基于矿井热害对井下职工健康危害的考虑,研制出了一种冷风型矿用制冷机组,该机组首次采用半封闭式螺杆压缩机,克服了开启式活塞机和螺杆机的性能缺陷。介绍了制冷机组基本原理、测试过程以及应用情况,结果表明:该制冷机组性能良好、运行稳定可靠;设计工况下机组的制冷量达到440 k W、COP达到3.6、蒸发器的空气流通阻力仅为510 Pa;在紧急情况下机组的安全保护性能可靠。
为有效治理煤矿井下存在的高温热害现象,开发了制冷量为400 k W的ZL400/660半封闭式螺杆制冷机组,介绍了其工作原理、结构特点及主要技术指标,并利用自建的检测平台对其运行工况参数进行测试。结果表明:该制冷机组运行稳定,设计条件下机组实际制冷量为420 k W,制冷性能系数达到3.4。同时以ZL400/660制冷机组为核心,建设了局部冷水、冷风降温系统,利用矿井涌水和回风综合排热,使掘进工作面100 m范围内干球温度平均降低5.6℃,湿球温度平均降低8.5℃,相对湿度平均降低20%,该降温系统可以用于治理矿井深水平开拓期间掘进工作面产生的高温热害,为我国矿井高温热害治理提供技术与装备支持。
针对矿井降温用螺旋盘管空冷器的结构特点,首次提出了完整的传热和压降计算方法,并对常用的400 k W空冷器进行优化设计。试验测试证明,采用该计算方法设计的换热器的换热性能满足要求,壳侧空气流通阻力和管内水的实测流动阻力分别比计算值平均高出14.4%和6.9%,根据试验测试结果,提出了提高设计精度的方法。
