2012第七章矿井人工制冷系统.pptVIP

矿井热害防治第七章 矿井人工制冷系统 主讲：邓权威 河南理工大学安全学院 上节内容回顾 (一)非人工制冷措施 加大通风是一种容易做到、经济有效的措施。但是，加大通风是有限的，当矿井原岩温度高于35℃时，需要考虑人工制冷降温，增大风量会恶化工作面气候环境，《煤矿安全规程》对风速有明确限制，如回采工作面风速不能超过4m/s。 另外： 尽量缩短矿井进风路线的长度， 矿井进风巷道应尽量布置在浅部岩层中， 矿井进风流应尽量避开局部热源的影响。 此外，减少采空区漏风、巷道壁隔热、采空区全面充填或风力充填、注水预冷煤层以及热水治理等都有一定的降温效果。 趋势：非人工制冷措施 人工矿井制冷及空调 本章主要内容 第一节 制冷系统原理 第二节 制冷剂、载冷剂和蓄冷剂 第三节 矿井人工制冷降温技术发展概况 第一节 制冷系统原理 一、 概述 二、 压缩制冷循环 三、 吸收式制冷循环 四、 蒸汽喷射式制冷循环 五、 吸附式制冷 六、 热电制冷 七、 涡流管制冷 八、 气体膨胀制冷（和压缩制冷循环一样） 二、压缩制冷循环 1 压缩气体制冷循环  -- Gas-compression refrigeration cycle （2）制冷系数 空气压缩制冷循环的缺点 1.由于吸热过程和放热过程是在定压非定温下进行的，与逆向可逆循环的相应过程相差较远，因而制冷系数低； 2.空气的比定压热容较小，则循环的制冷量也较小。 2 压缩蒸汽制冷循环 世界首台直燃机1968年在日本诞生，从1980 年起成为日本、韩国等国的主要空调设备， 占有该国中央空调市场80%以上的份额。远大1992年 开发成功中国首台直燃机，1996年成为全球直燃机 产销量最大的企业，至2002年已出口20余个国家， 在中、美等国市场占有率为同行之首。 第二节 制冷剂、载冷剂和蓄冷剂 CO2、NH3、SO2 卤代烃（氟里昂Freon） 是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。可以分为三类： ? 全卤代烃，分子中只含有氯、氟、碳原子，称为氯氟烃，简称CFCs；如R11，R12，R13等； ? 氢氯氟烃，分子中除氯、氟、碳原子外，还有氢原子，简称HCFCs，如R22； ? 氢氟烃，分子中没有氯原子，而有氢、氟、碳原子，简称HFCs，如R134a。 《蒙特利尔议定书》 联合国环保组织1987年在加拿大蒙特利尔市召开会议，36个国家和10个国际组织共同签署了《关于消耗大气臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，我国1992年正式宣布加入修订后的《蒙特利尔议定书》 对于CFCs：发达国家，从1996年1月1日起完全停止生产和消费；发展中国家，最后停用日期是2010年； 对于HCFCs：发达国家，从1996年起冻结生产量，2004年开始削减，2020年完全停用；发展中国家，从2016年开始冻结生产量，2040年完全停用。 以上时间表可能还会提前。 常用制冷剂的分类： 无机制冷剂 氟里昂 混合制冷剂 制冷剂代号 制冷剂的编号方法:制冷剂 一律由R代表 1.无机制冷剂 R 后第一个数字为7,后两位数字为该物质的分子量.如R717 、Ｒ718。 2.氟里昂的化学通式为CmHnFxClyBrz 氟里昂简写符号在Ｒ后的数字依次m-1,n+1, x,若化合物中含有溴原子时再在后面加Ｂ和溴原子的 个数．如二氯二氟甲烷（ＣF2Cl2)即R12. 3.混合工质中的共沸工质的编号在R后第一位为数字5,如R502,R503 . ：R5()() （按命名先后顺序） 4.非共沸混合物：R4()() （按命名先后顺序） 常用制冷剂 一、无机化合物 1.水(R-718) 吸收循环一般用水作为制冷剂，溴化锂为吸收剂. 水无毒、不可燃、来源丰富。是一种天然制冷剂. 常用制冷剂 二氧化碳 (CO2) (R-744) 二氧化碳(CO2)是一种天然制冷剂. 它在19世纪末20世纪初停止使用，现在正在研究重新对它的使用。用于蒸气压缩循环正位移压缩机。在32℃ 时CO2的冷凝压力超过6MPa，这是一个挑战。而且，CO2的临界点很低，能效差。尽管如此，仍可能有一些应用，如复叠制冷，CO2将是有用的。 第三节 矿井人工制冷降温技术发展概况 现代制冷技术是19世纪中后期发展起来的一门学科，将制冷技术应用于矿井降温工程始于20世纪20年代，但迅速发展并广泛应用是在20世纪70年代之后。 在矿井制冷降温技术方面，国外以南非、西德、日本以及前苏联等国为首，从20世纪70年代展开了矿井空调人工制冷技术的研究。 研究主要集中在制冷器及空冷器的研制，如德国使用的光管式空冷器、南非使用的翅片式空冷器、美国使用的喷淋式空冷器等 我国于20世纪