PL218823B1 - Układ odprowadzania ciepła, zwłaszcza klimatyzacji grupowej podziemnych wyrobisk górniczych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ odprowadzania ciepła, zwłaszcza klimatyzacji grupowej podziemnych wyrobisk górniczych, mający zastosowanie w szczególności w kopalniach o dużych zasobach wód kopalnianych.

Znane są i stosowane układy klimatyzacji grupowej podziemnych wyrobisk górniczych, w których powietrze schładzane jest w kilku różnych miejscach za pomocą chłodnic powietrza zasilanych wodą lodową wytwarzaną przez stacjonarne agregaty chłodnicze usytuowane w wydzielonej komorze pod ziemią. Pobrane ciepło oddawane jest do powietrza kopalnianego w bateriach chłodnic wyparnych zlokalizowanych w wyrobiskach, z których podgrzane powietrze odprowadzane jest bezpośrednio do szybu wentylacyjnego kopalni i dalej na powierzchnię.

Z polskiego opisu zgłoszeniowego nr P-310855 wynalazku, znany jest układ klimatyzacji powietrza przodków wyrobisk górniczych kopalń głębokich, którego rurociągi doprowadzające schłodzoną wodę do urządzeń klimatyzacyjnych w wyrobiskach górniczych podpoziomu kopalni są podłączone poprzez rurociąg przeciwpożarowy i pompę wodną do wylotu zbiornika schłodzonej wody na najniższym poziomie wydobywczym. Rurociągi odprowadzające ciepłą wodę z urządzeń klimatyzacyjnych są podłączone do wlotów zbiorników pojemnościowych, których wyloty są przyłączone poprzez pompy wodne rurociągami do chodnika pojemnościowego chłodzonej wody i zbiornika schłodzonej wody na najniższym poziomie wydobywczym. Drugi wylot zbiornika schłodzonej wody jest połączony poprzez pompę wodną rurociągiem z wlotem zbiornika wodnego przelewowego na wyższym poziomie wydobywczym, połączonego równolegle z chodnikami wodnymi. Wylot z drugiego chodnika wodnego jest połączony poprzez pompę wodną rurociągiem z wlotem zbiornika wodnego przelewowego na górnym poziomie wydobywczym. Zbiornik wodny przelewowy jest połączony kaskadowo rurociągami ze zbiornikami wodnymi i rurociągami przeciwpożarowymi na niższych poziomach wydobywczych, których wody są dodatkowo chłodzone i uzupełniane przez zimne dopływy naturalnych wód z tych poziomów wydobywczych.

Znany jest również, z polskiego opisu patentowego nr 174463 układ do odzysku ciepła sprężania powietrza, zwłaszcza w górnictwie podziemnym, w którym ciepło sprężonego powietrza przekazywane jest w wymiennikach wodzie użytecznej. Układ charakteryzuje się tym, że wielostopniowa sprężarka pomiędzy stopniami ma pary szeregowych chłodnic oraz końcową chłodnicę. Para szeregowych chłodnic oraz końcowa chłodnica są szeregowo chłodzone uzdatnioną wodą transponowaną w zamkniętym obiegu odzysku ciepła, w którym zabudowane są dwa wymienniki, wymiennik odzysku ciepła i wymienniki schładzania wody obiegowej. Szeregowe chłodnice drugiej pary zasilane są uzdatnioną wodą w obiegu zamkniętym przechodzącym przez wymiennik schładzania wody obiegowej oraz schładzający wymiennik zasilany wodą dołową w układzie otwartym. Przez wymiennik odzysku ciepła przepływa podgrzewana woda użyteczna magazynowana w zasobniku.

Celem wynalazku jest opracowanie układu odprowadzania ciepła, zwłaszcza klimatyzacji grupowej podziemnych wyrobisk górniczych, który umożliwi proste i skuteczne odprowadzenie ciepła przy jednoczesnym wydłużeniu bezawaryjnej pracy systemu chłodniczego.

Układ odprowadzania ciepła według wynalazku zawiera urządzenia wymuszające przepływ wody, urządzenia wymiany ciepła, urządzenia uzdatniające i urządzenia rozdzielające oraz zespół wymiany ciepła typu woda - woda podłączony do skraplacza chłodzącego agregatu pracującego w obiegu zamkniętym, w którym przepływ wody wymusza obiegowa pompa. Układ charakteryzuje się tym, że chłodzący obieg zespołu wymiany ciepła typu woda - woda jest od strony dopływowej połączony poprzez zespół urządzeń uzdatniających wodę z zatapialną pompą umiejscowioną w zbiorniku naturalnych wód kopalnianych, a od strony odpływowej poprzez rurociąg bezpośrednio ze zbiornikiem, korzystnie na jego przeciwległym krańcu.

W celowym wykonaniu zespół wymiany ciepła ma postać połączonych równolegle, co najmniej dwóch wymienników.

Dalsze korzyści z wynalazku uzyskuje się, kiedy zespół urządzeń uzdatniających wodę złożony jest z co najmniej jednego mechanicznego filtra i co najmniej jednego magnetyzera.

Układ według wynalazku, dzięki wykorzystaniu do odprowadzania ciepła wody nagromadzonej w chodnikach wodnych systemu głównego odwadniania kopalni oraz dzięki możliwości zarówno samodzielnej pracy w klimatyzacji grupowej jak również pracy w powiązaniu - równolegle lub szeregowo

- z bateriami chłodnic wyparnych, pozwala na proste i skuteczne odprowadzanie ciepła z agregatów chłodniczych, a tym samym utrzymanie wysokiej niezawodności i bezpieczeństwa całego systemu

PL 218 823 B1 klimatyzacji grupowej. Jednocześnie zapewnia wydłużenie czasu bezawaryjnej pracy systemu chłodniczego. Dodatkową zaletą układu według wynalazku jest możliwość dołączenia do niego układu sterowania pozwalającego na zautomatyzowanie całego systemu klimatyzacji, a tym samym dostosowanie wydajności układu do aktualnych potrzeb, jak również - w przypadku pracy samodzielnej - ograniczenie kosztów eksploatacyjnych pracy instalacji klimatyzacji grupowej poprzez wyeliminowanie z pracy wentylatorów oraz pomp zraszających współpracujących z chłodnicami wyparnymi.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat układu.

Układ według wynalazku ma zespół 1 wymiany ciepła podłączony do skraplacza chłodzącego agregatu 2 pracującego w obiegu zamkniętym, w którym przepływ wody wymusza obiegowa pompa 3 sterowana zaworem 4. Zespół 1 jest złożony z połączonych równolegle dwóch wymienników 1a, 1b typu woda - woda. Chłodzący obieg zespołu 1 jest połączony od strony dopływowej poprzez zespół 5 urządzeń uzdatniających wodę z zatapialną pompą 6 umiejscowioną w zbiorniku (chodniku) 7 wód kopalnianych. Zespół 5 złożony jest z mechanicznego filtra 5a połączonego z magnetyzerem 5b. Chłodzący obieg zespołu 1 jest połączony od strony odpływowej poprzez rurociąg 8 bezpośrednio ze zbiornikiem 7, na jego krańcu przeciwległym do miejsca usytuowania zatapialnej pompy 6. Schłodzona w parowniku chłodzącego agregatu 2 woda podawana jest do niepokazanych na rysunku chłodnic powietrza, gdzie podgrzana - po odebraniu ciepła z powietrza w wyrobiskach - wraca do chłodzącego agregatu 2. Dostarczone ciepło odbierane jest przez wodę w obiegu skraplacza agregatu 2. Woda chłodząca w obiegu skraplacza agregatu 2 dostarczana jest do zespołu 1 wymiany ciepła, gdzie zostaje schłodzona, a ciepło odebrane w wymiennikach 1a, 1b zostaje wraz z wodą odtransportowane rurociągiem 8 do zbiornika 7 wód kopalnianych, w pobliże pomp 9 głównego odwadniania, gdzie za ich pomocą, poprzez rurociąg 10 głównego odwadniania jest wraz z wodą transportowane szybem 11 na powierzchnię. Zimna woda do wymienników 1a, 1b zespołu 1, dostarczana jest poprzez zespół 5 z - uzupełnianego dopływem 12 wód kopalnianych - zbiornika 7. Przepływ wody do wymienników 1a, 1b zespołu 1 zapewnia zatapialna pompa 6 umiejscowiona w pobliżu dopływu 12 wód kopalnianych do

Claims (3)

1. Układ odprowadzania ciepła, zwłaszcza klimatyzacji grupowej podziemnych wyrobisk górniczych, zawierający urządzenia wymuszające przepływ wody, urządzenia wymiany ciepła, urządzenia uzdatniające i urządzenia rozdzielające oraz zespół wymiany ciepła typu woda - woda podłączony do skraplacza chłodzącego agregatu pracującego w obiegu zamkniętym, w którym przepływ wody wymusza obiegowa pompa, znamienny tym, że chłodzący obieg zespołu (1) wymiany ciepła typu woda woda jest od strony dopływowej połączony poprzez zespół (5) urządzeń uzdatniających wodę z zatapialną pompą (6) umiejscowioną w zbiorniku (7) naturalnych wód kopalnianych, a od strony odpływowej poprzez rurociąg (8) bezpośrednio ze zbiornikiem (7), korzystnie na jego przeciwległym krańcu.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół (1) wymiany ciepła ma postać połączonych równolegle, co najmniej dwóch wymienników (1a, 1b).

3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zespół (5) urządzeń uzdatniających wodę złożony jest z co najmniej jednego mechanicznego filtra (5a) i co najmniej jednego magnetyzera (5b).