CZ17611U1 - Zapojení výstupních obvodů ovládací úrovně řídícího systému, zej měna úpravárenských technologií - Google Patents

Abstract

Zapojení je vhodné pro realisaci ovládací úrovně větších technologických celků s komplexním řešením vazby na akční členy zejména řídicích systémů úpravárenských technologií. Obsahuje koncovou jednotku (1), šest odporových členů (2, 5,10,14,19,21),šest diodových členů (3, 7, 8,12,16, 17), dva výstupní ovládací členy (4,6), dva oddělovací členy (9, 13), čtyři indikační členy (11, 15, 20, 22), stavový logický člen (18) a výstupní logický člen (23), které jsou vzájemně propojeny a napojeny na dvacet vnějších vstupů a dvanáct vnějších výstupů.

Description

CZ 17611 Ul

Zařízení systému pro využití geotermální energie hlubinných dolů a podzemních prostor

Oblast techniky

Technické řešení se tyká uspořádání technických a technologických zařízení umožňujících využívání geotermální energie hlubinných dolů a podzemních prostor, jakož i pracovních postupu ? instalace těchto zařízení do stávající vybavenosti důlních děl a využití této energie na povrchu. Zejména se jedná o možnost využití techniky pro hlubinný důl a podzemní prostor.

Dosavadní stav techniky

Základním principem je jímání tepla o nižší teplotě (většinou z okolních přírodních hmot nebo z druhotných energetických zdrojů) a jeho zhodnocení přivedením další - pohonné energie tak, aby ío bylo získáno teplo o vyšší teplotě, použitelné např, pro vytápění. Existují tři varianty řešení.

Využívání tepla důlních větrů - každý hlubinný důl musí být z bezpečnostních i provozních důvodů nucené odvětráván, čímž se odvádí prostřednictvím odsávaného vzduchu teplo uvolněné horským masivem a teplo uvolňované provozem důlních strojů a zařízení.

Využití tohoto tepelného potenciálu je z předpokládaných ekonomických důvodu možné jen u is provozovaných dolů, nevylučuje se však i využití dolů, u kterých těžba zanikne, ale důlní prostory budou nadále odvětrávány z jiných důvodů. V případě aplikace tepelného čerpadla by se jednalo o systém „vzduch-voda¹¹, resp. „vzduch-vzduch¹¹ v provedení split.

Využívání tepla důlních vod - důlní vody jsou ohřívány zejména horským masivem a jsou čerpány na povrch a vypuštěny buď přímo do vodotečí nebo přes vyrovnávací retenční nádrže. Teplota zo důlních vod se pohybuje kolem 25 °C, Důlní vody je možné čerpat jak z činných dolů, tak z důlních prostor nečinných dolů, kde čerpání vod je nezbytné z jiných důvodů. V případě tepelných čerpadel by se jednalo o systém „voda-voda'\ resp. „voda-vzduch¹'.

Přímé využívání tepla horského masivu - jedná se o možnost instalace trubkových tepelných jímacích systémů do důlních děl, která budou následně zaplněna vhodným tepelně vodivým malí teriálem, který zajistí prostup tepla z horského masivu do jímacího systému - primárního cirkulačního okruhu tepelných čerpadel s teplonosným médiem. Teplonosné médium bude transportovat teplo na povrch. Systém je aplikovatelný jak u činných dolů, tak u dolů likvidovaných a zlikvidovaných. V případě využití tepelného čerpadla půjde o systém „země-voda“, resp, „zeměvzduch“.

so V současné době jsou jednotlivé typy využívání tepla používány samostatné v různých oblastech jak průmyslu (vytápění domovních bloků či průmyslových prostor), tak v soukromém sektoru (vytápění rodinných domků), kde hlavním kritériem je především přítomnost zdroje tepelné energie, který se iniciuje a vytváří na základě projektu celé realizované akce. Nevýhodou je pak značně náročné vyhledávání zdroje, jeho projekce a zřízení s tím, že sc jedná o zdroj jednoho typu, tedy kde může dojít napr. k výpadkům, apod.

Navržené řešení však postupuje opačným směrem, neboť využívá již existujících zdrojů tepelné energie, jako jsou funkční či již nefunkční důlní prostory, které jsou zdroji všech tří typů. tedy kde je zdrojem teplo odebírané z důlní vody, horniny a důlního ovzduší.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení systému pro využití geotermální energie hlubinných dolů a podzemních prostor, obsahující centrální tepelné čerpadlo, primární čerpadlo, sekundární čerpadlo, blok akumulace a blok spotřebičů, jehož podstata je v tom. že výpamíková jednotka centrálního tepelného čerpadla obsahuje aspoň jeden okruh odběru energie systému horninavoda umístěný v hornině s důlní vodou, aspoň jeden okruh odběru energie systému důlní voda4s voda umístěný v důlních dílech s důlní vodou a aspoň jeden okruh odběru energie systému důlní

CZ IVOU Ul ovzduší-voda umístěný v důlních dílech s důlním ovzduším, přičemž sekundární okruh média centrálního tepelného čerpadla je společný.

Dále je výhodné, jestliže na vstupy výpamíkové jednotky centrálního tepelného čerpadla je připojen systém sekundárních čerpadel.

Výhodou navrhovaného řešení je, že využívá stávající ať funkční, tak již uzavřená důlní díla a podzemní prostory, která poskytují dostatek tepelné energie pro využití všech tri typů médií nebo alespoň jednoho z nich, takže nemusí být zřizovány další stavby, které zasahují negativně do krajiny, přičemž využití této energie není nikdy primárním cílem, neboť všechna tato důlní díla a podzemní prostory musí být stejně odvětrávána či odvodňována, což znamená značné a často i ío bez efektu vynaložené finanční prostředky, přičemž navíc lze využít kombinace všech tri typů využití tepla.

Přehled obrázku

Na přiloženém výkrese je znázorněn příklad provedení dle technického řešení.

Příklad provedení těchnického řešení

Zařízení systému pro využití geotermální energie hlubinných dolů a podzemních prostor obsahuje centrální tepelné čerpadlo i, primární čerpadlo 2, sekundární čerpadlo 13, blok akumulace JH a blok spotřebičů JO.

Výparníková jednotka centrálního tepelného čerpadla J obsahuje aspoň jeden okruh odběru energie systému hornina-voda umístěný v hornině 8 s důlní vodou, aspoň jeden okruh odběru energie sy stému důlní voda-voda umístěný v důlních dílech 7 s důlní vodou a aspoň jeden okruh odběru energie systému důlní ovzduší-voda umístěný v důlních dílech 9 s důlním ovzduším, přičemž sekundární okruh 4 média centrálního tepelného čerpadla i je společný.

Na vstupy výpamíkové jednotky centrálního tepelného čerpadla J je připojen systém sekundárních čerpadel J_3.

Základem primárního okruhu 3 důlní dílo, které je podzemním zdrojem 5 nízkopoteneiálového tepla. Zde se nachází prostory zasypané horninou 8 s důlní vodou, prostory' s důlními díly 7 s důlní vodou a také důlní díla 9 s důlním ovzduším. Již uzavřené doly jsou v hlavni šachtě „uzavře ny¹' přesv pem 6.

Z výše uvedených prostor se pomocí individuálních zařízení odvádí teplo do centrálního tepelného čerpadla 1.

Jsou to jednak přímo důlní vody ohřáté jak vnitrozemským nerostným masivem J_2, které jsou čerpány na povrch, jednak z bezpečnostních a provozních důvodů nucené odsávané důlní plyny ohřáté vnitrozemským nerostným masivem 12 a jednak pomocí zvláštních trubkových sy stémů ukončených jímacím systémem, ve kterém cirkuluje speciální médium, ohřáté médium.

lato tři média (důlní plyny, důlní voda a speciální médium) poté vstupují do centrálního tepelného čerpadla 1, kde se pomocí výparníků pro jednotlivé typy tepla odebírá jejich tepelná energie a nechají dále kolovat v tepelném čerpadle.

Využití bude možné prakticky na každém svislém důlním díle ústícím na povrch, na které navazují alespoň vodorovná otvírková díla, případně i na šikmém (vodorovném) díle ústícím na povrch (štola).

Podmínkou využiti je potřeba generovaného tepla v samotném areálu povrchu dolu, případné i po jeho revitalizaci na průmyslovou zónu po ukončení těžební činností, nebo v jeho blízkém okolí.

Současný trend je lakový, že po vytěžení zásob daného nerostu se zlikvidují svislá důlní díla a povrchový areál bývalého dolu se transformuje na průmyslovou zónu, která by mohla být zásobována geotermální energií prostřednictvím tepelných čerpadel.

CZ 17611 Ul

Ιίzemí České republiky je poměrné chudé na možnosti využívání geotermálních zdrojů tepelné energie, zejména ve východní části republiky. Jednou z oblastí, kde se daří využívat tepla země. je používání tepelných čerpadel typu „země - voda“.

Jistý potenciál ve využívání geotermální energie vytvářejí podzemní prostory hlubinných dolů ? provozovaných v ČR. jedná se o čemouhelné doly v Ostravsko-karvinském revíru, kterých je největší počet, dále rudné doly - uranové doly v oblasti Dolní Rozinky, lignitový dul v Mikulčicích a hnědouhelný důl Centrum patřící Mostecké uhelné společnosti a několik dalších důlních jam, které již neslouží k těžbě.

Předpokládaný energetický potenciál vychází z takzvaného „geotermálního stupně, který udává ío o kolik metrů, měřeno svisle, stoupá teplota zemského masivu o l °C. Například v Ostravskokarvinském revíru tento geotermální stupen je přibližně 30 m. V praxi to znamená, že přibližně každých 100 m hloubky stoupá teplota zemského masivu o 3 °C. Při přibližné hloubce jam kolem

1000 m roste teplota hornin o 30 °C. Tato skutečnost vytváří dostatečný potenciál k teoretickým i praktickým úvahám o využití teto energie.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (2)

1. Zařízení systému pro využití geotermální energie hlubinných dolů a podzemních prostor, obsahující centrální tepelné čerpadlo, primární čerpadlo, sekundární čerpadlo, blok akumulace a blok spotřebičů, vyznačující se tím, že výparníková jednotka centrálního tepelného čerpadla (1) obsahuje aspoň jeden okruh odběru energie sy stému hornina-voda umístěný v hor2o nině (8) s důlní vodou, aspoň jeden okruh odběru energie systému důlní voda-voda umístěný v důlních dílech (7) s důlní vodou, a aspoň jeden okruh odběru energie systému důlní ovzduší-voda umístěný v důlních dílech (9) s důlním ovzduším, přičemž sekundární okruh média centrálního tepelného čerpadla (I) je společný.

2. Zařízení systému pro využití geotermální energie hlubinných dolů a podzemních prostor

25 podle nároku I, vyznačující se tím, že na vstupy výparníkové jednotky centrálního tepelného čerpadla (1) je připojen systém sekundárních čerpadel (13).

1 výkres