Przedmiotem wynalazku jest dwustopniowy układ klimatyzacyjny do ochładzania powietrza, zwłaszcza w wyrobiskach podziemnych kopalń.
Znanym działaniem mającym na celu zapewnienie właściwych warunków pracy dla załóg pracowniczych jest dostarczanie odpowiedniej ilości powietrza o odpowiednich parametrach do przewietrzania wyrobisk górniczych (eksploatacyjnych i chodnikowych). W kopalniach głębokich, z uwagi na podgrzewanie się powietrza w wyniku procesów wymiany ciepła i masy nie jest możliwe zapewnienie właściwych warunków klimatycznych tylko ilością powietrza przewietrzającego. W tych przypadkach zachodzi konieczność sztucznego ochładzania powietrza (jego klimatyzowania). Znane i stosowane sposoby oraz układy jednostopniowe klimatyzowania powietrza przewietrzającego bazują na urządzeniach chłodniczych zabudowanych na powierzchni ziemi lub na dole w kopalni. Przeznaczeniem tych urządzeń jest bezpośrednie ochłodzenie powietrza kopalnianego, lub wytworzenie energii chłodniczej w nośniku zimna (woda, mieszanina wody i lodu itp.). Nośnik zimna kierowany jest do chłodnic powietrza. W układach klimatyzacyjnych małej i średniej wydajności stosowane są głównie urządzenia chłodnicze na dole kopalń, które jednak stwarzają problemy w zakresie skutecznego odprowadzania ciepła do powietrza kopalnianego wydechowego, co jest dużą niedogodnością techniczną znanych układów.
Istotą rozwiązania według wynalazku jest dwustopniowy układ klimatyzacji do ochładzania powietrza w wyrobiskach górniczych. Układ w swoim pierwszym stopniu zawiera agregaty chłodnicze wody, zainstalowane w stacji klimatyzacyjnej na powierzchni ziemi, trójkomorowy podajnik cieczy, w którym nast ę puje redukcja ciś nienia, rurocią g doprowadzaj ą cy zimną wodę do chł odnic powietrza i rurociąg odprowadzający od nich ciepłą wodę, jak również chłodnice powietrza. Układ klimatyzacji według wynalazku posiada także drugi stopień, który składa się z jednego lub kilku agregatów chłodniczych, zlokalizowanych na dole kopalni, chłodzących wodę, połączonych ze sobą równolegle, i włączonych, jako bocznik lub włączonych szeregowo w rurociąg odprowadzający ciepłą wodę w pierwszym stopniu układu. Zimna woda, wytworzona w agregacie lub agregatach chłodniczych drugiego stopnia układu, zasila poprzez rurociągi chłodnice powietrza w wyrobiskach górniczych.
Układ według wynalazku posiada szereg istotnych zalet. Pozwala na wykorzystanie potencjału temperaturowego odprowadzanej ciepłej wody do dalszego procesu klimatyzowania powietrza poprzez wytwarzanie dodatkowej energii chłodniczej w agregatach chłodniczych drugiego stopnia. Pozwala również na rozszerzanie zasięgu działania stacji klimatyzacyjnej na inne wyrobiska podziemne w kopalni, dzię ki znaczą cemu zmniejszeniu kosztów ponoszonych na budowę stacji klimatyzacyjnych dla innych rejonów kopalni. Czyni układ sprawniejszym poprzez odprowadzanie ciepła z kopalni rurociągiem wodnym.
Układ według wynalazku jest bliżej objaśniony i przedstawiony na rysunku schematycznym w przykładzie wykonania.
W stacji klimatyzacyjnej na powierzchni ziemi, w agregacie i jest wytwarzana zimna woda, jako nośnik zimna. Woda ta przepływa rurociągiem szybowym do trój komorowego podajnika cieczy 2, w którym następuje redukcja ciśnienia. Następnie rurociągiem doprowadzającym 3zimna woda przepływa do chłodnic powietrza 5 pierwszego stopnia. Chłodnice powietrza 5 są połączone pomiędzy sobą równolegle. Do rurociągu odprowadzającego ciepłą wodę 4 z chłodnic powietrza 5 dołączony jest, co najmniej jeden dodatkowy agregat chłodniczy 6 drugiego stopnia. Włączenie agregatów 6 do rurociągu 4 następuje szeregowo lub bocznikowo-równolegle, gdy nie jest potrzebny cały strumień wody ciepłej. Przepływająca przez te agregaty 6 ciepła woda odbiera od nich ciepło. Po odebraniu ciepła z agregatów 6, woda ta jest kierowana dalej rurociągiem odprowadzającym ciepłą wodę 4 do trój komorowego podajnika cieczy 2, skąd rurociągiem szybowym dopływa do agregatu chłodniczego 1 w stacji klimatyzacyjnej na powierzchni ziemi. Wytworzona w agregatach chłodniczych 6 drugiego stopnia zimna woda, cyrkulując w obiegu zamkniętym rurociągów 8 drugiego stopnia, dopływa do chłodnic powietrza 7 drugiego stopnia, które ochładzają powietrze w kopalni. Poprzez dołączenie drugiego stopnia w obiegu wody podgrzanej w chodnicach powietrza 5_pierwszego stopnia układu, wykorzystuje się potencjał temperaturowy tej wody do wytworzenia dodatkowej energii chłodniczej w agregatach chłodniczych 6 drugiego stopnia układu. Dwustopniowy układ klimatyzacyjny do ochładzania powietrza w wyrobiskach podziemnych kopalni jest bardziej sprawny od stosowanych dotychczas jedno stopniowych układów, zwłaszcza z tego powodu, że przy niezmienionym strumieniu wody w rurociągach klimatyzacji 3 i 4 istnieje możliwość odprowadzenia z wyrobisk górniczych większych ilości ciepła.