DE2844276A1

DE2844276A1 - Verfahren zur klimatisierung untertaegiger abbaubetriebe und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2844276A1
Application number: DE19782844276
Authority: DE
Inventors: Hartmut Ing Grad Greb; Horst Ing Grad Nadolny
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1980-04-30

Description

Ruhrkohle AG₃ Rellinghauser Straße I₃ 4300Essen 1

Verfahren zur Klimatisierung untertägiger Abbaubetriebe und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimatisierung untertägiger Abbaubetriebe durch Kühlung des Wetterstromes sowie die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Gegenwärtig werden zur Klimatisierung₃ insbesondere von Abbaubetriebspunkten₃ in den Abbaus tr ecken sogenannte Streckenkühler eingesetzt. Darüber hinaus werden im Strebbereioh Streb teilkühl er mit Druckluft oder elektrisch betriebenen Lüftermotoren eingesetzt. Als Kältemittel ist Wasser-, Sole- oder in einigen Fällen auch Fluor-Kohlenwasserstoff vorgesehen. Der wesentliche Nachteil der Verwendung von Strebt eilkühl er η liegt in dem aufwendigen Raumbedarf innerhalb des beengten Strebraumes, Darüber hinaus ist ein zufriedenstellende Leistung nur erreichbar bei sehr intensiver Wartung der Kühler.

Auch verursachen die Elektroantriebe Schwierigkeiten in sicherheitlicher Einsicht.

030018/0023

Dipl. Chem. Dr. Heinridi FrüfiSuss ·/ ^ .... ._a/1„„/,_ö „ /η-·»»

* M_- ^Blott «β zum Sdireiben vom A9/1223/7 O Ha/Bar

Patentanwalt "~ ·

an Deutsches Patentamt

Ruhrkohle AG₃ Rellinghauser Straße I₃ 4300 Essen 1

Neben den Streb teilkühl er η -ist auch der Einsatz von Kaltluftlütten im Streb möglich₃ doch weisen diese den Nachteil eines erheblichen Raumbedarfes sowie die Empfindlichkeit gegen mechanische Beschädigung auf.

Zur Klimatisierung von Abbaubetrieben ist auch der Einsatz von Strebkühlrohren in-Betracht zu ziehen. B-iese haben wegen der begrenzten Fläche für den Wärmeaustausch jedoch nur geringen Kühleffekt₃ der sich auch nur in der urmittelbaren Umgebung der Kühlrohre auswirkt.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung₃ ein Verfahren zur Klimatisierung untertägiger Abbaubetriebe durch Kühlung des Wetter stromes zu schaffen, das die oben genannten Bachteile aus-8chließt₃ welches unter Nutzung der vorhandenen Betriebsausrüstungen und im Hinblick auf eine Humanisierung des Arbeitslebens ein wirtschaftliches Verfahren darstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst₃ daß neben einer Kühlung des Brauchwassers unter Schaffung zusätzlicher Wärmetauschflächen aus vorhandenen und/oder konstruktiv zu erstellenden Hohlräumen des Strebausbaus die Hydraulikflüssigkeit einem Kühlkreislauf angeschlossen wird.

Im Rahmen der Erfindung erweist es sich als besonders vorteilhaft^, daß der Verdampfer zur Kühlung der Hydraulikflüssigkeit auf der Saugseite der Hydraulikpum-pe angeordnet und gleichzeitig als Sammelbehälter ausgebildet ist.

030018/0023

Dipl. Chem. Dr. Heinrich FrüKSuss" Patentanwalt

»™. A9/1223/78 Ha/Bä* ^ah Deutsches Patentamt

Ruhrkohle AG₃ Rellinghauser Straße I₃ 4300 Essen 1

Weiterhin ist es als besonders erfinderisch anzusehen₃ daß dem Einziehstrom des Abbaubetriebes über einem in Abhängigkeit von der Temperatur des Kaltwasserrücklaufs regelbaren Stromregler beaufschlagbarer Wetterkühler vorgesehen sind. -

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen näher beschrieben.

Der technische Fortschritt der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen₃ daß die Arbeitsplätze in den Abbaubetrieben so gekühlt werden₃ daß für die Belegschaft erträgliche Verhältnisse geschaffen werden₃ daß in heißen Betriebspunkten Arbeitszeitverkürzungen durch Klimatisierung verhindert bzw. in wirtschaftlich vertretbaren Grenzen gehalten werden können und daß darüber hinaus bei weiterem Vordringen des Bergbaus in die Teufe weiterhin Abbau betrieben werden kann und dabri die Kohlengewinnung durch Konzentration rationalisiert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung₃ die einen schematisierten Kühlwasser- und Hydraulikflüssigkeitskreislauf wiedergibt₃ dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Zur Durchführung des er findung sg emßen Verfahrens werden Teile von vorhandenen Betriebs ausrüstung en mit von Flüssigkeit durchströmten Hohlräumen als Wetterwärmetauscher nutzbar gemacht. Vorhandene ungenutzte Hohlräume sind an den Flüssigkeitskreislauf anzuschließen. Darübe rhinaus sollten - wenn es konstruktiv möglich ist - zusätzliche Hohlräume geschaffen werden. Hierbei

030018/0023

Dipl. Chem. Dr. Heinridi Frühbuss _/__Biatt ^ z_Um seihen vom A9/1223/78 Ha/Bär Patentanwalt

°n Deutsches Patentamt

Ruhrkohle AG₃ Rellinghauser Straße I₃ 4S00 Essen 1

ist beispielsweise an die Hohlräume der Kappenbruahsahilde und Liegendschwellen des Sohildausbaus oder an Teile der Fördereinrichtung gedacht. In Abbaubetrieben werden größere Mengen Wasser für Bedüsungen₃ Bohrarbeiten, Tränken₃ Motorkühlung usw. umgesetzt. Durch Kühlung dieses Wassers werden erhebliche Wärmemengen gebunden. Dieser Brauchwasserkreislauf ist in der schematisierten Zeichnung in gestrichelten Linien unter B dargestellt. Der Hydraulikkreislauf ist ebenfalls mit gestrichelten Linien markiert und mit A b&eichnet. Das gesamte Kühlungssy st em wird durch in Strebnähe befindliche Kältemaschinen betrieben, die ihre Kondensatorleistung an eine Rückkühlleitung abgeben. Den Kältemaschinen kommt die Aufgabe zu₃ die verschiedenen Flüssigkeitsströme₃ zum einen Brauchwasser und zum anderen Hydraulikflüssigkeit, in geeigneten Verdampfern I₃ 2 sowie gegebenenfalls die Wetter durch direkte Verdampfung des Kühlmittels in Form von Fluorkohlenwasserstoff zu kühlen. Der Kondensator IS ist an den Kühlwasserkreislauf angeschlossen. Dem Kondensator IS ist ein Kompressor 14 mit einem Motor 15 nachgeschaltet. Das flüssige Kältemittel gelangt über je ein Expansionsventil S₃ 4₃ das in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des zu kühlenden Mediums geregelt wird₃ zu den Verdampfern I₃ 2 der beiden Kühlkreisläufe A₃ B. Der Verdampfer 1 zur Kühlung der Hydraulikflüssigkeit ist auf der Saugseite einer Hydraulikpumpe 5 angeordnet und dient gleichzeitig als Sammelbehälter. Der Verdampfer 1 kühlt die Hydraulikemulsion auf möglichst tiefe Temperaturen, da die Hydraulikpumpe S wegen des hohen Aus gangs drucks auf der Ausgangsseite des Verdampfers 1 angeordnet werden muß. In dem

030018/0023

Dipl. Chem. Dr. Heinrich Frühbuss ^ Π __Βΐα* jf ».sMb««. A9/1223/7 8 Ha/Bär Patentanwalt

on Deutsches Patentamt

Ruhrkohle AG, Retting haus er Straße 1, 4300 Essen 1

Ausführungsbeispiel, welches in der Zeichnung dargestellt ist, ist ein Hydraulikkreislaüf ohne drucklosen Rücklauf dargestellt, was mit dem Vorteil verbunden ist, daß ein Verdampfer üblicher Bauart verwendet werden kann. Über die Kühlleitung 6 wird die gekühlte Hydraulikflüssigkeit einem Wetterwärmetauscher₃ in diesem Fall den Kolbenstangen 8₃ von Hydraulikzylindern 7 zugeführt. Die Kolbenstangen sind mit einem Einlaß sowie einem Auslaß und einer Trennwand derartig versehen, daß das gekühlte Medium durch die gesamte Kolbenstange geführt wird. Hinter den Zylindern 7 wird die Hydraulikflüssigkeit über ein Druckbegrenzungsventil in einer Rücklaufleitung 10 dem Verdampfer 1 wieder zugeführt. Mit 11 sind weitere Druckverbrauchwe angedeutet, die zwischen der Kühlleitung 6 und der Rücklauf leitung 10 angeordnet sind. Die Frischwassernachspeisung erfolgt über die Kühlleitung Der Verdampfer 1 soll eine konstante Kälteleistung abgeben, die einen gleichfalls konstanten Flüssigkeitsstrom mit sich bringt. Wenn der Verbrauch höher ist als der konstante Flüssigkeitsstrom muß eine Temperaturerhöhung am Austritt des Verdampfers 1 in Kauf genommen werden. Der mit 2 bezeichnete Verdampfer innerhalb des Brauchwasserkreislaufes B hat die Aufgabe, die gesamte Wassermenge, die innerhalb des Abbaubetriebes umläuft oder verbraucht wird, zu kühlen. Die Pumpe 16 drückt das Wasser durch den Verdampfer 2 zu dem Verbraucher, beispielsweise der weiten Bedüsung. Da ein Teil der Verbraucher, beispielsweise die genannten Bedüsung^rseinrichtung en 19, nicht mit konstantem Wasserverbrauch arbeiten, ist es schwierig, die durch den Verdampfer fließende Wassermenge und damit die erzeugte und dem Abbaubetrieb zur Verfügung stehende Kälteleistung konstant zu halten. Aus diesem

030018/0023

Dipl. Chem. Dr. Heinrich Frühbuss ~ _BlM j _zumS*_{reibenvom A9}/₁₂₂3/78 Ha/Bär

Patentanwalt

an Deutsches Patentamt

Ruhrkohle AG₃ Rellinghauser Straße I₃ 4300 Essen 1

Grund sind in dem Abbaubetrieb im Bereich des Einziehstromes Grundkühler 21 vorgeschaltet, die über einen in Abhängigkeit von der Temperatur des Kaltwasser rücklaufs geregelten Stromverteiler 20 beaufschlagt.werden. Auf diese Weise wird die durch den Verdampfer fließende Wasser und die damit erzeugte und dem ^ Abbaubetrieb zur Verfügung stehende Kälteleistung weitgehend konstant gehalten. Über die Rücklaufleitung 23 wird das erwärmte Wasser dem Sammelbehälter 17 wieder zugeführt.

Die Friechwassernachspeisung erfolgt für beide Kreisläufe A und B aus dem kälteren Zweig des Kühlwasserkreislauf es₃ wodurch eine zusätzliche Frischwasserleitung eingespart wird.

die zur Durchführung einer untertägigen Klimatisierung erforderlichen Kältemaschinen sind in Abhängigkeit von den räumlichen Begebenheiten im Abbaubetrieb oder in den Strecken zu installieren. Eine zentrale Anordnung dieser Maschinen ist bei einer gleichzeitigen Klimatisierung mehrerer Betriebspunkte vorstellbar.

030018/0023

Claims

A9/1223/78 Ha/Bär Ruhrkohle AG3 Rel tinghaus er Straße I3 4300 Essen 1 Verfahren zur Klimatisierung untertägiger Abbaubetriebe ■und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens Patentansprüche:

1. Verfahren zur Klimatisierung untertägiger Abbaubetriebe durch Kühlung des Wetter stromes₃ dadurch gekennzei ahnet₃ daß neben einer Kühlung des Brauchwassers und der Schaffung zusätzlicher yarme tausch flächen aus vorhandenen und/oder konstruktiv zu erstellenden Hohlräumen des Strebausbaus die Hydraulikflüssigkeit einem Kühlkreislauf angeschlossen wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I₃ dadurch gekennz ei ahnet ₃ daß im' Hydraulik- und im Brauchwasserkreislauf (A₃ B) je ein mit einem flüssigen Kältemittel gespeister Verdampfer (I₃ 2) vorgesehen ist₃ denen jeweils ein Expansionsventil (Z₃ 4) vorgeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2₃ dadurch gekennzeichnet ₃ daß der Verdampfer (1) zur Kühlung der Hydraulikflüssigkeit auf der Saugseite der Hydraulikpumpe (5) angeordnet und gleichzeitig als Sammelbehälter ausgebildet ist.

— 9 —

030018/0023 ORIGINAL INSPECTED

Dipl. Chem. Dr. Heinrich Frähbuss J?. _{mM £} _{zumStfireibenvom} _A9/₁₂23/78 Ha/Bär Patentanwalt

an Deutsches Patentamt

Ruhrkohle AG₃ Rellinghauser Straße I₃ 4300 Essen 1

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und S₃ dadurch gekennzeichnet₃ daß die Frischwassernachspeisung für den Kühlkreislauf der Hydraulikflüssigkeit (A) aus der Kaltwasserleitung (18) des Brauchwasserkreislaufes (B) vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2₃ dadurch gekennzeichnet₃ daß dem im Brauchwasserkreislauf (B) angeordneten Verdampfer (2) eine Pumpe (16) mit einem Sammelbehälter (17) nachgeschaltet ist₃ wobei die Frischwassernachspeisung aus dem kälteren Zweig der Rückkühlleitung vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 2₃ dadurch gekennzeichnet ₃ daß im Einziehstrom des Abbaubetriebes über einen in Abhängigkeit von der Temperatur des Kaltwasserrücklaufs (23) regelbaren Stromverteiler (20) beaufschlagbare Wetterkühler (21) vorgesehen sind.

030018/0023