不同层次的温度变化,对矿山内部的热量放射作出分析,这样就可以有效地发现问题,及时采取热源降温措施。
矿井中温度太高会带来很多问题,因此,采取有效的制冷降温技术是解决矿井高温热源问题的重要手段之一。
当前制冷降温技术可以分为常规冷却技术和新型冷却技术两大类。
常规冷却技术主要有风冷、液冷和热泵冷却技术。
风冷方法的原理是将外部温度较低的空气引入矿山并进行冷却;液冷是将冷却液通过管道引入矿山内部,使其与空气进行接触和热交换;而热泵冷却技术是将外部热量转化为冷量,再引入矿山内部。
新型冷却技术主要有太阳能制冷、地表波制冷和微波制冷等,太阳能制冷的主要原理是借助太阳能,将空气排入空调内并进行冷却;地表波制冷技术是利用地表波辐射的能量进行制冷;微波制冷技术是利用微波的电磁能量进行制冷。
综上所述,在矿山采矿技术过程中,高温热源分析和制冷降温技术应用是起着重要作用的,可以有效地降低矿山仓内温度,减少采矿过程中安全隐患,提高采矿效率。
因此,有必要就高温热源分析和制冷降温技术应用作出深入研究,及时采取积极有效措施,以改善矿井的安全环境,保证采矿工作者的安全。
研究高温矿井热源分析和制冷降温技术的应用,不仅需要从外部热源分析和矿山内部热量放射等方面探索研究,还需要深入研究制冷降温技术的原理和应用,将其纳入实际的采矿技术之中,以改善矿山内部的温度状况,保证采矿工人的安全。
此外,还要加强对先进温度测量技术及相关仪器的研究开发,促进新技术的应用,提高矿山的采矿安全。
探讨利用冷却塔供冷技术
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探讨利用冷却塔供冷技术摘要:本文主要针对冷却塔的供冷原理和系统形式,影响冷却塔供冷系统经济性以及冷却塔供冷系统设计应注意的几个问题进行探讨。
关键词:节能; 空调; 冷却塔供冷Abstract: this article mainly aims at the cooling principle and system cooling tower form, which influences the cooling tower the refrigeration system economy and cooling tower the refrigeration system design should be pay attention to several issues to discuss.Keywords: energy efficient; Air conditioning; Cooling tower cooling冷却塔供冷技术特别适用于需全年供冷或建筑有需常年供冷的内区建筑如大型建筑内区、大型百货商场等或需全年供冷且需严格的湿度控制的建筑如计算机房、程控交换机房等。
其在一些风机盘管加新风系统应用可使过渡季节、冬季免费供冷成为可能。
1.利用冷却塔供冷的原理及系统形式1.1利用冷却塔供冷的原理对于一种结构已确定的冷却塔而言,它的出口水温是由建筑冷负荷以及室外空气湿球温度来决定的。
这一湿球温度可以代表在当地大气温度条件下,水可能被冷却的最低温度,也就是冷却塔出水温度的理论极限值。
一般冷冻水环路进出口水温多为7℃和12℃,温差为5℃。
选择这样低温度的冷冻水主要是为了夏季空调除湿。
而在过渡季室外气温下降,冷负荷和湿负荷也在不断减少,适当提高冷冻水温度完全能够满足空调舒适性要求,这就为冷却塔供冷运行方式提供了机会。
1.2冷却塔供冷系统的形式1.2.1冷却塔直接供冷系统冷却塔直接供冷系统就是一种通过旁通管道将冷冻水环路和冷却水环路连在一起的水系统。
浅谈矿井降温技术
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浅谈矿井降温技术随着浅部矿产资源的开发殆尽,矿井采深的增加和机械化水平的提高,地温高、采掘工作面气温高的现象不可避免,矿井热害将成为继顶板、瓦斯、水、火、粉尘五大灾害的又一大灾害。
当前矿井高温热害日趋严重,已经成为严重制约矿井正常生产,影响矿井经济效益的重大问题之一。
本文针对矿井高温热害这一客观存在的现状,着重对机械集中降温制冷技术进行了探讨和研究。
标签:矿井降温;矿井热害;降温措施1 引言我国南方地区在夏季地面空气温度高达40℃,直接影响井下空气温度。
此外,由于开采深度大(据我国煤田地温观测资料统计,地温梯度为2-4℃/100m)[1],岩层温度,井下涌水温度高,运输过程中的煤炭放热,开采出来的煤炭温度高,其在运输过程中对风流强烈加热,机电设备散热等原因,也会使采掘工作面出现高温、高湿的气候条件。
许多煤矿在夏季生产过程中,矿井热害严重影响工人的作业效率同时威胁着他们的身心健康,甚至可能导致一些矿井事故的发生,给煤矿的安全生产及其正常管理带来了极大的不便,创造井下舒适的劳动环境是目前亟待解决的问题。
2 矿井降温措施2.1 杜绝热源及减弱其散热强度在矿井热平衡中,氧化放热和局部热源放热占很大的比例。
应尽量利用岩石巷道进风,防止煤氧化生热的交换;避开局部热源;尽量减少巷道的煤尘和不用的木料,放止暴晒的防尘水进入进行和暴晒的矿车、材料、设备下井。
考虑到运输煤炭时,由被运煤炭释放热量引起风流温度上升,电机车本身放热,应尽可能的将运输设备移到回风水平[2]。
设法引导机械设备排出风流进入总回风流而不随新鲜风流进入工作面,便可以减弱機械散热引起的风流温度增高。
2.2 通风降温目前在对高温矿井掘进工作面的降温、除湿及提高含氧量所采用的非人工制冷降温措施中,最常用的是通风降温技术。
该技术主要是提高矿井进风量,加大巷道和采掘工作面的风速,缩短进风路线;建立合理的通风系统,采取并联通风,尽量避免和减少串联通风;采取下行风、W形通风等有利于通风降温的布置方式[3]。
冷却塔技术总结范文
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冷却塔技术总结冷却塔是一种常用于工业生产中的设备,其作用是将用于加热或生产的水冷却,防止其过热。
这种设备的作用显然非常重要,因此对于其技术的研究和发展也是必要的。
本文将对冷却塔的技术做一个总结,探讨其在工业生产中的应用和未来的发展方向。
一、冷却塔的种类冷却塔的种类比较多,主要包括湿式冷却塔和干式冷却塔。
湿式冷却塔主要是通过水蒸发来降低水的温度,而干式冷却塔则是通过将水蒸发土壤空气中并将空气中的热量带走来降低水的温度。
此外,冷却塔的性能还与其形状和所采用的材料有关。
二、冷却塔的基本原理冷却塔的基本原理是通过气流、水流和废热之间的相互作用来实现降温。
在冷却塔中,水首先通过水泵和管道进入塔内,在塔内,水流经填充材料,形成水膜,然后与空气接触。
水膜不断地蒸发,通过水的蒸发带走热量,然后剩下的水下降并再次沿着填充材料流动,终止于冷却塔中的底部。
同时,冷却塔中的风扇会将空气从底部吹入冷却塔内,使其与水接触。
水蒸发后,空气流出冷却塔顶部,并随之带走热量。
这样,就能够有效地将水的温度降低,确保生产过程的正常进行。
三、冷却塔的性能参数1、效率一个好的冷却塔必须能够提供高效率冷却,在实际应用中,一般通过水温降低度来评估其性能。
水温降低度指的是传入冷却塔的水温和流出后的水温之间的差值。
水温降低度与气体流量、水温、填充材料、风扇的数量和曝气率等因素有关。
2、噪音量冷却塔在工业场所中常常需要长时间运行,在运行过程中产生的噪音对员工和周围环境有一定的影响。
因此,在设计冷却塔的时候,需要考虑噪声控制技术。
3、能耗冷却塔的运行需要消耗电能,因此在考虑冷却塔的性能参数时,还需要关注其能耗问题。
能耗除了与风扇运行有关外,填充材料的种类和尺寸也会影响能耗。
四、冷却塔的未来发展趋势随着科技的不断发展,冷却塔技术也会朝着更加智能化、高效化的方向进行。
在未来,技术将会被引入到冷却塔的控制系统中,实现自动化操作。
此外,一些新的材料和涂层也将被应用到冷却塔中,使其具备更高的导热性和化学稳定性。
矿井降温技术
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河南理工大学建筑环境与设备工程专业『矿井降温技术』课程论文课程名称:矿井降温技术专业班级:建环10-01班姓名:马云雷学号:311007060122指导教师:刘靖老师国内外矿井降温技术最新进展[摘要]:随着我国煤矿开采深度的增加和采掘机械化水平的提高,矿井热害日益严重,已严重影响矿井安全生产。
德国和南非在矿井热害治理方面有着较为成熟的技术,本文对德国和南非及我国一些矿井采用降温技术和降温方法进行了总结。
针对矿井热害,在实际工程中,根据不同的情况采用不同的降温方法,取得较好的经济效益和社会效益。
[关键词]:矿井热害德国南非矿井降温研究现状一、前言煤炭一直是我国的主要能源,在一次性能源结构中占据不可替代的重要地位。
为满足国民生产需要,煤矿必然加快向深部资源的勘探和开采[1][2]。
深部开采条件下,随着采矿机械化程度的提高,生产更加集中,开采强度加大,地温升高等因素恶化了矿内作业环境,热害问题越来越突出。
据初步统计,在国外,南非西部矿井在深度 3300m处气温达到50℃;日本丰羽铅锌矿由于受热水影响,在深度 500m 处气温高达80℃。
到 2005 年,中国有煤矿的平均采深达 650m 左右,生产水平的平均原始岩温为35.9℃~36.8℃,而采深超过 1000m 的矿井,其原岩温度高达40℃~45℃,工作面温度达34℃~36℃,大部分矿井将进入一、二级热害区[3]。
这种高温环境使得井下作业人员体能下降、工作效率严重降低,易产生高温中暑、热晕并诱发其他疾病以及神经中枢系统失调,从而造成职工防护能力降低,严重影响生产安全。
二、德国和南方矿井简介1、德国煤矿德国煤炭开采有 600 多年的历史,井工矿产量呈逐年减少趋势。
2006 年德国井工煤矿仅剩三个矿区,分布是鲁尔区(Ruhr)、萨尔(saar)区和依本比仁区(Ibbenbueren)。
全德国共有8对矿井,其中鲁尔区6对矿井由西向东分别是 West、Walsum、Prosper- Haniel、Lippe、AuguestVictoria、Ost 煤矿,萨尔区 1 对矿井为 Saar 矿井,依本仁区仅1对矿井,叫 Ibbenbueren 煤矿。
煤矿井下降温技术的研究述评及应用
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煤矿井下降温技术的研究述评及应用文章针对日益威胁煤矿安全生产的井下热害:分析产生的原因,提出治理方法,采取相应的降温措施,取得较好的经济效益和社会效益。
标签矿井热害;降温技术;研究述评防治矿井热害技术自20世纪20年代即已兴起,至今已近90年的历史;但是,迅速发展并广泛应用是在20世纪70年代后。
在各国科技工作者的共同努力下,用于防治矿井热害的技术已经取得了巨大成就,并在矿井开采过程中起着重要作用。
1 矿内热源分析矿内空气温度、湿度、风速和热辐射是矿内微气候的四要素。
其中最主要的参数是温度。
地面空气进入井下后,由于受到井下各种热源的影响,空气的温度发生了很大的变化。
一般来说,对于井深为1000m的矿井,造成空气温升热源的50%来源于井下围岩的放热,25%来源于氧化放热,机械设备散热及其它热源占25%,现对影响曲江矿井气温的主要因素进行分析。
1.1 地面空气温度地面空气温度直接影响矿内空气温度,地面气温周期性变化,使矿井进风路线上的气温也相应地周期性变化。
但是这种变化随着距进风井口的距离增加而衰减;并且在时间上,井下气温的变化要稍微滞后于地面气温的变化。
因而在采掘工作面上,一般是觉察不到风温的日变化。
然而当地表大气参量如发生持续多天的显著性变化时,在采掘工作面上还是能够测量出这种变化。
地表大气参量的季节性变化对井下气候状态的影响要比日变化的影响显著得多,在采掘工作面能测量出这种变化。
一般来说,在给定的风量条件下,气候各参量的日与季节性变化的衰减率和其流经的井巷距离成正比,和井巷的横断面面积成反比。
曲江井夏季地面风温对井下影响较大。
1.2 矿内空气的压缩放热矿井深度的变化,使空气受到的压力状态也随之改变,当风流沿井巷向下流动时,空气的压力值增大,空气的压缩会出现放热,从而使矿井温度升高。
在绝热情况下,温升的变化值可按下式计算:△t= ,℃上式表明:井筒垂深每增加102m,空气由于绝热压缩释放的热量使其温度升高1℃。
矿井降温技术
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矿井降温技术现状及问题探讨摘要: 简要地介绍了现有井下降温现状及技术, 从多方面分析比较各种制冷工艺的优缺点. 并对矿井降温技术在实际选择时进行比较。
关键词: 矿井; 空调; 降温技术; 冰制冷0 引言随着煤炭工业的发展, 煤炭开采的矿井越来越向深部开采拓展, 矿井开采的深度越大, 热害问题也越严重。
减少和防止深井煤炭生产过程中的热害问题就成为重要的研究课题。
本文就矿井降温技术及问题作初步探讨。
1 矿井降温技术的研究现状目前矿井常用的降温方法有非人工制冷降温方法和人工制冷降温方法两类。
1.1非人工制冷的降温方法改善通风: 矿井降温可以借助增加风量来实现。
随着流过巷道风量的增加, 从岩体放出的氧化热和其他热源放出的热量分散到更大体积的空气里, 从而使风流的温度降低。
在一定的条件下增加风量,比人工降温方法更为经济。
但是, 当风量增加时, 负压也随之呈二次方增加, 风机功耗也随之呈三次方增加。
减少各种热源放热: 1.减少氧化放热。
在矿井热平衡中氧化放热和局部热源放热起了很大的作用。
最大限度减少巷道中的煤尘含量,实行坑木代用,缩短从工作面到地面的运煤时间以及采用专门的材料涂抹巷壁可以大大降低其氧化放热层; 2.排除机械放热。
通常固定设备(如主排水泵、绞车等)是布置在用新风流通风的专用(硐室)中。
一般流经这些(硐室) 而被加热的空气均进人流向工作面的主风流,这样就使井下空气加热。
如果这些回风排至总回风流中, 便可大大减少由机械放热引起的风流加热,大多数情况下在技术上是可行的; 3.巷壁绝热。
可以在深矿井及中深矿井中热害严重的区段作为辅助手段与其他降温措施配合使用,但进行巷壁绝热的费用,特别是当必须扩大巷道断面时,会大大提高吨煤成本。
因此,巷壁绝热只是在技术、经济合理的基础上采用; 4.防止放湿。
防止巷道滴水和利用与风流隔绝的排水沟是防止井下空气受湿的最普通方法; 5.防止压风管道的加热。
从压风机送到敷设于井筒中管道的压风通常温度达70 ~ 80℃,也能使风流升温。
137冷季冷却塔供冷技术正文
![137冷季冷却塔供冷技术正文](https://img.taocdn.com/s3/m/b1502626ccbff121dd3683fc.png)
冷季冷却塔供冷技术机械工业第五设计研究院国际所宗立昌蒋树楠刘炳南摘要冷季需供冷的空调和工艺冷却系统,利用冷却塔代替制冷机供冷是利用可再生能源以降低人工能源损耗的好办法,具有明显的节能效果。
本文对这项技术的运用作了全面分析阐述,并结合工程实例概略说明其节能效果。
关键词冷季冷却塔供冷1 我国能源消耗巨大,能源需求已成为我国经济持续快速协调健康发展的严重制约因素。
当前社会普遍存在的能源粗放型利用和能源利用率偏低已是不争的事实。
由于我国是能源和资源相对短缺的发展中大国,能源问题不仅是经济和社会发展的重要问题,而且已对国家安全产生了极为不利的影响。
抓紧解决我国能源问题已经是国家和社会迫不及待的要求。
解决能源问题一靠开源,二靠节流,需要国家战略、国家计划和国家调控的有利支撑。
党和政府已经开始并将继续采取许多重大措施,其中有大量技术开发、技术创新、技术评估和技术推广工作需加紧进行。
冷季利用冷却塔冷却水作冷源代替制冷机制冷的节能技术(以下简称为“冷却塔供冷技术)在工程实践中是一项可行的节能技术,应该研究推广。
这里讲的冷季主要是指冬季,同时也包括秋末、冬初一段时日,就是说冷季应该比冬季的时段更长一些。
这项技术是在一定室外气象条件下,利用室外大气做冷源,因此应该属于可再生能源利用范畴,所以亦可称为利用可再生能源的节能技术。
其可行性分析简述如下:(1)工程上应用的水冷冷水机组供冷的空调系统,其冷冻水温度通常为7~12℃,许多空调厂房内的工艺冷却系统冷却水温度,除极个别情况也按此温度设定,例如许多电子行业就是如此。
从理论上讲,在一定的室外气象条件下,来自冷却塔的水温在接近或低于7℃的条件下,利用冷却塔的冷却水代替制冷机作为冷源应该是可能的;(2)水冷冷水机组构成的完善的冷冻水系统中,冷却塔提供的冷却散热量通常应大于空调和工艺冷却的冷负荷,所以冷季在适宜的室外气象条件下,由冷却塔冷却水供冷在量上应该能够满足补偿冷负荷要求;(3)冷却塔提供的冷却散热量包括冷却水与空气换热的冷却显热量,也包括冷却水蒸发带走的潜热散热量,在炎热夏季温度和相对湿度比较高的条件下,冷却塔的冷却量能够满足水冷冷水机组生产一定冷量的要求,那么在冷季室外气温和相对湿度都比较低的条件下,由冷却塔冷却水作冷源应该是可靠的;(4)对于均由水冷冷水机组作统一冷源的空调和工艺冷却系统,其最大冷负荷发生在炎热的夏季,这个季节空气温度和相对湿度都较高,到了冷季,其冷负荷会明显低于其最大冷负荷,这样的条件下还存在适当提高冷冻水供水温度的可能性,一方面供冷量可以小一些,另一方面冷冻水供水温度可以适当高一些,这均为冷季利用冷却塔冷却水作冷源,代替冷冻机制冷提供了更为有利的条件;(5)在我国按地区气候条件划分的建筑热工设计分区有五个,即严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、温和地区和夏热冬暖地区,各区域的气候条件均不相同。
197矿井空调降温技术分析
![197矿井空调降温技术分析](https://img.taocdn.com/s3/m/ba63246f48d7c1c708a14514.png)
论文编号:25-048矿井空调降温技术分析西安科技大学冯小凯姬长发摘要:随着矿井开采深度的增加,热害问题越来越突出。
使用传统的通风降温已远远不能满足矿井降温的需要。
本文对国内外现有的人工矿井制冷降温方法,包括蒸汽压缩式循环制冷、基于逆布雷顿循环的空气制冷技术以及新型的冰冷却空调系统等做了简要的阐述,并根据其制冷原理进行分类,介绍了相关的发展现状,提出矿井制冷降温的建议。
关键词:深井热害,空调降温,蒸汽压缩式循环制冷,冰冷却空调系统,空气制冷0 引言随着煤矿开采深度的增加,围岩温度的不断升高,矿井巷道以及开采面的温度也随之不断上涨,热害问题日益严重。
当气温超过28℃后,矿工劳动生产率会迅速下降,身体健康也会受到伤害,同时,严重的威胁井下安全生产[1]。
矿井通风是解决矿井高温的好方法。
风流不仅降低了矿井通道和采掘面的温度,而且带进了充足的氧气、稀释并降低了矿井中有害气体的浓度,保证了矿下工人作业顺利实施。
但随着矿井深度的增加,单单依靠增加矿井通风量已远远不能满足矿井降温的需要。
使用空调制冷设备进行人工制冷,利用人工制冷来降低矿井温度,这样才能有效的满足未来矿井开采的需要。
就目前矿井降温研究和已经被投入使用的人工降温方法来说,高温矿井空调系统根据热力学特点来分有蒸气压缩式循环制冷空调、空气制冷空调、冰冷却空调系统等[2]。
1 蒸气压缩式循环制冷空调蒸气压缩式循环制冷空调就是通过制冷机械制造冷冻水,将冷冻水中的冷量通过不同的方式传递给矿井掘进面、开采面、巷道等需要降温的地方。
通常意义上,这些矿井空调系统, 按制冷站所处的位置不同来分, 可以分为四种基本类型。
1.1 井下集中式空调系统顾名思义,就是制冷机组设置在矿井下的一种降温方式。
由设置在井下的该系统制冷机组, 通过管道集中向各工作面供冷冻水,冷冻水在空冷器等末端设备中将冷量与风流交换,利用冷风风流来降低工作面的温度,吸收了工作面热量的冷风风流变为热风风流,随矿井排风系统排除。
矿井制冷降温技术
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第三部分: 谢桥、新巨龙煤矿制冷降温系统
谢桥煤矿简介:
谢桥煤矿位于安徽省颍 上县东北部,距颍上县城 约20公里,对原有矿井系 统实施改扩建,目前矿井 生产能力达1000万吨/年。 矿井采用主井、集中运输 大巷,分石门和上下山开 拓方式,共划分为四个采 区,即东一、东二、西一 、西二,该井田划分两个 水平,其中第二水平900m,平均地温为43℃。
地面制冰站降温
在副井井口附近设地面集中制冰站,在站内由螺杆制冷压缩 机组通过压缩制冷剂进行蒸发吸热释放冷量给制冰机,由立式 内刮圆柱状制冰机组制取-5℃的片冰,经过输冰螺旋输送机将 片冰送至井口,通过在井筒中敷设的输冰管路(管路入口安装 漏斗和闸门),送至井底融冰池,与融冰池中的水混合后变成 3℃~5℃低温冷水。再由井底融冰硐室内供冷水泵沿输冷管路 将低温冷水送至采掘工作面。通过布置在采掘工作面的空冷器 和喷淋方式对进入采掘工作面的风流进行降温,空冷器16℃~ 17℃的回水经回水管回至井底融冰池内再次融冰,另一部分用 于工作面防尘和喷淋降温,不再回流。制冰机组的冷凝热由地 面冷却塔直接排放。
第二部分: 丁集煤矿制冷降温系统
西二采区1422(1)采煤工作面,走向长1734米,倾向长 240米,热害危害程度与首采面1262(1)相同。2009年,在 该面安装了6台(2400KW)空冷器供冷降温,温度降低了3~ 5℃,湿度降为91%,作业环境得到了极大的改善。2009年的 高温季度,该面共生产煤炭81 万吨,平均日产9000吨以上。
热电联供系统示意图
第二部分: 丁集煤矿制冷降温系统
大规模井下集中降温系 统目前国内尚不多见。丁 集矿的井下降温系统包括: 集控指挥系统,井下制冷 单元、高低压转换等各子 系统自动运行、闭式循环, 实现了大系统集中控制, 子系统自动运行。
高温矿井热源分析与制冷降温技术应用
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高温矿井热源分析与制冷降温技术应用
近年来,随着矿井深度的不断加深,矿井温度也在不断上升,温度高达60~90℃。
这种高温环境对矿井设备和矿工的安全造成了极大的威胁,保障矿井的安全已成为当务之急。
在此背景下,高温矿井热源分析与制冷降温技术的开发和应用显得尤为重要。
高温矿井热源分析主要涉及两个方面:一是通过热量空气和矿藏传热特性的计算,分析并计算温度变化,确定矿井中热状态,分析热源状态;二是通过实时监测矿井内温度和流量,模拟矿井温度变化,进一步确定矿井未来温度状态。
另一方面,制冷降温技术可以有效控制矿井内的温度,降低温度危害。
一般情况下,制冷降温技术涉及以下几种技术:一是机械制冷,采用真空制冷系统,通过机械压缩或液态物质的循环,从而调节空气温度;二是热泵制冷,利用热泵压缩机,采用抽气加热、排气冷却和气体压缩机对空调进行调节;三是电子制冷,采用空调设备,利用电热元件、抽气加热和空调机暂存器控制空调温度;四是太阳能制冷,利用太阳能能量调节空气温度。
针对当前高温矿井的温度危害,相关单位和机构应采取措施,积极探索高温矿井热源分析与制冷降温技术的研究和应用,加强高温矿井的安全保障。
首先,要开展高温矿井温度场的模拟计算,确定热源类型、分布特性;其次,要采取制冷技术,积极调控空气温度,保障矿井安全;最后,要不断完善高温矿井的安全技术,保障矿工的安全。
综上所述,通过高温矿井热源分析与制冷降温技术的开发和应用,
可以有效控制矿井内的温度,降低温度危害,为矿工的安全提供保障。
希望有关单位和机构积极探索高温矿井热源分析与制冷降温技术的
研究和应用,为矿工安全提供有效保障。
浅谈冷却塔供冷技术
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浅谈冷却塔供冷技术摘要:冷却塔供冷,是一种不使用制冷机的供冷手段(国外称为“免费供冷”free cooling),是指在常规空调水系统基础上增设部分管路和设备,当室外气象参数达到某些特定值,特别是室外湿球温度低到某个值以下时,关闭制冷机组,将流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统或工艺冷却系统供冷,满足建筑物空调需求及工艺供冷需求。
关键词冷却塔供冷内区板式换热器随着我们经济的发展,大型厂房及大型公共建筑越来越多,各种各样的生产工艺不断涌现,大型厂房及大型建筑的内区需要常年供冷;一些耗热量较大的工艺,冬季亦需要供冷冷却;对于这些夏季仍需供冷的建筑物来说,在过渡季节和冬季利用室外的自然冷源来实现对室内的供冷,避免开启制冷机组以节省空调系统的耗电量,冷却塔供冷就是其中的方法之一。
《公共建筑节能设计标准》明确提出,对冬季或过渡季存在一定量供冷需求的建筑,经技术经济分析合理时应利用冷却塔提供冷水。
冷却塔提供空气调节冷水是指在原有常规空调水系统基础上增设部分管路和设备,当室外空气湿球温度达到一定条件时,可以关闭水冷式制冷机组,以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷,提供建筑物所需的冷负荷。
一、冷却塔供冷,是一种不使用制冷机的供冷手段(国外称为“免费供冷”free cooling),是指在常规空调水系统基础上增设部分管路和设备,当室外气象参数达到某些特定值,特别是室外湿球温度低到某个值以下时,关闭制冷机组,将流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统或工艺冷却系统供冷,满足建筑物空调需求及工艺供冷需求。
(一)冷却塔供冷系统的原理对于一种结构已定的冷却塔而言,它的出口水温是由建筑冷负荷及室外湿球温度决定的,水可能被冷却的最低温度为当时室外空气的湿球温度。
随着过渡季和冬季的到来,室外湿球温度逐渐下降,相对湿度降低,冷却塔出口水温也随之下降。
而此时,建筑冷负荷不断下降,湿负荷不断减少,适当提高冷水温度,减少其除湿能力,完全能满足空调系统舒适性的要求。
浅谈矿井降温技术
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浅谈矿井降温技术解决的一般措施和方法,重点阐述人工机械制冷降温的分类,并具体分析了各种降温方式的优缺点和适用范围,从国家节能减排角度,提出矿井地温热能综合利用的前景。
关键词:矿井降温分类优缺点热能利用一、我国煤矿热害现状及危害性随着我国煤炭资源开采范围的扩大和开采强度的增加,井工煤矿开采深度不断增加,除内蒙古、新疆以及山西部分地区等近年来新开发的煤炭基地外,许多矿区逐步进入深井开采。
据有关统计资料,80年我国煤矿平均开采深度为288m,到90年代已达428m,到2010年采深超过1000m的矿井己有数几十对。
因开采深度增加引起的煤矿热害愈来愈引起政府和企业的重视。
高温的工作环境会使人感到不舒适,从而降低劳动生产率。
另外,高温高湿环境,造成井下机械设备、电气设备事故率增加,影响安全生产和正常工作效率。
2005年以来我国一些生产矿井,由于工作面出现高温问题,使掘进进尺和回采产量减少,以致不能按期完成工作任务,甚至个别工作面出现人员出现中暑昏倒现象。
根据《煤矿安全规程》规定,生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃,机电设备硐室的空气温度不得超过30℃;当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。
,采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时,必须停止作业。
,新建、改扩建矿井设计时,必须进行矿井风温预测计算,超温地点必须有制冷降温设计,配齐降温设施。
研究矿井降温技术、研发高效节能降温设备,治理矿井热害,保障广大煤矿职工的身心健康,是我国煤炭工业持续健康发展过程中亟待解决的问题之一,也是煤矿管理人员、煤炭科研工作人员贯彻以人为本的思想,以实际行动全面落实科学发展观的重要工作之一。
二、产生矿井热害的原因及控制措施根据调查的情况,引发矿井热害和采掘工作面温度较高的主要原因有以下几个方面:(1)受地球内部结构的影响,围岩存在一定的岩温梯度,因而随着开采深度增加,围岩散热不断增加,矿井空气温度上升而导致矿井热害。
高温矿井降温中制冷技术的应用分析
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高温矿井降温中制冷技术的应用分析摘要:我国经济的飞速发展和工业水平的不断提高,使得矿产资源及各种能源的需求量大大增加,这使得矿井的采掘深度不断增加,高温矿井的数量也随之大大增加。
而高温矿井中的热害问题也日益明显,高温不但对矿井工作人员的身体健康造成了很大的威胁,也在一定程度上阻碍了矿井作业的顺利进行,因而对高温矿井的降温措施进行研究和创新是有着重要的理论意义和实践意义的。
本文以潘一矿为例,对其高温矿井中的制冷技术处理进行分析,进一步总结了高温矿井降温中的制冷技术关键及其运用。
关键词:高温矿井降温制冷技术应用我国是世界第一产煤大国,而我国的煤炭绝大多数来自煤炭开采,目前,我国的煤矿开采已经开始逐步向深部发展,这就使得高温矿井的数量不断增多。
高温环境下的矿井作业,矿工的劳动生产率会大大下降,其身体健康也会受到一定程度的损害,同时,也严重威胁着矿井下的安全生产。
因而,对高温矿井采取一定的降温措施是十分必要的。
1、高温矿井热源分析综合分析高温矿井的高温成因,我们可以把其主要热源归纳为以下几类:1.1地热地热是最重要的深井通风热源,据研究,深井岩层放热占井下热量的48%。
地热是以围岩传热形式散热。
原岩放热是深井矿山的主要热源之一,当井下空气流经围岩时,两者发生热交换,从而使井下空气温度升高。
因受地热增温的影响,岩石温度随深度的增加而升高。
围岩与井巷空气热交换的主要形式是传导和对流,即借热传导自岩体深处向井巷传热,或经裂隙水借对流将热传给井巷。
在大多数情况下,围岩主要以热传导方式将热传给岩壁,并通过岩壁传给井下空气。
1.2空气压缩放热空气压缩在严格意义上并不算一个热源,但是对于较深的矿井来说,由空气自压缩所引起的风流的升温在矿井的通风和空调中所占的比例是很大的,因而,一般可以把空气自压缩归到热源中进行讨论。
1.3机电设备散热目前,我国的矿井中所采用的机械绝大部分是电力机械,这些设备在利用电能做功的同时还会产生一部分热能。
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中国矿业大学2016级硕士研究生课程考试试卷考试科目矿井降温考试时间2017.06学生姓名周桂平学号TS16120099P3TM所在院系安全工程学院任课教师菅从光中国矿业大学研究生院培养管理处印制冷却塔供冷技术摘要:本文先通过对冷却塔的基本工作原理、分类及组成等基础知识进行了介绍,从而进一步对冷却塔供冷系统的原理、系统形式及其经济性影响因素进行说明,并展望了这一技术在中国的应用前景。
关键词:冷却塔;冷却塔供冷;直接供冷;间接供冷;Abstract:This article first through the basic knowledge about the basic principle, classification and composition of cooling tower are introduced and the principle, system factors and economic impact so as to form for further cooling system for cooling tower is described, and the application prospect of this technology in the China.Keywords:Cooling tower;Cooling tower system;Direct cooling;Indirect cooling;一、引言水是人类生存与发展的生命线,是国民经济与生态环境的命脉,是实现可持续发展的重要物质基础。
我国是一个淡水资源严重缺乏的国家,总贮量居世界第五位。
人均拥有量为美国的5/1,日本的2/1,世界人均的4/1,而且分布很不平衡,不少城市和地区发生过水荒。
由于工业高速发展,一方面大量消耗淡水,一方面又大量排放废水,不仅破坏了生态平衡而且污染了环境。
城市是用水大户,占到总用水量的%%70,工业企业又是城市的用水大户,占了城市用水量的~8080~%70,而工业用水中又有%70为冷却用水,可以循环冷却重复使用,%%80~所以采用循环冷却水系统是节约用水措施的重中之重。
而冷却塔正是冷却循环水系统中的关键设备。
在20世纪80年代,美国采暖、制冷和空调工程师协会(ASHRAE)就提出了“water-side free cooling”水侧免费供冷,即冷却塔供冷的概念。
随后美国和欧洲大批学者对冷却塔供冷开展了大量的研究,并投入到实际工程应用中。
到了90年代,该项技术在美国及欧洲地区工程应用已经十分广发。
我国从90年代初引入了冷却塔供冷的概念,其后针对这一技术从系统原理、模拟与预测分析、系统能耗分析以及工程应用等多方面开展了大量的研究。
尤其在21世纪的前十年中,这一技术更是取得了突飞猛进的进展,相关业界对冷却塔供冷技术的研究与应用已经有了相当成熟的理论和经验,工程实践也证明了冷却塔供冷系统的节能潜力。
目前,国内新建和已经建成的开敞式现代办公楼中的空调方式多采用风机盘管加新风系统。
这些建筑物的内区往往要求空调系统全年供冷,而在过渡季或冬季,当室外空气焓值低于室内空气设计焓值时又无法利用加大新风量来进行免费供冷。
对此,应该利用冷却塔供冷技术,通过水系统来利用自然冷源。
当室外空气湿球温度低到某个值以下时,关闭冷水机组,以流经冷却塔的循环冷却水直接或间接向空调系统供冷,提供建筑空调所需要的冷负荷。
在空调系统中,冷水机组的能耗有极高的比例,如用冷却塔供冷技术可少开或不开冷水机组,其节能效果将会是显著的。
二、冷却塔供冷的原理冷却塔是利用水和空气的接触,通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。
基本原理是:干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后,自进风网处进入冷却塔内,饱和蒸汽分压力大的高温水分子向压力低的空气流动,湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。
当水滴和空气接触时,一方面由于空气与水的直接传热,另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差,在压力的作用下产生蒸发现象,带走蒸发潜热,将水中的热量带走即蒸发传热,从而达到降温之目的。
冷却塔的工作过程。
以圆形逆流式冷却塔的工作过程为例:热水自主机房通过水泵以一定的压力经过管道、横喉、曲喉、中心喉将循环水压至冷却塔的播水系统内,通过播水管上的小孔将水均匀地播洒在填料上面;干燥的低晗值的空气在风机的作用下由底部入风网进入塔内,热水流经填料表面时形成水膜和空气进行热交换,高湿度高晗值的热风从顶部抽出,冷却水滴入底盆内,经出水管流入主机。
一般情况下,进入塔内的空气是干燥低焓值的空气,水和空气之间明显存在着水分子的浓度差和动能压力差,当风机运行时,在塔内静压的作用下,水分子不断地向空气中蒸发,成为水蒸汽分子,剩余的水分子的平均动能便会降低,从而使循环水的温度下降。
从以上分析可以看出,蒸发降温与空气的温度(通常说的干球温度)低于或高于水温无关,只要水分子能不断地向空气中蒸发,水温就会降低。
但是,水向空气中的蒸发不会无休止地进行下去。
当与水接触的空气不饱和时,水分子不断地向空气中蒸发,但当水气接触面上的空气达到饱和时,水分子就蒸发不出去,而是处于一种动平衡状态。
蒸发出去的水分子数量等于从空气中返回到水中的水分子的数量,水温保持不变。
由此可以看出,与水接触的空气越干燥,蒸发就越容易进行,水温就越容易降。
三、冷却塔的分类及基本组成3.1 冷却塔分类冷却塔分类见表1。
3.2 冷却塔组成(1)淋水填料将需要冷却的水(热水)多次溅洒成水滴或形成水膜,以增加水和空气的接触面积和时间,促进水和空气的热交换。
水的冷却过程主要在淋水填料中进行。
(2)配水系统将热水均匀分布到整个淋水填料上,热水分布均匀与否,对冷却效果影响很大。
如水量分配不均匀,不仅直接降低冷却效果,也会造成部分冷却水滴飞溅而飘逸到塔外。
(3)通风设备在机械通风冷却塔中利用通风机产生预计的空气流量,以保证要求的冷却效果。
(4)空气分配装置利用进风口、百叶窗和导风板等装置,引导空气均匀分布于冷却塔整个截面上。
(5)通风筒通风筒的作用是创造良好的空气动力条件,减少通风阻力,并将排出冷却塔的湿热空气送往高空减少湿热空气回流。
机械通风冷却塔的通风筒又称风筒。
风筒式自然通风冷却塔的通风筒起通风和将湿热空气送往高空的作用。
(6)除水器将排出湿热空气中所携带的水滴与空气分离,减少逸出水量损失和对周围环境的影响。
(7)塔体冷却塔的外部围护结构,机械通风冷却塔和风筒式自然通风冷却塔的塔体是封闭的,起到支撑、维护和组织合适气流的功能;开放式冷却塔的塔体沿塔高做成开敞的,以便自然风进入塔体。
(8)集水池设于冷却塔下部,汇集淋水填料落下的冷却水,有时集水池还具有一定的储备容积,起调节流量作用。
(9)输水系统进水管将热水送到配水系统,进水管上设置阀门,以调节冷却塔的进水量,出水管将冷却后的水送往用水设备或循环水泵。
在集水池还装设补充水管、排污管、溢流管、放空管等,必要时还可在多台冷却塔之间设连通管。
(10)其他设备包括检修门、检修梯、走道、照明、电气控制、避雷装置以及必要时设置的飞行障碍标志等,有时为了测试需要还设置冷却塔测试部件。
上述各种部件的不同组合,构成各种形式和用途的冷却塔:开放点滴式冷却塔、风筒式自然通风冷却塔、抽风(或鼓风)逆流式冷却塔、抽风横流式冷却塔等。
图1 冷却塔简图四、冷却塔供冷系统冷却塔供冷按冷却水是否直接进入空调末端设备来划分可分为:冷却塔直接供冷系统和冷却塔间接供冷系统。
4.1 冷却塔直接供冷系统冷却塔直接供冷系统是一种通过旁通管道将冷水环路和冷却水环路连在一起的系统。
在夏季,系统在常规空调水系统条件下工作,在过渡季和冬季,当室外湿球温度下降到某个值时,就可以通过阀门打开旁通,同时关闭制冷机,转入冷却塔供冷模式。
直接供冷系统的主要特点是:系统形式较简单,没有中间换热过程,因此在相同室外气象条件下可利用的冷水温度较间接式系统低;开式系统的冷却水易受大气污染,在进入冷水系统后会造成系统内腐蚀或结垢,从而缩短系统使用寿命,影响系统运行的稳定性,因此此系统需要采用专门的水处理设备;直接供冷时整个空调水系统管路发生较大变化,需校核水泵性能是否匹配。
图2为冷却塔直接供冷系统图。
图2 冷却塔直接供冷系统图4.2 冷却塔间接供冷系统冷却塔间接供冷系统是装设一个板式换热器,将冷却水环路和冷水环路隔开,使之相互独立,不直接接触,能量传递依靠板式换热器来进行。
图中实线即为系统在冷却塔供冷状态运行时的流程示意。
这种方式的特点是冷水不受冷却水的污染,但与冷却塔直接供冷相比,存在中间换热损失,效率有所将低。
间接式系统的主要特点是:冷却水环路与冷水环路相互独立,保证了冷水管路的卫生条件;因为存在一个换热过程,与直接式供冷系统相比,若达到同样的供冷效果,要求冷却水温度更低一些,一般相差C~1;增加了换热设备和较2多管道,系统形式相对复杂;由于冷凝器与换热器一次侧,因此需要对冷却水泵和冷水泵均进行校核。
目前正规的空调工程中,为保障系统运行的可靠性,多选择间接式供冷系统。
图3为冷却塔间接供冷系统图。
图3 冷却塔间接供冷系统图五、影响冷却塔供冷系统经济性的主要因素提高系统经济性,换句话说就是通过对空调水系统的设计和优化,最大限度地利用冷却塔供冷,增加冷却塔供冷时数。
影响冷却塔供冷系统经济性的因素主要有以下几点。
5.1 系统的供冷温度选择合理的冷却水供水温度,既可以满足室内冷负荷的要求,又能最大限度地增加冷却塔供冷时间,从而降低运行费用,达到节能效果。
5.2 系统设备选择在一定的室外湿球温度和建筑负荷条件下,冷却塔填料尺寸越大,其出口水温越低,因此,合理选择冷却塔可以最大限度地增加供冷时数。
如果条件允许,可以串联多台冷却塔来增加冷却效果,从而增加供冷时数。
5.3 地理气候条件我国地域辽阔,由于北方地区低于给定湿球温度的时数多于南方地区,所以,北方地区采用冷却塔供冷有更好的节能效果。
根据不同地区的气候特点,选择尽可能高的冷却塔供冷切换温度,最大限度地增加冷却塔供冷时间,从而增加节能潜力。
5.4 建筑负荷特点对于带有内区的办公大楼、大型实验室以及具有高显热的大中型计算机房,一般都有全年稳定的冷负荷,在冬季和过渡季节,利用冷却塔供冷会节省大量的运行费用,因此有广阔的应用前景。
六、结语冷却塔供冷技术在我国发展很快,我国的大部分地区,特别是严寒地区,在过渡季节采用冷却塔供冷技术不但可以满足空调舒适度的要求,还可以减少冷冻机的运行时间和降低供冷费用,具有明显的经济效益。
因此,在能源供应日益紧张的情况下,冷却塔供冷技术具有很好的应用前景。
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