ventilacion acondicionamiento de aire

8/19/2019 Ventilacion Acondicionamiento de Aire

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El orden podría ser

- Porq acondicionar, Normas o limites dentro de os cuales se debe estar

- Fuentes q perjudican las condiciones del aire (temp y humedad)

- Como acondicionar

- Ejemplos.

Obio todo lo de intro, índice, conclu, etc!

No sabia q hacer y junte la in"o q sería de lo q reise. No encontr# mucho sobre el calentamieto del

aire. Casi todo es en"riamiento.

$e una ppt de internet

%emperatura y &umedad

'a temperatura mínima en minas debe ser mayor que C para eitar con*elamiento de

a*ua en ca+erías o piso de *alerías.

'a temperatura debe ser tal que produca una sensaci-n t#rmica con"ortable, lo cual

depende tambi#n de la humedad y elocidad del aire o brisa/.

$ependiendo de la condici-n *eo*r0"ica y1o estacional se puede requerir calentar o en"riar

el aire de entilaci-n.

%emp

'a temperatura al interior de una mina subterr0nea depende de arios "actores2

%emperatura del aire e3terior

Calentamiento por compresi-n del aire durante descenso a la mina

%emperatura de la roca

Procesos endot#rmicos

Procesos e3ot#rmicos

4ntensidad de la entilaci-n

5umento de temperatura por compresi-n

'a temperatura de los *ases aumenta si aumenta la presi-n (P6 7 n8%)

En el caso del aire se tiene que la presi-n atmos"#rica es inersamente proporcional a la

altura sobre el niel del mar.

5 medida que pro"undiamos en una mina la presi-n atmos"#rica aumenta, por lo tanto

tambi#n lo hace la temperatura.


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Por este e"ecto, la temperatura aumenta a ra-n de 9C por cada 9::m de pro"undidad o

9:C cada 9 ;m.

%emperatura de la 8oca

'a temperatura de la roca en la capa super"icial (: a radiente >eot#rmica

?e de"ine como la di"erencia de temperatura por unidad de pro"undidad (en la ona *eot#rmica)

6aría entre 9 y @ C por cada 9::m.

Aenos de B::m de pro"undidad2 C19::m

Aenos de 9::: m de pro"undidad2 BC19::m

9::: a @::m de pro"undidad2


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%ipos de $emanda de aire dentro de una mina

Para $iluir

>ases naturales 1 Aotores 1 %ronadura 1 =aterías

Para 5condicionar

En"riar 1 Calentar

Para consumir2

8espiraci-n de personas 1 Combusti-n de motores

Para Aoer

5rrastrar

&acer brisa/

8enoar

Caudal de 5ire para 5condicionar

=alance de Calor2 (Calor α masa y Δt α a y ;) Aasa "ría G Aasa Caliente 7 Aasa mecla

c 7 " (tm H te)1(tcIte) c 7 Caudal aire calentado " 7 Caudal aire "río

tm 7 %emperatura "inal de la mecla (C)

te 7 %emperatura de entrada del aire no acondicionado (C)

tc 7 %emperatura del aire calentado (C)

BC J %emperatura de la mecla J C

ideal


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de ventilacin entra a la mina con temperaturas de varios "rados bajocero, lo que acarrea una serie de problemas de salud para los mineroscomo tambi$n producen aumento en la depresin de la mina al con"elarel a"ua de las "aler%as el cual funciona como verdaderos re"uladores.

&uando las medidas normales que se pueden tomar no son su#cientespara obtener temperaturas adecuadas del aire de ventilacin, se tieneque recurrir a la refri"eracin o calefaccin arti#cial del aire, lo cualsi"ni#ca importantes inversiones en instalacin, operacin !manutencin de los sistemas.

En la "ran ma!or%a de las instalaciones de la refri"eracin del aire deminas el fr%o es producido por la licuefaccin ! vaporizacin de un l%quidode bajo punto de ebullicin. 'a vaporizacin del l%quido se produce conuna disminucin de la temperatura, la cual se aprovec(a para enfriara"ua, que sirve como ve(%culo refri"erante. 'os vapores del l%quido

refri"erante son comprimidos nuevamente para que continen enproceso. *or otra parte el ve(%culo refri"erante +a"ua o salmuera) va aun intercambiador de calor donde, por un lado circula el a"uarefri"erada ! por otro el aire de ventilacin por enfriar.

'os l%quidos refri"erantes más usados son el amoniaco ! el fren+diversos derivados uorados del metano).

El calentamiento del aire se puede (acer con calderas a vapor,calefactores a petrleo o el$ctricos. Normalmente una parte del aire deventilacin se calienta ! lue"o se mezcla con el resto del aire, la

temperatura de esta mezcla no debe ser inferior a los &.

'a potencia calrica necesaria / de la instalacin se calcula:

/ 0 1,2 3 4 3 +tm - te), 5cal6min.

donde:4 0 peso total del aire entrante en la mina, 5".6min.tm 0 temperatura de la mezcla de aire +7 &).te 0 temperatura del aire e8terior.

'a cantidad de aire por calentar en los calefactores se calcula por:

49 0 4 3 +tm - te)6+t9 - te) 4r.6min.

donde:

49 0 aire calentado, 5".6min.t9 0 temperatura del aire calentado.


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$e internet 2$ pa*ina me3icana sobre casos comunes en minas me3icanas para los Keones de

me3ico 2B http211KKK.mundohacr.com.m31mundo1:9:1:1sistemasIdeIacondicionamientoIdeI

aireIenIminasIi1

Cuando el sistema de entilaci-n subterr0nea de una mina, con todas las medidas tomadas para controlar y

reducir la temperatura y la humedad, es incapa de proporcionar las condiciones ambientales requeridas por

las normas *ubernamentales aplicables y por las normas o est0ndares adoptados por la propia mina en

particular (siempre y cuando estos sean superiores a los requerimientos le*ales), entonces es necesarioacondicionar el aire, por lo *eneral para dotarlo de una mayor capacidad de en"riamiento, por medio de un

sistema de en"riamiento de aire.

En al*unas minas en otros países con climas muy "ríos en el inierno lle*an a requerir calentar el aire. Este no

es el caso en A#3ico por lo que no se aborda ese tema, aun cuando es tambi#n parte del acondicionamiento de

aire.

Fuentes de calor en minas subterráneas

El resultado predecible de una mina al pro"undiar es que aumente su temperatura y que tambi#n aumente su

humedad (Fi*ura 9), hasta cierto punto en el cual un incremento en los "lujos de entilaci-n no sea su"iciente

para mantener condiciones ambientales adecuadas en la mina. Es el momento de recurrir a sistemas de

en"riamiento, debiendo seleccionar el sistema que sea m0s coneniente le sira para las condiciones

particulares de la mina.

Para plani"icar un sistema de en"riamiento hay que determinar la cantidad de calor sensible y latente que se

debe remoer, dicho de otra manera hay que determinar la car*a de en"riamiento. Por orden de importancia

las "uentes de calor en una mina subterr0nea son2 compresi-n adiab0tica o autocompresi-n del aire, calor de la

roca (*radiente *eot#rmico), equipo electromec0nico y alumbrado, a*ua subterr0nea, o3idaci-n, oladuras,

http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2010/08/sistemas-de-acondicionamiento-de-aire-en-minas-i/http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2010/08/sistemas-de-acondicionamiento-de-aire-en-minas-i/http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2010/08/sistemas-de-acondicionamiento-de-aire-en-minas-i/http://www.mundohvacr.com.mx/mundo/2010/08/sistemas-de-acondicionamiento-de-aire-en-minas-i/


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metabolismo humano, moimiento de roca y tuberías. &ay que tener en cuenta la temperatura y humedad del

aire de entilaci-n por su e"ecto en el "lujo de calor de la roca y del a*ua subterr0nea.

Compresión adiabática o autocompresión del aire

En los tiros y obras mineras sensiblemente erticales el peso de la columna de aire ocasiona una compresi-n

en el "ondo de la columna que iene acompa+ada por un aumento en la temperatura del aire, como sucede

cuando se comprime aire utiliando un equipo de compresi-n.

Para determinar la cantidad de calor que produce la autocompresi-n del aire, se hace la suposici-n de que la

compresi-n del aire se realia adiab0ticamente, es decir, se asume que el contenido de apor de a*ua en el aire

permanece constante, que no hay "ricci-n en el "lujo de aire y que tampoco hay trans"erencia de calor entre el

aire y las paredes del tiro u obra minera.

En realidad, por lo *eneral hay cambios en el contenido de apor de a*ua, hay trans"erencias de calor y hay

"ricci-n en el "lujo de aire.

?e estima que, de manera *eneral, el aumento en la temperatura de bulbo seco debido a la autocompresi-n es

de 9 LC por cada 9:: metros de pro"undidad del tiro.

El aumento te-rico en la temperatura de bulbo seco del aire en un tiro por el que baja

aire se puede calcular por la ecuaci-n2

$onde T es la temperatura absoluta de bulbo seco, P es la presi-n atmos"#rica, es la ra-n entre los calores

especí"icos del aire a olumen y presi-n constantes y los subíndices 9 y denotan las condiciones iniciales y

"inales respectiamente.

'os alores de ; son de 9.


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ochIPatterson, Carrier, ?tar"ield y ?tar"ieldI$icQson.

En el c0lculo de la trans"erencia de calor de la masa rocosa a las obras mineras, con cualquiera de los

m#todos, >ochIPatterson, Carrier o ?tar"ield, estos m#todos no son con"iables para todas las condiciones

encontradas en las operaciones mineras subterr0neas. No obstante, un in*eniero con e3periencia en an0lisis de

calor de mina, puede utiliar estas t#cnicas para predecir con una buena apro3imaci-n "uturas condiciones

ambientales y requerimientos de en"riamiento de mina.

?e necesita m0s inesti*aci-n para desarrollar una t#cnica r0pida para medir directamente in situ las raones

de "lujo de calor de la pared de la masa rocosa. Estos estudios se deben conducir en condiciones ariables de


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conductiidad t#rmica de roca, temperatura de roca ir*en, temperaturas de bulbo seco y bulbo hmedo de

aire de entilaci-n, elocidad de aire y reestimientos de la pared de la masa rocosa.

Agua subterránea y evaporación

El a*ua subterr0nea en contacto con la roca circundante puede tener una temperatura i*ual o cercana a la de laroca, pero si est0 en la cercanía o en contacto con "uentes *eot#rmicas, entonces su temperatura ser0 mayor a

la de la roca circundante (Por ejemplo, en la mina de Naica, Chihuahua la temperatura del a*ua es de

alrededor de @LC). Como quiera que sea el a*ua subterr0nea es una "uente muy importante de calor en las

minas. En 9B, R. Enderlin report- en un estudio de siete minas calientes en los Estados Snidos y Canad0

(Fi*ura ) que el a*ua aportaba todas las "uentes de calor latente y 9DT del calor total *anado por el aire.

Por otra parte pueden a+adirse *randes cantidades de calor al aire al eaporarse el a*ua de barrenaci-n, que se

decanta en 0reas minadas con relleno hidr0ulico y el a*ua que se usa para mojar la roca quebrada en las

oladuras o laar obras.

El m#todo ?tar"ield para calcular el "lujo de calor de la pared de la masa rocosa toma en cuenta la car*a de

calor por eaporaci-n. 5quí no se discute la determinaci-n por separado de la car*a de calor por eaporaci-n,

debido a su complejidad y a la cuestionable con"iabilidad de los m#todos e3istentes de estimaci-n. Para "ines

de estimaci-n, en irtud de que *ran parte del aire en la mina est0 saturado o cerca de su saturaci-n, y si el

a*ua no est0 demasiado caliente no se incurre en mucho error si se considera un aumento en la temperatura de

bulbo seco de :.BDLC cada 9:: metros (:.LF cada 9:: pies) sobre la *anancia de calor en una obra minera

seca. ?i el a*ua est0 muy caliente, un aumento de B.D@LC cada 9:: metros (LF cada 9:: pies) hasta lle*ar a

un m03imo de


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Metabolismo humano

'os procesos del metabolismo humano producen calor, y como la temperatura del cuerpo normalmente est0

arriba de la temperatura de la atm-s"era, el calor desechado por el cuerpo "luye hacia el aire. El calor

metab-lico producido por un hombre trabajando aría de :: a ,


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transporten *randes cantidades de a*ua arriba de B LC (: LF) o debajo de (9D LC) (D: LF), la cantidad de

trans"erencia de calor no es de consideraci-n.

!esumen de carga de en"riamiento

Para hacer un an0lisis real de calor de una mina subterr0nea, lo -ptimo es hacer simulaciones en un modelo

computariado de la mina para tomar en cuenta "actores como2 la naturalea din0mica de los "lujos de aire de

la mina, los cambios diurnos y estacionales en la temperatura del aire entrante, el enejecimiento de las ías

de aire, entre muchos m0s.

5 di"erencia del en"riamiento de un edi"icio, en donde el aire circula por las mismas 0reas una y otra e (con

la adici-n de aire "resco del e3terior), en una mina el aire por *eneral se usa s-lo una e en cada lu*ar de

trabajo antes de que se muea al si*uiente. Eentualmente el aire debe ser acondicionado otra e. Por lo

tanto, para determinar donde se necesita en"riamiento en una mina, el procedimiento recomendado es de"inir

las m03imas temperaturas que deben ser alcanadas, calcular los "lujos de calor y los aumentos de

temperatura a medida que el aire se apro3ima a la temperatura m03ima objetio.

$e otra pa*ina

La eficiencia del sistema de enfriamiento del aire en minas está directamente ligado a sus

características y su capacidad de respuesta

$%isten diferentes sistemas o plantas de enfriamiento&

$nfriamiento de aire en mina

$l objeto de acondicionar el aire de la mina imparti'ndole mayor capacidad de enfriamiento

para contrarrestar condiciones t'rmicas ambientales adversas, es cuando la ventilación no

puede mantener condiciones t'rmicas ambientales adecuadas.

Para poder decidir cul sistema de acondicionamiento de aire es conveniente se deben

conocer y)o establecer los siguientes datos& parmetros fisiológicos, meteorológicos en

superficie, geológicos, de producción y de ventilación.

*e ser necesaria la refrigeración, de acuerdo a los sudafricanos, se debe +acer en tres fases.

$n la primera fase se debe enfriar el agua de servicios de la mina a la temperatura ms baja

posible. $n la segunda fase se enfra el aire entrante a la mina para compensar los efectos del

aire +-medo del verano, la autocompresión y las fuentes de calor en el sistema de tiros. Por


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-ltimo, en la tercera fase se vuelve a enfriar el aire de ventilación de ve en cuando en los

rebajes usando serpentines con agua enfriada.

Clasificación de plantas o sistemas de enfriamiento

/os lugares lógicos disponibles en una mina subterrnea donde deben ubicarse las plantas de

refrigeración son& en superficie o en el interior de la mina. /os sistemas de enfriamiento se

clasifican en cuanto a su ubicación y en cuanto a la manera de disipar el calor generado por

las plantas. $s sabido 0ue no +ay dos minas iguales, por lo 0ue para elegir un sistema se

debe tomar en cuenta las condiciones individuales de cada mina.

1gua de superficie con disposición de calor al agua de drenaje

Para un sistema as se necesita tener una gran cantidad de agua fra disponible en superficie,

tal como un ro o un lago, lo cual es una situación poco com-n. $l agua as disponible se

entuba para bajarla a la mina y usarla en plantas de acondicionamiento de aire, una ve usada

se descarga en el drenaje de la mina. (Figura 1).

2e +an +ec+o pruebas de +acer +ielo en superficie y mandarlo por tubera a la mina en una

lec+ada de agua a " 3C con +ielo. 2in embargo, el costo de capital de +acer +ielo en superficie

es ms alto 0ue el de unidades mecnicas de refrigeración en el interior de la mina.


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Por supuesto la descarga de agua caliente del condensador no debe estar en contacto con el

aire entrante para no a?adir ese calor al aire.

ventilacion acondicionamiento de aire

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