автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка безопасной установки температурного режима в кабине горных машин для условий Севера

РГб од

, ,,, .. лРОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК I \ -'-^' ОРДЕИ^ ЛЕНИНА СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА СЕВЕРА

На правах рукописи

Слепиов Виталий Иннокентьевич

УДК 621.472:621.997

РАЗРАБОТКА БЕЗОПАСНОЙ УСТАНОВКИ ТЕМПЕРАТУР ОГО РЕЖИМА В КАБИНЕ ГОШ2С МАШИН ДЛЯ УСЛОВИЙ СЕВЕРА

Сп'.чта/п мости 05.26.01 -05.05.06 -

"Охрана труда и пожарная безопасность" (промышленность)

"Горные машины"

Автореферат лиссертатои на соискание ученой степени кандидата технических наук

Якутск 1093

Работа выполнена в Институте горного дела Севера СО РАН

Научный руководитель: докг.техн.наук, проф.В.У.Изаксон

Официальные оппоненты: докт.техн.наук, проф.В.Н.Пуаырев

кавд.техн.наук, с.н.с.В.И.Демидов

Ведущее предприятие - Институт охраны труда Совета ФНПР

Защита диссертации состоится "2 " 1993 г.,

в час. ОО мин, на заседании специализированного совета К 135.02,01 в Восточном научно-исследовательском институте по безопасности работ в горной промышленности. ,

.адрес: 650002, г.пемерово, ул.Институтская, 3, ВостНИИ.

С диссертацией можно ознакомиться в секретариате Ученого совета института.

Автореферат разослан " / " ¿//гУ//У? 1993 г.

Ученый секретарь специализирогэнного совета,

канд.техн.наук

ОЪ^ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Горнодобывающие отрасли занимают определяющее место в промышленности Северо-Востока страны. 3 них сосредоточена значительная часть трудовых ресурсов. Сложившаяся сырьевая специализация Сибири, крайнего Севера, Дальнего Востока и Арктики в огромной степени влияет на состояние экономики всей страны, так как северные регионы являются крупнейшими поставщиками валютной продукции: алмазов, золота, меди, вольфрама, олова, нефти, газа, коксующихся углей и др.

Анализ показывает, что в зоне Севера сосредоточен значительный парк техники: более ЬОО тис.автомобилей, 250 тыс.тракторов, V,5 тыс.кранов, б тыс.бульдозеров,"б тыс.экскаваторов, н тыс.буровых установок, более ¿0 % дражного флота и пр. ¿сего в регионе находится более а млн.единиц машин, работающих в экстремальных условиях.

По данным дН СССР ежегодный ущерб, который наносит народному хозяйству Севере использование технжи, не приспособленной к условиям эксплуатации, составляет о7-Ъи млрд.рублей, в том числе прямые убытки - около 1а млрд.рублей (по ценам 1У90 г.).

При разработке техники для Севера одной из задач является создание кабины с комфортными условиями труда, в частности» по теплотехническим характеристикам. Существующие вида теплоснабжения не обеспечивают температуру воздуха внутри кабин горных машин, регламентированную ГОСГ 12.2.1иэ-¿о, который требует, чтобы б зимний период перепад температуры в вертикальном разрезе не превышал о°С.

летом проблемой является охлавдение воздуха в кабинах горних ма-иин, поскольку штатные компрессионные кондиционеры воздуха в первые же месяцы эксплуатации выходят из строя и в дальнейшем не используются. Причиной нефункционирования этих аппаратов, по-видимому, является вибрация, которая всегда имеется в горных машинах, ¿ибрсустсйчивый агрегат, в котором осуществляется кондиционирование воздуха для кабин горных машин, для условий Севера не разработан. Подобная система может быть создана на основе полупроводниковых термомодулей, характеризующихся достаточной экономичностью, простотой монтажа, отсутствием химического агента, движущихся частей и виброустойчивостью.

Работа является составной частью тематических работ, вылол-"' ненных лабораторией, "моделирование результатов технологических воздействий" Института горного дела Севера Си РлЬ в рамках хоздоговора Л' 66-01, Мсследование и разработка системы регулирования температурного режима в кабинах горных машин в условиях Севера", реализованных на Кангаласском угольном разрезе ПО "Якут-уголь", "моделирование результатов технологических воздействий на массив многолетнемерзлых пород" (№ 0167.ииаЪОЗб).

Ядея работы заключается в осуществлении обогрева и охлаждения воздуха в кабинах горных машин с применением эффекта Пельтье на полупроводниковых термомодулях при подаче постоянного электрического тока,'что позволяет управлять температурным режимом воздуха в ограниченном объеме.

Ыель работы. Разработка технических средств и методики иЛ-расчета, обеспечивающих регулирование теплового режима воздуха в кабинах горных машин на основе полупроводниковых термомодулей, позволяющих улучшить санитарные характеристики микроклимата кабин в условиях Севера.

■Задачами исследования являются:

получение зависимостей основных параметров полупроводниковых термомодулей от величины подводимого электрического тока и климатических условий Крайнего Севера;

разработка методики расчета'температурного режима воздуха, исходя из теплового баланса кабины горной машины в стационарных условиях, при воздействии холодного климата с учетом физических констант, энергетических характеристик полупроводниковых термомодулей и физических параметров воздуха;

исследование температурного режима в кабинах горных ь^шин в условиях Севера, экспериментальная проверка методики рас юта теплового режима в натурных условиях и уточнение методики оптимизации, параметров' полупроводгик.Бых терломодулей по критерию минимальной энергоемкости;

составление исходных данных для предложения к техническому ■..едашы на разработку системы регулирования теплового режима в кабинах горных машин на основе полупроводникового термомодуля.

ыетодь: исследования:

лаборагорние исследования зависимостей параметров полупро-

водникознх ермомодуле й;

физическое моделирование тепловых режимов в кабине горной машины;

метода математической статистики и номографирования пр ■ обработке результатов эксперимента;

натурный эксперимент по проверке полученных результатов.

Научные положения, разработанные лично автором и защищаешь.1 в работе:

регулирование теплового режима кабин горных машин в ус/хг.к-ях Севера эффективно осуществляется полупроводниковыми термсмо-дулями;

оптимальное значение силы тока в системе полупроводниковых модулей составляет чО А, при этом перепад температур воздуха в вертикальном разрезе не превышает 6°С;

до ^и а зависимость теплопроизводительности полупроводникового термомодуля от силы тока можно считать линейной;

по значении отопительного коэффициента полупроводниковых термомодулей территория Республики Саха (лкутия) может быть разделена на шесть зон со значениями расчетного отопительного коэффициента: I - ¿,¿6; П - 2,^; И1 - 2,14; 1У - 2,57; У - 2,52; У1 - г,о'/.

достоверность научных положений:

обосновывается использованием эксперимента как основы для их разработки;

положительным результатом натурного эксперимента по ругели-ровалим температуры воздуха в кабине экскаватора устройством на поплупроводниковых термомодулях.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем: 0

впервые при помощи эксперимента на физической модели и в натурных условиях доказана эффективность использования полупроводниковых термомодулей для кондиционирования воздуха в кабинах горных машин ь условиях Севера;

впервые для этих условий получены формулы и номограммы, позволяющие рассчитывать параметры и конструировать кондиционеры для горных машин.

личный вклад автора состоит:

в разработке методики и проведении эксперимента по иссле-

дованию энергетического параметра полупроводниковых термомодулей;

в разработке методики, изготовлении модели и проведении лабораторного эксперимента по изучению распределения температуры воздуха вокруг рабочего места оператора;

в разработке методики и проведении натурного эксперимента по изучению распределения температуры воздуха в вертикальном разрезе внутри кабины горной машины;

в районировании территории пкутии по отопительному коэффициенту и разработке средств для оптимизации параметров полупроводниковых термомодулей по минимальной энергоемкости;

в разработке предложений к техническому заданию на полупроводниковое устройство.

Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что:

. устаноэлена зависимость среднегодового отопительного коэффициента полупроводниковых термомодулей от продолжительности периода отрицательных температур и по ней произведено районирование Республики Саха (пкутия);

построена номограмма по оптимизации параметров полупроводниковых термомодулей по критерию минимальной энергоемкости с учетом физических констант полупроводников и температуры наружного воздуха;

разработаны предложения к техническому заданию на изделие -полупроводниковое устройство для регулирований теплового режима в кабинах горных машин в северном исполнении.

Реализация результатов габоты. Полученные результаты темы 1МР "Исследование и разработка экспериментального устройства для регулирования температурного режима в кабинах горных машин" были внедреш в 110 "Нкутуголь". Результаты диссертации были использованы при разработке государственной научно-технической программы 'Техника Российского Севера" (Постановлено правительства Российской Федерации от 12 мая 1992 г., № ЗОВ, г.Москва).

Апробация работы. Работа докладывалась, обсуждалась и полу-чи.ле; одобрение:

I. на I Республиканской кин:|сренции молодых ученых и специалист«!: пс сокции 'Технические п^обкемы Севера", мкутск, 197а.

'¿. На лУ¡1 исесоюзном семинаре "Горная теплофизика", икутск, lydo г.

а. На лУш всесоюзном научном семинаре по горной тепло^зике "Абсорбционные установки для кондиционирования рудничного воздуха". Киев, Ivo/ г.

ч. На заседании научного семинара отдела термодинамики газовых потоков *1нститута технической теплофизики'«И УССР, лиев, Iödy г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы Ъ печатные работы и получено I авторское свидетельство.

Структура и объем работы. Диссертация состоит и введения, 4 глав и заключения, изложенных на 132 страницах машинописного текста, содержит ¿5 рисунков, 7 таблиц, 5 приложений и список литературы из öl наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РШЯи

d первой главе ",ан сбзор и анализ вопросов использования ' полупроводниковых термомодулей для регулирования температуры воздуха в ограниченном объеме, экспериментальные исследования по изучению энергетических характеристик термоэлектрических модулей и регулирования теплового режима традиционными методами в кабинах горных ыааин при воздействии холодного климата в настоящее время.

Анализ состояния вопроса и выполненных исследований позволил сформулировать цель к задачи работы.

14&лыо экспериментальных исследований явилось определение теплопроизводательности, отопительного коэффициента, разности температур воздуха в горячем и холодной каналах, холодопроизво-дительности полупроводниковых термомодулей и в исследовании распределения температуры воздуха внутри физической модели на участках.

для решения этих вопросов была изготовлена модель кабины экскаватора ЭКГ—1,оБ в масштабе I : 1,У. количество окон и дверей и конфигурация модели соответствовали реальной кабине.

b эту модель помещались полупровдниковые термомодули, которые имели два изолированных канала по теплу и холоду, что привело к созданию двух входов и двух выходов*

tí

для измерения температуры воздуха вокруг условного места машиниста устанавливались термодатчики хроме ".ь-копелсвого ¿ипа в гор' •■октальной и вертикальной плоскостях, а другая система тер-модатчикор располагалась на входах и выходах в горячем и холодном каналах.

На первом этапе определялись значения температуры воздуха, выходящего из горячего и холодного каналов полупроводникового модуля в зависимости от силы тока, которая изменялась в пределах от о до ои л с интервалом 5 А.

lio результатам выполненных исследований определялись вид функциональных зависимостей тепло-холодопроизводительности, разности температуры между горячим и холодным каналами, отопительного коэффициента от воздействия силы тока методом наименьших квадратов (рис.1).

корреляционное отношения для • разности температуры воздухе в горячем канале равнялось ü,tw, а в холодном - U,?'/. Значение корреляционного соотношения для отопительного коэффициента равнялось 0,Ш.

<

Из графика видно, что при достижении силы тока значения 40 А прекращается дальнейший рост разности температуры воздуха в холодном■канале полупроводникового термомодуля, '""о свидетельствует о достихен"ч Дл оптимального соотношения спы тока.

РисЛ. Зависимость тепло-холодо-производительно^ти, отопительного коэффициента и разности темп^па тур от силы тока

Результаты измерений значения температуры воздуха в области

1уки, ноги и головы условного места машиниста внутри физической

модели в зависимости от силы тока подвергались регрессионному

анализу, ш:л?дств;'.е чего получено уравнение вида

3 = :?..эт< 5,2T2-14,2Tj + 0,5T4+4T5-I7.4u-1000,

i'At: 2 - сила тока, л;

Ol,

Г, - гс^ература воздуха у леа'о;; руки машиниста, К;

\ - температура воздуха у сиденья машиниста, Т3 - температура воздуха в области спины машиниста, °К; Т4 - температура воздуха у правой руки машиниста, °К; Т5 - темпера!.ра воздуха на уровне головы машиниста, °К; Т. - температура воздуха на уровне потолка кабины (модели),

Л:

Средняя квадратичная ошибка регрессионного уравнения составила 1,ь % и полученная зависимость проверялась на адекватность по критерию химера,-который показал, что полученное уравнение адекватно описывает зависимость силы тока от температуры воздуха вокруг условного места машиниста.

РЕГУлиНлЭлпмЬ ТЫиюЬСГО Рьл»Ъ«ц1 6 ЫзИЬЬ ГиРНдХ «шиШ

па иСнийс, НилУИРоВидпИлилл ТЬРЛыОДУлЬп Б ИРи-шЦшШШХ УСЛихМлХ

аля проведения промышленного эксперимента в натурных условиях необходимо учитывать следующие положения:

I. обоснование работоспособности полупроводникового термомодуля при воздействии низких температур на кабину горных машин с учетом тепло^изических характеристик полупроводников и наружного воздуха.

определение значения среднегодового отопительного коэффициента полупроводникового термомодуля в различных районах Севера с учетом продолжительности отопительного сезона и районирование их по этим показателям.

Ъ. получение равномерного распределения температуры воздуха по вертикальной плоскости внутри кабины горных машин вокруг машиниста.

Обоснование работоспособности полупроводникового тег^омодуля было выполнено с учетом среднегодовой температуры воздуха, которая имеет отрицательное значение, и для этого периода года был составлен тепловой баланс кабины, который выражается уравнением

(Зт + Оц - 0ОГР - Овент. = О, (1>

где 0Т - количество тепла, необходимое для нагревания наружного воздуха в ограниченном объеме, Ьт;

0аг(1 - потери тепла через ограждающие конструкции кабины, ¿т;

Овеит. ~ количество тепла, необходимое для вентиляции кабины, Вт; - количество тепла, выделяемое человеком, Вт.

В уравнении (I) компонент 0„ составляет по отношению к о %, поэтому в расчете этим членом можно пренебречь. Тогда после некоторых преобразований получим окончательную формулу

, . еЗТг + 0,5 З2!? - КлТсп

где е - диффенциальный коэффициент терыо-э.д.с. термоэлемента, В/град.;

3 - сила тока, протекающего через термоэлемент, Л;

К - электрическое сопротивление термоэлемента с учетом коммутации, им;

К - теплопроводность териоэлемента с учетом межканальной изоляционной стенки, ат/град; дТсп- разность температур спаев, град.;

В формуле (2) получено выражение, которое описыгает температуру воздуха в кабинах горных машин в зависимости от температуры, плотности, удельной теплоемкости и расхода воздуха, качества полупроводниковых термоэлементов, разности температур между спаями и силы тока.

Но результатам решения формулы (2) были составлены графики зависимости омического сопротивления и термо-э.д.с. полупроводникового термомодуля от температуры наружного воздуха, которые имеют нелинейный характер (рис.2). Такое же соотношение получи-лосб в зависимости температуры воздуха внутри кабин горных машин от расхода наружного воздуха (рис.3).

Одним из основных параметров полупроводниковых термомодулей является среднегодовой отопительный коэффициент, который рассматривался относительно южной и европейской частей СНГ. Однако в этих работах не исследовалась зависимость среднегодового отопительного коэффициента полупроводниковых термомодулей от температуры наружного воздуха и длительности 'отрицательных температур в условиях Севера.

Продолжительность отопительного сезона на Севере колеблется от ооио до МШ часов, для определения ее в различных регионах Севера, на примере лкутии, из климатических таблиц было выбрано число часов стояния наружных температур в 20 географических пунктах лкутии. По фор-муле кривой объединены о различных

райнов для территории лкутии, примерно с одинаковыми температурными условиями.

lio полученным кривым для кавдой зоны были определены значения среднегодового отопительного коэадициента полупроводникового термомодуля, которые приведены в табл.1.

Таблица I

Значения отопительного коэффициента термомодуля для шести зон лкутии

"Г

Г

Кот | I зона ¡11 зона ¡111 зона |1У зона |У зона ¡У1 зона

1*5,5 360,4 215,4 455,5 100

1,00 ¡afc.i 205 213,4 Ь3,7 150,1

327,6 30*,7 211,0 267,3 275,У 3to,7

2,1 343,2 1о7,7 2Id,7 2d6,5 253,7 37-1,5

2,5 30d,I 2о?, 4 22У,5 30?,d 2ád, 4 370,2

г,Ó 150 I4U loo IbO 150 Ioü

ь,г 270 27и 2¿0 240 2У0 29

3,7 <¿¿0 400 520 ' 4ÓÜ 44U 410

С использованием методов вычислительной математики были об-

работаны данные табл.1 и получено регрессионнсе уравнение

^зт'174-8,* 10' 10 V, , (3)

где //,, %, Ыъ % Л^, //5, - число часов стояния наружной температуры воздуха соответственно в I, Д, ¡¿, 1У, У, У за&х лкутии.

Исследование полученного уравнения (3) с помощью критерия уиаера показало, что данное уравнение адекватно описывает зависимость отопительного коэффициента от длительности низких температур в различных зонах Лкутии. Средняя ошибка аппроксимации составляет 3,э %.

для исследования температурного режима в натурных условиях было разработано и изготовлено нагревательное устройство, состоящее из блока термомодулей и двух воздуховодов на горячей и холодной сторонах модуля. Атмосферный воздух нагнеттацим вентилятором

подавался по "горячему" каналу в кабину экскаватора ЭКГ—*,6Ь. отработанный воздух всасывашим вентилятором по "Холодному" каналу выбрасывался в атмосс^еру. Изменения температуры производились хрсмель-кспелевыми термопарами.

'Термодатчики располагались Енутри кабины в области левой и правой ног о,6), левой и правой рук 0а\» 3,4), головы и спины ¿.М<* 1,2) машиниста-оператора. Результаты измерений приведены в табл.2.

'Гаолща 2

Результаты измерений в натурных условиях

I (°С) [ г (°С) | 3 (°С) У 4 (°С) У о (°С)У о (°С)

1о -07,3 -06,6 -30,3

-¿.Ó, и -¿4,1 -¿о;? -¿1,7 -¿1,2

-1и,о И- V,¡¿ - о,1 - V.0 - ó,а -0,7

•tv + 0,0 + ó,7 + 0,0 + '¡,2 -t- 0,'i

DJ +'¿V,\J ->■¿1,0 +¿3,0 +21,'¡t +2ч,э

лак показывает данные табл.^, разность температур воздуха в вертикальном разрезе tía участках нога-голова машиниста не превышала о°С, что соответствует санитарным нормам, регламентированным в ГоСГ Iü.Z.Iüó-oo.

Сравнение экспериментальных данных (табл..:) с диаграммой по определению температуры воздуха внутри кабины в зависимости от значения силы тока показало, что разница медду ними составляет d-Ió ото дает возможность утвервдать, что методика расчета по определению температуры воздуха внутри кабины достаточно точна и ее можно использовать на практике.

пак видно из табл.2, полупроводниковые термомодули обеспечивают такую температуру воздуха вокруг машиниста-оператора, которая является одним из видов комфортности условий труда горнорабочих.

ОШццЫЛиШ ШШмй/шйиХ ЦйРЯииДРив Ш^иРО^дЬЙдиЗаХ ТШ«ишдУл£^1 й ТКХШйи-ЫчиНи^ЧЕОии1 ицЩЬА ЬОД^дНиСГИ ИСШЛьЗихШШ ЙХ. РШМРОйНгМН ТЬыНКРАГ.УРа сЮЭД/ХА Ь КАЫНлХ ГОРЬал илиШ

г* кацестве экономического критерия при сравнении различных вариантов теплоснабжения кабины горной мшпикы принимаются приведенные энергозатраты, отнесенные к единице расчетной теплопроиз-водительности источника теплоснабжения.

Но приведенным затратам окончательная формула для номографирования выглядит так

^ХТ^+Т^ (5)

где X, - удельные капвложения в котельную, тыс.руб^.Гкол/ч); Хг - удельные капловжения в тепловые сети, тыс.руб./ СГкал/ч);

Х3 - удельные капвложения во внутренней систему отопления, тыс.руб_/(Гкад/ч);

- удельный расход натуарльного топлива, т.н.т./(Гкал/ч); X? - замыкающие затраты на топливо, тыс.руб./т.у.т.;

Хв - полные замыкающие затраты на электроэнергию,

тыс.руб.ДыВт/ч); Х7 - годовое число часов использования максимальной тепло-производительности полупроводникового термомодуля, ч/год;

Х8 - отопительный коэффициент;

- максимальная теплопреизводательность полупроводникового термомодуля, Вт.

Постоянные параметры Р, Р, , ?г, Р,, Р4 , Ру, Р6 имеют соот--етственно значения: 0,12; и,2; 0,24; 5,4'1и~э; 0,4106; 0,<36;

1и6.

Построенная номограмма показывает, что применение полупроводникового термоыодуля в условиях Севера на 20-72 % экономичнее по удельныл приведенным затратам по сравнению с традицион-

ныни видами теплоснабжения кабин. Погрешность определения экономического критерия составила ¿¡,6-<1,7 %.

Гопло-хслодопроизводительность полупроводниковых термомодулей зависит от значения силы тока. По зависимость физических параметров полупроводникового ?ормомодуля от температуры наружного воздуха никем не учитывалась, поэтому расчеты проведены чсходя из уравнений теплового баланса на спаях полупроводниковых термо-модуде.Ч

а, - О.БЗ^-КСГ,--!;); (7)

а = ат,:) - О^э1^-к(т,-т.), (в)

где и - величина рабочего тока, л;

К! - омическое сопротивление термоэлемента, Ом; ^ - коэффициент (¿/орш выпрямленного тока; Т0 - температура холодного спая, Т, - температура горячего спая,

(2 - холодопроизводитсльность полупроводникового терыо-модуля, аг;

0-, - теплопроизводительность полупроводникового терыо-

модуля, ит; а - терыо-э.д.с. термоэлемента, мкь/гр. для номографирования уравнения (7) и (Ь) приводили к более удобному виду

о^а, - а* ;

где 0, =0(ЗТг - теплота Пельтье; 0«, »<Х"ЗТх - теплота Пельтье; 0г * - тэпдота Дяоуля;

Оз * КдТсп - теплота йурье.

Для определения каждого из слагаемых в формулах Ы и (Ю) построены номограммы (рис.*).

Пользование номограммами поясняется ключом.

О,к

0,25

-

3 С

«.У

/А

< Ц7) у

Я

ггв

на

и

'Рис. 2. Зависимость термо-о.д.с. и омического сопротивления тормомодуля от значения наружного воздуха

Рис. 3. Ьзбпсимость температурь воздуха в кабине от расхода воздуха

Рис. 4. Номограмма для определения теплоты, Пельтье (а), теплоты Дхоуля (б), .теплоты Фурье (в).

для определения значения теплопроизводительности одного термоэлемента воспользовались формулой (9), а для холодопроиз-водительности - выражением (10). Необходимое количество полупроводниковых терыомодулей выбиралось суммированием количества термоэлементов, которые сортировались с учетом силы тока л периода .продолжительности низких температур наружного воздуха.

Таким образом, изменяя значения силы тока и учитывая длительность отопительного сезона, можно оптимизировать параметры /полупроводниковых изделий по минимальной энергоемкости.

ЗалЛ1)ЧКНИЕ

Н диссертационной работе решена актуальная научная задача , разработки технических средств и методики их расчета, обеспечивающих регулирование теплового режима воздуха в кабинах горных машин на основе полупроводниковых термомодулей и позволяющих улучшить санитарные характеристики микроклимата кабин в условиях Севера.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что регулирование теплового режима в кабинах горных машин эффективно осуществляется в зимний и летний периоды года при помощи полупроводниковых термомодулей, которые отличаются виброустойчивостью, погаробезопасностью, отсутствием едовитых и вредных выделений.

2. Установлено, что оптимальное значение силы тока в системе полупроводниковых термомодулей для регулирования температурного режима в кабине горных машин составляет Ф А, при этом градиент температуры воздуха в вертикальной плоскости не превы- , шает о°С, что соответствует санитарно-гигиеническим нормам, предусмотренным в ГОСТ 12.2.ЮЬ-с!5.

3. выявлено, что зависимости тепло-холодопроизводительности полупроводниковых термоыодулей от силы тока имеют линейный харак- ' тер. Получены регрессионные уравнения (козффициг :т корреляции 0,77-и,Уа). Зависимости номографированы, что облегчает процесс оптимизации системы.

4. Определено значение среднесеэокного отопить!ьного коэффициента полупроводниковых термомодулей и по ним проведено рай-

1о

CHKfoD.yi.ie территории Республики Саха (лкутия), с учетом графиков стояния отрицательной температуры наружного воздуха. Территория разделена на шесть зон со значениями расчетного отопительного коэффициента I - ¿,оо; и - и - 1У - «¿,о7; У -Л - ¿,э7. Статистический анализ подтвердил адекватность полурегрессионных формул по зонам, о. Разработана методика расчета температурного режима воздуха, исходя кз теплового баланса кабин горных машин в стационарных условиях, при воздействии холодного климата с учетом физических параметров, энергетических характеристик полупроводниковых термомодулей и температуры, удельной теплоемкости, плотности, расхода наружного воздуха.

о. Исследована температура воздуха вокруг оператора в кабине горной машины в зоне холодного климата, проведена проверка методики расчета температурного режима по экспериментальным данным, полученным в результате промышленного эксперимента, и уточнена методика оптимизации параметров полупроводниковых термомодулей по критерия минимальной энергоемкости, что дсют возможность уменьшить количество используема термомоду лей.

7. Создана и испытана экспериментально-промышленная установка для регулирования теплового режима в кабине горной машины в условиях Севера на основе полупроводниковых термемодулей. Изма-рения показали, что температура воздуха вокруг машиниста-оператора распределяется почти равномерно и зависимость ее от силы тока имеет линейшй характер. Система работоспособна при воздействии холодного климата и обеспечивает достаточное количество тепла и холода.

о. Составлены исходные данные к техническому заданна на разработку системы регулирования теплового режима в кабине горной машины на основе полупроводникового термомодуля, которые способствуют созданию кабины с комфортными условиями труда операторов.

У. Построена номограмма для определения экономической эффективности полупроводниковых модулей по сравнению с традиционными методами теплоснабжения, которая показала эффективность применения термоэлектрических модулей в условиях Севера. Погрешность построенной номограшы не превышала 1и %( что приемлемо для технико-экономических расчетов.

10. Полученные результаты работы "доследование.и разработка экспериментального устройства для регулирования температурного режима в кабинах горных машин" были внедрены ¿'ПО "Пкутуголь". ..штериалы диссертации использованы при создании комплекса устройств для терморегулирования теплового состояния кабин, узлов и агрегатов машин и автоматиз'ации их работ при эксплуатации в экстремальных климатических условиях (+^0»..-ЬО°С) в соответствии с научно-технической программой "Техника Российского Севера" (постановление правительства Российской Федерации от 12 мая 1992 г., № Süd, г.шосква).

основные научные результаты диссертационной работы изложены вследующих публикациях:

1. Слепцов ri.il., Слепцов A.Ü. 0 возможности применения полупроводникового теплового насоса при регулировании теплового режима шахт Севера//Геэ.докл.молодых ученых и специалистов Технические проблемы Севера, 1970.-Нкутск.-0.22-24.

2. Слепцов ii.ll. Методика определения оптимальных параметров полупроводниковых модулей по критерию минимальной энергоемкости в горной промышленности Севера/Институт горного дела Севера CÜ РАН - Якутск, 19У2.-13 с.:ил.-Ьиблиогр.:7 назв.-дел.в ВИНИТИ. 25.UO.92 № 2i>*B-I397.

3. Слепцов В.Л. Обоснование работоспособности полупроводниковых термомодулей в условиях Севера/ Институт горного дела Севера Си РАН.-якутек, 1992.-IG с.:-Библиогр.:з назв.-Деп.в ВИНИТИ. 2.U7.92 № 203B-ItüÖ.

4. А.с.1646914 СССР, дшИ°В60Н1/22. Кондиционер воздушной среды кабины транспортного средства/Н.С.Кирпач, В.И.Слепцов, С .С .Про копьев.-К» 4652407/Ц-Ш ¡Заявлено 2I.02.Ü9; Опубл. U7.0Ö.9I. Ьюл.№ 17. Открытия. Изобретения.-1991.-№ I7.-C.64.

Подписано к печати 3I.UÖ.93 г. Заказ № 12ч. Тираж ьи экз. Объем I п.л. Печать офсетная.

лемерово. Ротапринт ВостНШ, 00UUU2, г.лемерово,

ул.Институтекая, 3