[01158596]HEMS深井降温技术系统分析

本项目主要应用于煤矿深井降温领域。目前煤矿开采越来越深,深部开采降温迫在眉睫。经国内外降温技术对比,HEMS降温技术具有明显的优势。HEMS技术原理：利用矿井各水平现有涌水,通过HEMS设备从中提取冷量,然后提取的冷量与工作面高温空气进行热换,降低工作面的环境温度及湿度,同时置换出的热量作为地面供热及洗浴的热源。该系统主要利用矿井涌水,保证了资源的可持续利用和发展,整个生产系统闭路循环,无污染,减少了废气废物的排放,保护了生态环境,具有显著的社会效益。 本项目深入分析HEMS系统的降温过程,从理论公式和数值模拟两方面进行系统建模,得出结果如下： 1、分析了HEMS-I的逆卡诺循环原理,针对压缩机和膨胀阀进行公式建模;针对蒸发器,冷凝器的工作过程,给出了简化模型,由于制冷剂的状态难以确定,进行系统数值模拟还有一定难度。 2、分析了HEMS-PT的工作原理,HEMS-PT换热效果明显,很好地传递HEMS-I和HEMS-II的冷量;模拟结果与实测数据对比,符合实际情况。为今后从换热板的波纹深度,角度,进水速度,压强等方面进行更细致的分析提供了基础。 3、通过对水路循环的数值模拟,给出降低冷量损失的措施：保温材料选用选聚氨酯夹芯卷材,厚度越大效果越好; 水路循环管道尽可能短些;循环冷源是不是可以选用液氨,比热要比水大。 4、对HEMS-II数值模拟及工作面降温效果模拟,模拟结果与实测数据吻合良好,为今后HEMS降温效果与分析提供理论基础。 总之,该课题在研究HEMS深井降温工作原理的基础上,确立了系统关键设备的主要运行参数,从理论公式和数值模拟两个方面对HEMS-I、HEMS-PT、HEMS-II和水路循环进行系统建模,模拟分析了HEMS降温过程,提出HEMS降温优化参数,提高了系统的工作效率。利用FLUENT软件模拟了HEMS-II、巷道和工作面内空气温度的分布,模拟结果与实测数据基本吻合,为HEMS-II、巷道和工作面内风温预测提供了分析方法。