Thermal power of the TS-300B refrigerator in the aspects of statistical research

• Autorzy: Nowak B. , Łuczak R.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2015-0047

Warianty tytułu

PL

Moc cieplna chłodziarki TS-300B w aspekcie badań statystycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article discusses the improvement of thermal working conditions in underground mine workings, using local refrigeration systems. It considers the efficiency of air cooling with direct action air compression refrigerator of the TS-300B type. As a result of a failure to meet the required operating conditions of the aforementioned air cooling system, frequently there are discrepancies between the predicted (and thus the expected) effects of its work and the reality. Therefore, to improve the operating efficiency of this system, in terms of effective use of the evaporator cooling capacity, quality criteria were developed, which are easy in practical application. They were obtained in the form of statistical models, describing the effect of independent variables, i.e. the parameters of the inlet air to the evaporator (temperature, humidity and volumetric flow rate), as well as the parameters of the water cooling the condenser (temperature and volumetric flow rate), on the thermal power of air cooler, treated as the dependent variable. Statistical equations describing the performance of the analyzed air cooling system were determined, based on the linear and nonlinear multiple regression. The obtained functions were modified by changing the values of the coefficients in the case of linear regression, and of the coefficients and exponents in the case of non-linear regression, with the independent variables. As a result, functions were obtained, which were more convenient in practical applications. Using classical statistics methods, the quality of fitting the regression function to the experimental data was evaluated. Also, the values of the evaporator thermal power of the refrigerator, which were obtained on the basis of the measured air parameters, were compared with the calculated ones, by using the obtained regression functions. These statistical models were built on the basis of the results of measurements in different operating conditions of the TS-300B refrigerator, both on the test stand in the manufacturer’s laboratory and in the workings of underground mines. The evaluation of the measurement data distributions, as well as an analysis of the basic descriptive statistics of the mentioned variables were carried out, determining their measures of central tendency, location, dispersion and asymmetry.

PL

Artykuł dotyczy poprawy cieplnych warunków pracy w wyrobiskach górniczych kopalń podziemnych stosujących lokalne systemy chłodnicze. Rozważa się w nim skuteczność schładzania powietrza chłodziarką sprężarkową bezpośredniego działania typu TS-300B. Bardzo często, w wyniku niedotrzymania wymaganych warunków pracy wymienionego systemu chłodzenia powietrza, występują rozbieżności między prognozowanymi, a więc oczekiwanymi efektami jego pracy a rzeczywistością. Dlatego, dla poprawy skuteczności pracy tego systemu, opracowano, pod kątem efektywnego wykorzystania mocy chłodniczej parownika takiej chłodziarki, łatwe w zastosowaniu praktycznym kryteria jakości. Otrzymano je w postaci modeli statystycznych określających wpływ zmiennych niezależnych, tj. parametrów powietrza wlotowego do parownika (temperatury, wilgotności i wydatku objętościowego) oraz parametrów wody chłodzącej skraplacz (temperatury i wydatku objętościowego) na moc cieplną chłodnicy powietrza traktowaną jako zmienna zależna. Równania statystyczne opisujące pracę rozważanego systemu chłodzenia powietrza wyznaczono na podstawie wielorakiej regresji liniowej i nieliniowej. Utworzone funkcje zmodyfikowano poprzez zmianę wartości współczynników w przypadku regresji liniowej oraz współczynników i wykładników w przypadku regresji nieliniowej, przy zmiennych niezależnych. Otrzymano w ten sposób funkcje dogodniejsze w praktycznych wykorzystaniach. Korzystając z metod statystyki klasycznej oceniono jakość dopasowania funkcji regresji do danych eksperymentalnych. Porównano także wartości mocy cieplnych parownika chłodziarki otrzymane na podstawie pomierzonych parametrów powietrza z obliczonymi przy wykorzystaniu utworzonych funkcji regresji. Powyższe modele statystyczne utworzono na podstawie wyników pomiarów w różnych warunków pracy chłodziarki TS-300B, zarówno na stanowisku badawczym w laboratorium jej producenta jak i w wyrobiskach górniczych kopalń podziemnych. Dokonano oceny rozkładów danych pomiarowych oraz przeprowadzono analizę podstawowych statystyk opisowych wymienionych zmiennych określając ich miary przeciętne, pozycyjne, rozrzutu i asymetrii.

Słowa kluczowe

EN

local cooling systems; direct action refrigerator; air conditioning in mines; evaporator thermal power; multiple regression

PL

lokalne systemy chłodnicze; chłodziarka bezpośredniego działania; klimatyzacja kopalń; moc cieplna parownika; regresja wieloraka

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, no. 3
• Strony: 715--728
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nowak B.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Department of Underground Mining, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Łuczak R.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Department of Underground Mining, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Aczel A.D., 2000. Statystyka w zarządzaniu. Wyd. Naukowe PWN. Warszawa.
• [2] Domański C., Pruska K., 2000. Nieklasyczne metody statystyczne. Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa.
• [3] Koronacki J., Mielniczuk J., 2001. Statystyka dla kierunków technicznych i przyrodniczych. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• [4] Łuczak R., 2012. Metoda oceny efektywności pracy górniczych chłodziarek bezpośredniego działania na przykładzie typoszeregu TS. Rozprawa doktorska, Praca niepublikowana.
• [5] Nowak B., Filek K., 2007. Lokalne sposoby zwalczania zagrożenia cieplnego w wyrobiskach ścianowych. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków.
• [6] Nowak B., Filek K., Łuska P., 2010. A verification of mathematical model of mine air compression refrigerator cooperating with the evaporative water cooler. Arch. Min. Sci., Vol. 55, No 3, p. 441-467.
• [7] Nowak B., Filek K., Kuczera Z., Łuczak R., Ptaszyński B., Życzkowski P., 2010a. Use of statistical methods to the work of local air cooling systems in excavations. Arch. Min. Sci., Vol. 55, No 4, p. 907-922.
• [8] Nowak B., Filek K., Kuczera Z., Łuczak R., Ptaszyński B., Życzkowski P., 2010b. Współpraca chłodnicy wyparnej CWW-420 z chłodziarką TS-300B bez wewnętrznego wymiennika ciepła. Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej 2010, s. 642-648. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
• [9] Nowak B., Filek K., Kuczera Z., Łuczak R., Ptaszyński B., Życzkowski P., 2010c. Kryterium jakości pracy górniczej sprężarkowej chłodziarki powietrza z wyparną chłodnicą wody. Materiały Szkoły Eksploatacji Podziemnej 2010, s. 632-641, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
• [10] Nowak B., Kuczera Z., 2012. Heat power determination of DV-290 refrigerator’s evaporator on the basis of thermodynamic parameters of inlet air. Arch. Min. Sci., Vol. 57, No 4, p. 911-920.
• [11] Nowak B., Ptaszyński B., Łuczak R., 2012. Wykorzystanie analizy statystycznej do opisu pracy górniczych chłodziarek bezpośredniego działania. [W:] Zwalczanie zagrożeń aerologicznych w kopalniach, praca zbior. pod red. S. Pruska, J. Knechtela, B. Madei-Strumińskiej, Problemy współczesnego górnictwa, s. 173-183, Katowice.
• [12] Seber G.A.F., Lee A.J., 1979. Linear Regression Analysis, Hoboken, N.J., Wiley-Interscience.
• [13] Stanisz A., 2006. Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem Statistica PL na przykładzie z medycyny. Tom 1, Statystyki podstawowe, Statsoft Polska Sp. z o.o., Kraków.
• [14] Stanisz A., 2007. Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem Statistica PL na przykładzie z medycyny. Tom 2, Modele liniowe i nieliniowe, Statsoft Polska Sp. z o.o., Kraków.
• [15] Theil H., 1979. Zasady ekonometrii. Wyd. PWN, Warszawa.