DE3040283A1 - Verfahren zur kuehlung beispielsweise von wettern und maschinen im untertagebergbau und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur kuehlung beispielsweise von wettern und maschinen im untertagebergbau und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE3040283A1 DE19803040283 DE3040283A DE3040283A1 DE 3040283 A1 DE3040283 A1 DE 3040283A1 DE 19803040283 DE19803040283 DE 19803040283 DE 3040283 A DE3040283 A DE 3040283A DE 3040283 A1 DE3040283 A1 DE 3040283A1
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    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F3/00Cooling or drying of air

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Description

  • Verfahren zur Kühlung beispielsweise von Wettern
  • und Maschinen im Untertagebergbau und Vorrichtung zur Durchführunq des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung beispielsweise von Wettern und/oder Maschinen im Untertagebergbau mittels eines, eine übertägige Kältemaschine und einen untertägigen Hochdruck--Wärmetauscher einbeziehenden Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislaufs sowie eines zweiten durch den Hocharuck-Wärmetauscher rückkühlbaren mit Verbrauchern verbundenen Niederdruck-Flüssigkeitskreislaufs in den zur weiteren Kühlung Kondensatoren eingeschaltet werden können. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Im Rahmen des immer weiter nach Norden umgehenden Steinkohlenabbaus im Ruhrgebiet und des Eindringens in immer tiefer gelegenere Flöze treten die Wärmeprobleme in diesen Gruben immer mehr in der Vordergrund. Die zur Zeit bekannten Hilfsmittel zur Erzeugung von kalten Wettern oder Flüssigkeiten vornehmlich on kaltem Wasser sind Kühl- oder Kältemaschinen bzw. Wärmeaustauscher.
  • Die üblicherweise heute durchgeführte Kühlung im Untertagebergbau besteht aus zwei unabhängigen Kreisläufen, wobei das beispielsweise durch eine Kältemaschine auf 3 Grad herabgekühlte Wasser im Hochdruck-Kreislauf unter Aufnahme von Warme den sogenannten Sekundärkreislauf mittels eines Hochdruckwärmetauschers kühlt.
  • Das gekühlte Wasser tritt in den Wärmetauscher mit 3 Grad ein und mit einer Erwärmung auf 23 Grad wieder aus dem Warmetauscher heraus. Dabei wird das durch den Verbraucher im Sekundärkreislauf beispielsweise auf 27 OC erwärmte Wasser auf 8 cc heruntergekühlt. Durch Einschalten von zusätzlichen Kondensatoren ist es möglich, das den Verbrauchern zuzuführende, auf 8 cc herabgekühlte Wasser weiter auf 5 cc abzukühlen.
  • Ein wesentlicher Nachteil eines derartigen Kühlsystems liegt darin, daß bedingt durch die großen Teufenn im Rohrgebietsbergbau, das in den Untertagebergbau eingespeiste kalte Wasser einen Hochdruck-Kreislauf aufbaut, der zwangsläufig zu zwei voneinander zu trennenden Kreisläufen führt. Ein weiterer Nach teil ist in den Energieverlusten zu sehen, die dadurch verdeut-Sicht werden, daß das kalte Wasser im Hochdruck-Kreislauf dem Wärmetauscher mit 3 cc zugeführt wird und das mit ca.. 27 in o den Wärmetauscher eingespeiste Wasser des Niederdruck-Kreislaufs nur auf 8 OC herabgekühlt werden kann Darüber hinaus erfordern Wärmetauscher mit sämtlichem Zubehör hohe Investitionen.
  • Der Wirkungsgrad eines Wärmetauschers ist abhängig von der Wärmeübergangsfläche, wodurch in Abhängigkeit eines guten Wirkungsgrades eine große räumliche Bauweise erforderlich wird.
  • Der durch die Teufe bedingte Hochdruck der Kühlflüssigkeit erfordert zwei voneinander unabhängige FlUssigkeitskreisläufe.
  • Andererseits würden die auftretenden Drücke im Hochdruck-Kreislauf Rohrwandungen erfordern, die ein derartiges Kühlverfahren vom Konstruktionsaufwand her unmöglich macht.
  • Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt ein Verfahren zur Kühlung von Wettern und Maschinen im Untertagebergbau zu schaffen, dessen Wirkungsgrad unter Vermeidung von Verlusten annähernd einem Optimum gleichkommt, welches die für die Wärmetauscher erforderlichen hohen Investitionen in bezug auf die Maschinentechnik und die räumlichen Abmessungen unter Tage vermeidet und das darüber hinaus auf einfache Weise und ohne zusätzlichen Energieaufwand eine Umwandlung des Hochdruckbereiches in einen Niederdruckbereich gewährleistet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Hochdruck-Flüssigkeit-Kkreislauf und dem Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf ein direkter und kontinuierlicher Austausch von Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperaturen und DrticJfe mittels eines an den Enden der Kammen Sperrorgane aufweisenden Dreikammer-Rohraufgebers stattfindet, wobei die Sperrorgane in Verbindung mit Kontaktmanometern den Druckaufbau bzw. den Druckabbau der Flüssigkeiten übernehmen.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin :- - sehen, daß die Übertage gekühlte und in den Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislauf eingespeiste Flüssigkeit im Hochdruckbereich die kontinuierliche Förderung der durch die Verbraucher erwärmten Flüssigkeiten mittels des Dreikammer-Rohraufgebers nach übertage und die untertage erwärmte Flüssigkeit die Förderung der in den Kammern mittels Sperrorganen drucklos gekühlten Flüssigkeit im Niederdruckbereich zum Verbraucher übernehmen. Das erfindungsgemäße Verfahren schafft auf diese Weise den direkten Tausch von Warmwasser gegen Kaltwasser, wobei dieFörderung jeweils keinen zusätzlichen Energieaufwand benötigt.
  • Weiterhin erweist es sich im Rahmen der Erfindung als besonders vorteilhaft, daß bei gleichen Kühlflüssigkeitsmengen und -geschwindigkeiten in dem Hochdruck- und Niederdruck-Flüssigkeitskreislauf die erforderliche Kühlwassermenge über eine Temperaturmessung am Verbraucher in Verbindung mit einer Regelstrecke ermittelt wird, wobei die Kühlwassermenge über eine weitere in dem Hochdruck-Kreislauf eingeschaltete Regelkette angeglichen wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Flüssigkeitsmengen beider Kreisläufe in Abhängigkeit von der durch die Verbraucher geforderten Menge gleich zu halten.
  • Weiterhin erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß die kontinuierliche Füllung und Entleerung der Kammern über ein zentrales Steuersystem durchgeführt wird, wobei die Signale von Zeitgliedern und/oder Integratoren, Kontaktmanometern und Endschaltern der Sperrorgane mit einer Folgesteuerung ausgelöst werden.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß als verbindendes und den Flüssigkeitsaustausch regelndes Element zwischen dem Hochdruck-Flussigkeits-Kreislauf und dem Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf mindestens ein Dreikantmer-Rohraufgeber vorgesehen ist, wobei jede Kammer den Hochdruck-Kreislauf bildend mit einer von übertage kommenden Kaltwasserleitung und einer nach übertage führenden Warmwasserleitung sowie den Niederdruck-Kreislauf bildend mit einer zum Verbraucher führenden Kaltwasserleitung und einer vom Verbraucher kommenden Warmwasserleitung in geschlossenen und/oder unterbrochenen Kreislauf verbunden ist, wobei an den Kammern Sperrorgane und in Verbindung mit Kontaktmanometern zum Druckaufbau und zum Druckabbau Druckausgleichsorgane angeordnet sind.
  • Der technische Fortschritt der Erfindung ist insbesondere darin begründet, daß ein annähernd optimaler Wirkungsgrad bei der Kühlung erzielt wird, daß auf kostensparende -Weise das in die Grube eingespeiste Kaltwasser zur Förderung des erwärmten Wassers genutzt wird, daß darüber hinaus die durch das Verfahren übertage anfallende Wärme zur weiteren Nutzung zur Verfügung steht und daß darüber hinaus die bestehenden Flüssigkeitskreisläufe zur Frischwasserhaltung verwendet werden können.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vorric>-tung sind in den Zeichnungen dargest,ellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematisierte Darstellung eines Dreikammer-Rohraufgebers in Verbindung mit einem Hochdruck-und einem Niederdruckkreislauf mit Füllung und Entleerung im Gegenstromprinzip; Fig. 2 eine schematisierte Darstellung eines Dreikammer-Rohraufgebers vergleichbar mit der Anordnung nach Fig. 1 jedoch mit gleicher Füllt und Entleerungsrichtung, Fig. 3 zwei in Reih,e geschaltete Dreikammer-Rohraufgeber, und zwar einer im Gleichstrom- und einer im, Gegenstromverfahren, Fig. 4 ein Zeitdiag,ramm der Steuerung eines Dreikammer-Rohraufgebers mit kontinuierlicher Füllung und Förderung.
  • Die in Fig. 1 in schematisierter Form dargestellte Anordnung eines Dreikammer-Rohraufgebers mit den Kammern A, B, C verbindet in einem direkten und kontinuierlichen Austausch von Wasser unterschiedlicher Temperatur und unterschiedlicher Drücke den Hochdruckkreislauf HD mit dem Niederdruckkreislauf.
  • Von übertage wird Wasser von einer Kältemaschine oder einer Wärmenutzungsanlage 25 über eine Kaltwasserleitung 26 mit 3 QC in einen Wasserbehälter 27 geleitet. Über den Wasserbehälter 27 wird das gekühlte Wasser in die Kaltwasserleitung 17 eingespeist und den Kammern A1 B, C zugeführt. Der Druckaufbau in den Kammern A, B, C bzw. der Druckabbau wird durch Sperrorgane 1 bis 12a in Verbindung mit den Kontaktmanometern 13, 14, 15 vorgenommen.
  • Das von einem Verbraucher 18 kommende und beispielsweise auf eine Temperatur von 27 °C erwärmte Wasser wird über die Warmwasserleitung 19 im Gegenstromverfahren den Kammern Ac B und C zugeführt. Zur Überwindung der Leitungsverluste in der Kaltwasserleitung 17 bzw. in der Warmwasserleitung 19 sind zusätzliche Pumpen 28 bzw. 20 in diese Leitungen eingebaut.
  • In einem geschlossenen Niederdruckkreislauf ND, wie er in der Fig., 1 dargestellt ist, wird das erwärmte Wasser mit dem im Niederdruckkreislauf herrschenden Druck in die Kammern A, B, C gefüllt. Da durch den Dreikammer-Rohraufgeber eine kontinuierliche Füllung der Kammern bzw. eine kontinuierliche Förderung stattfindet, ist ein zentrales Steuersystem vorgesehen, wobei die Signale von Zeitgliedern und/oder Integratoren, durch Kontaktmanometer sowie durch die Endschalter der Sperrorgane mit einer Folgesteuerung ausgelöst werden.
  • Während die Kammer A das erwärmte Wasser über die Warmwasserleitung 16 nach übertage fördert1 wird die Kammer B mit erwärmtem Wasser gefüllt, welches gleichzeitig das kalte Wasser in den Niederdruckkreislauf ND in Richtung auf, den Vorbraucher 18 au,(s der Kammer B drückt. Der genaue Arbeitsablauf der einzelnen Kammern A, B, C in Verbindung mit der Schaltung der Sperrorgane 1 bis 12a wird im Detail nachfolgend noch anhand des Zeitdiagramms geschildert.
  • Im Niederdruckkreislauf ND ist in der Kaltwasserleitung 17 eine Regelstrecke eingebaut, die aus einem Mengenmeßgerät 22 und einem Regelorgan 23 besteht. In Abhängigkeit von der durch das Temperaturmeßgerät 24 ermittelten Menge desKaltwassers beim Verbraucher 18 wird diese Menge durch'die Regelstrecke im Niederdruckkreislauf ND vermittelt. Die durch das Mengenmeßgerät 22 bzw. das Regelorgan 23 ermittelte, im Niederdruckkreislauf erforderliche Kaltwassermenge wird an ein weiteres Regelorgan innerhalb des Hochdruckkreislaufs HD weitergegeben, das ebenso aus einem Mengenmeßgerät 29' und einem Regelorgan 30 besteht. Auf diese Weise wird die in den Kreisläufen befindliche Menge an Wasser gleich groß gehalten.
  • Nach einem weiteren nicht in den Zeichnungen dargestellten Anordnung ist es möglich, den Niederdruckkreislauf ND in unterbrochener Form dem Hochdruckkreislauf nachzuschalten. Bei der Verwendung von Kühlwasser für verschiedenartige Verbraucher ist es erforderlich, das durch verschiedene Verbraucher erwärmte Wasser in einem zusätzlichen Reservoir aufzufangen und über eine weitere Pumpe den Kammern A, B und C zuzuführen.
  • Wenn übertage statt einer Kältemaschine 25 eine Wärmenutzungsanlage vorgesehen ist, in der beispielsweise das über die Warmwasserleitung 16 zutage geförderte warme Wasser in Form einer Eleizungsanlage genutzt wird, so ist es möglich, um das Wasser auf eine höhere Temperatur zu bekommen als es üblicherweise vom untertägigen Verbraucher abgegeben wird, das Wasser in zusätzlichen tiefen Bohrungen oder gesondert angelegten Strecken in entsprechender Teufe aufzuwärmen und es anschließend über die Kammern A, B, C bzw. die Warmwasserleitung 16 zutage zu fördern.
  • Ebenso kann, wie dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, die untertägige Wasserhaltung in den Niederdruckkreislauf ND einbezogen werden. Für eine solche zusätzliche Verwendung des Dreikammer-Rohraufgebergs ist ebenfalls ein zusätzliches Wasserreservoir erforderlich, welches in der üblicherweise durchgefir-rten untertägigen Wasserhaltung einem Pumpensumpf entsprechen könnte. Der Vorteil der Förderung der Wasserhaltung über den Dreikammer-Rohraufgeber ist darin zu selben, daß auch Schlamm ohne Schwierigkeiten gefördert werden kann, da für die Förderung keine Hochdruokpvtpen erforderlich sind.
  • Die bei einem unterbrochenen Kreislauf im Niederdruckbereich auftretenden Wasserverluste, beispielsweise durch Versprühen von Wasser zur Staubbekämpfung und Verdunstung, können durch Zusatz von Grubenwasser ersetzt werden, ohne daß ein zusätzlicher .Energieaufwand für die Wasserförderung erforderlich ist.
  • Bei Verwendung einer Wärmenutzungsanlage übertage ist es möglich, den Hochdruckkreislauf HD als Wärmepumpe einzusetzen.
  • Die Regelung der Flüssigkeitsmengen, wie sie bereits erwähnt durch die Regel strecken erfolgt, ist ebenso über die Drehzahlregelung der Pumpen 28 bzw. 20 zu regeln.
  • Nach dem in Fig. 2 dargestellten Schema der im direkten Wasser austausch miteinander verbundenen Hochdruck- und Niederdruckkreisläufe ist es möglich, die kontinuierliche Füllung und Entleerung der Kammern A, B und C in gleicher Richtung vorzunehmen.
  • Nach einem weiteren in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Kühlung im Untertagebereich sind zwei Dreikammer-Rohraufgeber mit den Kammern A1, B1, cl und A2, B2, C2 in Reihe hintereinander, geschaltet. In Abhängigkeit von der erforderlichen Teufe beim untertägigen Verb'raucher bzw.
  • in Abhängigkeit von dem Betriebsdruck ist es möglich, mehrere Dreikammer-Rohraufgeber in Reihe zu schalten.
  • In dem in Fig. 3 dargestellten AusführungsbeispieL ider der die Kammern Al1 Bl1 C1 aufweisende Rohraufgeber im Gleichstromverfahren betrieben, während der die Kammern A2, B2, C2 aufweisende Rohraufgeber im Gegenstromverfahren betrieben wird.
  • Um den geringstmöglichen Wärmeübergang an den Kammern A, B und C'hins.ichtlich eines zu vermeidenden Verlustes in Kauf nehmen zu müssen ist es vorteilhaft, die Kammer A, B und C als beliebig lange Rohre großen Durchmessers auszubilden, die mit einer entsprechenden Isoiation zu versehen sind. Die Klammern können jedoch auch andere zweckmäßig erscheinende Formen aufweisen. Die Förderung von Grubenwässern kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch ausgedehnt werden auf die Mineralölförderung. So kann beispielsweise im Wasser Salz gelöst werden und als Sole gefördert werden.
  • Die-Voraussetzung für einen optimalen Wassertausch in den Kammern A, B und C ist, vollständiges Füllen und Entleeren. Das wird erreicht, wenn die Wassergeschwindigkeiten bzw. die Wassermengen in beiden KKeisläufen gleich sind.
  • Wie bereits erwähnt lat für die erforderliche Kühlwassermenge das Temperaturmeßgerät 24 bestimmend. Das Temperaturmeßgerät 24 regelt über die Regelstrecke in dem Niederdruckkreislauf ND die gewünschten Mengen und gleicht die Menge des Hochdruckkreislaufes HD über die Regelstrecke 29, 30 hieran an. Ein in der Niederdruckregelstrecke eingebauter Integrator erfaßt die durchgelaufende Wassermenge und gibt Signal für das Umschalten der Kammern.
  • Das Förderspiel für alle Kammern A, B und C läuft nach dem in Fig. 5 gezeigten Schema ab. Als Ausgangspunkt ist die Kammer A anzusehen, die wie Fig. 1 andeutet, erwärmtes Wasser zutage fördert und gleichzeitig mit Kaltwasser über die Kaltwasserleitung 17 unter Hochdruck gefüllt wird. Die Sperrorgane 1, 3 und 3a sinsS geöffnet, während die Sperrorgane 2, 4 und 4a geschlossen sind.
  • Gleichzeitig wird die Kammer B unter Miederdruck mit Warmwasser über die Warmwasserlitung 19 gefüllt und gibt Kaltwasser an den zu kühlenden Verbraucher über die Leitung 21 ab. Dabei sind die Sperrorgane 6, 8 und 8a geöffnet und die Sperrorgane 5, 7 und 7a geschlossen. In der gleichen Zeit ist die Kammer C mit entspanntem Kaltwasser gefüllt. Dabei ist das Sperrorgan 12a geöffnet, -während die Sperrorgane 9, 10, 11, lla und 12 geschlossen sind.
  • Unter dieser Voraussetzung läuft das vollständige Förderspiel für die Kammern A, B und C in den nachfolgenden Schritten, die sich periodisch wiederholen ab.
  • 1. Schritt Über einen Integrator werden die Sperrorgane 10 und 12 geöffnet.
  • 2. Schritt Die Endschalter der Sperrorgane 10 und 12 schließen die Sperrorgane 6, 8 und 8a. Damit setzt das Füllen mit Warmwasser und entleeren mit Kaltwasser für die Kammer C ein. Dieser Vorgang endet gleichzeitiy in der Kammer B.
  • 3. Schritt Die geschlossenen Endschalter der Sperrorgane 6', 8, 8a öffnen das Sperrorgan 7a.
  • 4. Schritt Die Kammer B wird unter Hochdruck gesetzt. Das Kontaktmanometer 14 zeigt Hochdruck an.
  • 5. Schritt Das Kontak.manometer 14 öffnet die Sperrorqane 5 und 7.
  • 6. Schritt Die Endschalter der Sperrorgane 5 und 7 schließen die Sperrorgane 1, 3 und 3a. Damit fördert die Kammer B Warmwasser zutage und wird unter Hochdruck mit Kaltwasser gefüllt. Die Warmwasserförderung der Kammer A ist beendet. Die kammer A ist jetzt mit Kaltwasser gefüllt.
  • 7. Schritt- Die Endschalter der Sperrorgane 1, 3 und 3a öffnen den Schieber 4a.
  • 8. Schritt Über das Sperrorgan 4a wird der Hochdruck in der Kammer A abgebaut. Der Endschalter des Sperrorgans 4a startet einen Integrator, der aus den Wassermengen der beiden Kreisläufe den erforderlichen Zeitpunkt der nächsten Umschaltung ermittelt.'Das Kontaktmanometer 13 zeigt Niederdruck an.
  • 9. Schritt Über einen Integrator werden die Sperrorgane 2 und 4 geöffnet.
  • 10. Schritt Die Endschalter der Sperrorgane 2 und 4 schließen die Sperrorgane 10, 12 und 12a. Damit setzt das Füllen mit Warmwasser und das Entleeren mit Kaltwasser für die Kammer A ein. Dieser Vorgang endet gleichzeitig in der Kammer C.
  • 11. Schritt Die geschlossenen Endschalter der Sperrorgane 10, 12, 12a öffnen das Sperrorgan lla.
  • 12. Schritt Die Kammer C wird unter Hochdruck gesetzt. Das Kontaktmanometer 15 zeigt Hochdruck an.
  • 13. Schritt Das Kontaktmanometer 15 öffnet die Sperrorgane 9 und 11.
  • 14. Schritt Die Endschalter der Sperrorgane 9 und 11 schließen die Sperrorgane 5, 7 und 7a. Damit fördert die Kammer C Warmwasser zutage und wird unter Hochdruck mit Kaltwas ser gefüllt. Die Warmwasserförderung aus der Kammer B ist beendet. Die Kammer B ist jetzt mit Kaltwasser gefüllt.
  • 15. Schritt Die Endschalter der Sperrorgane 5, 7 und 7a öffnen das Sperrorgan 8a.
  • 16. Schritt Über das Sperrorgan 8a wird der Hochdruck der Kammer E abgebaut. Der Endschalter des Sperrorgans 8a startet einen Integrator der aus den Wassermengen der beiden Kreisläufe den erforderlichen Zeitpunkt der nächsten Umschaltung ermittelt. Das Kontaktmanometer 14 zeigt Niederdruck an.
  • 17. Schritt Über einen Integrator werden die Sperrorgane 6 und 8 geöffnet.
  • 18. Schritt Die Endschalter der Sperrorgane 6 und 8 schließen die Sperrorgane 2, 4 und 4a. Damit setzt das Füllen mit Warmwasser und Entleeren mit Kaltwasser der Kammer t3 ein. Dieser Vorgang endet jetzt für die Kammer A.
  • 19. Schritt Die geschlossenen Endschalter der Sperrorgane 2, 4 unc 4a öffnen das Sperrorgan 3a.
  • 20. Schritt Die Kammer A wird unter Hochdruck gesetzt. Das Kontakt manometer 13 zeigt Hochdruck an.
  • 21. Schritt Das Kontaktmanometer 13 öffnet die Sperrorgane 1 und 3.
  • 22. Schritt Die End'schalter der Sperrorgane 1 und 3 schließen die Sperrorgane 9, 11 und lla. Damit fördert die Kammer A Warmwasser zutage und wird unter Hochdruck mit Kaltwaser gefüllt. Die Warmwasserförderung von Kammer C ist beendet. Diese ist jetzt mit Kaltwasser gefüllt; 23.Schritt Die Endschalter der Sperrorgane 9, 11 und lla öffnen das Sperrorgan 12a.
  • 24. Schritt Über das Sperrorgan 12a wird der Hochdruck der Kammer C abgebaut. Der Endschalter des Sperrorgans startet einen Integrator, der aus den Wassermengen beider Kreisläufe den erforderlichen Zeitpunkt der nächsten Umschaltung ermittelt. Das Kontaktmanometer 15 zeigt Niederdruck an

Claims (22)

  1. Verfahren zur Kühlung beispielsweise von Wettern und Maschinen im Untertagebergbau und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Patentansprüche:: 1. Verfahren zur Kühlung beispielsweise von Wettern und/oder Maschinen im Untertagebergbau mittels eines eine übertägige Kältemaschine und einen untertägigen Hochdruck-XGärmetauscher einbeziehenden Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislaufs sowie eines zweiten durch den Hochdruck-Wärmetauscher rückkühlbaren, mit Verbrauchern verbundenen, Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislaufs, in den zur weiteren Kühlung Kondensatoren eingeschaltet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislauf und dem Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf ein direkter und kontinuierlicher Austausch von Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperaturen und Drücke mittels eines an den Enden der Kammern Sperrorgane aufweisenden Dreikammer-Rohraufgebers stattfindet, wobei die Sperrorgane in Verbindung mit Kontaktmanometern 'den Druckaufbau bzw. den Druckabbau der Flüssigkeiten in den Kammern übernehmen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übertage gekühlte und in den Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislauf eingespeiste Flüssigkeit im Hochdruckbereich die,kontinuierliche Förderung der durch die Verbraucher erwärmten Flüssigkeiten mittels des Dreikammer-Rohraufgebers nach übertage und die untertage erwärmte Flüssigkeit die Förderung der in den Kammern mittels Sperrorganen drucklos gemachte, gekühlten Flüssigkeit im Niederdruckbereich zum Verbraucher übernehmen.
  3. 3 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichen KUhlfldssigkeitsmengen und -ge8chwindigkeiten in demH0chdruck- und Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf die erforderliche Kühlwassermenge über eine Temperaturmessung am Verbraucher in Verbindung mit einer Regelstrecke ermittelt wird,, wobei die Kühlwassermenge über eine weitere in dem Hochdruckkreislauf eingeschaltete Regelstrecke ausgeglichen wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Flüssigkeitsmengen in den Kreisläufen über Drehzahlregelung der in die Kreisläufe eingeschalteten Pumpen erfolgt.
  5. 5 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Füllung und Entleerung der Kammern über ein zentrales Steuersystem durchgeführt wird, wobei die Signale von Zeitgliedern und/oder Integratoren, Kontaktmanometern und Endschaltern der Sperrorgane mit einer Folgesteuerung ausgelöst werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruck-Flüssigkeit-Kreislauf in geschlossener und/oder in unterbrochener Form für die Förderung von Flüssigkeiten ausgelegt ist.
  7. ,. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Füllung und Entleerung der Kammern in gleicher und/oder entgegengesetzter Richtung erfolgt.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mIttels des Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislaufs zutage geförderte, erwärmte Flüssigkeit aus dem Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf übertage beispielsweise zu Heizzwecken genutzt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels des Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislaufs geförderte, erwärmte Flüssigkeit aus dem Niederdruck-Flüssigkeits-Kreis lauf übertage nach dem Prinzip einer Wärmepumpe genutzt wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kreisläufen bei der Förderung auftretenden Leitungsverluste jeweils durch Pumpen ausgeglichen werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislauf in direktem Flüssigkeitsaustausch stehende Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf als unterbrochener Kreislauf ausgebildet ist und mit der Wasserhaltung in Form eines Wasserspeichers verbunden ist.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf in unterbrochener Ausbi'-dung mit einer zusätzlichen Pumpe zu versehen ist.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Aufnahme von Wärme die Flüssigkeit des Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislaufs Bohrlöchern und/oder Grubenbauen zugeführt wird.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf entstehenden Flüssigkeitsverluste durch Einspeisung von mengenmäßig regelbarem Grubenwasser in den Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf ausgeglichen werden.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Austausch der Flüssigkeiten zwischen Hochdruck- und Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf über mindestens zwei in Reihe geschaltete Dreikammer-Rohraufgeber stattfindet.
  16. 16. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -als verbindendes und den Flüssigkeitsaus,tausch regelndes Element zwischen dem Hochdruck-Flüssigkeits-Kreislauf und dem Niededruck-Flüssigkeits-Kreis lauf mindestens ein Dreikammer-Rohraufgeber vorgesehen ist, wobei jede Kammer (A, B, C) den Hochdruckkreislauf bildend mit einer-von übertage kommenden Kaltwasserleitung (17) und einer nach übertage führenden Warmwasserleitung (16) sowie den Niederdruckkreislauf bildend mit einer zum Verbraucher (18) führenden Kaltwasserleitung (21) und einer vom Verbraucher kommenden Warmwasserleitung (19) in geschlossenen und/oder unterbrochenen Kreislauf verbunden ist, wobei an den Kammern (A, B, C) Sperrorgane ( bis 12a) und in Verbindung mit Kontaktmanometern (13 bis 15) zum Druckaufbau und zum Druckabbau Druckausgleichsorgane (3a bis 12a) angeordnet sind.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 1G, dadurch 9 ennzeichnet, daß zur Schaltung der Sperrorgane (1 bis 12) und der Druckausgleichsorgane (3a) bis (12aj der Kammern (A,'B, C) zur kontinuierlichen Füllung und Förderung ein zentrales, auf Integratoren abgestimmtes Steuersystem vorgesehen ist, in welches in den Kammern (A, B, C) angeordnete Kontaktmanometer (13 bis 15) sowie in den Leitungen (17 bis 21) angeordnete Regelstrecken (22, 23) einzubeziehen sind.
  18. 18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regulierung der dem Verbraucher (i) zuzuführenden Flüssigkeitsmenge im Niederdruckkreislauf in Verbindung mit einem am Verbraucher (18) angeschlossenem Thermometer (24) eine aus einem Mengenmeßgerät (22) und einem Regelorgan (23) bestehende Regelstrecke vorgesehen ist.
  19. 19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 16 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der durch den Verbraucher (18) im Niederdruckkreislauf benötigten und durch die Regelstrecke bemessenen Flüssigkeitsmenge im Hochdruckkreislauf eine weitere aus einem Mengenmeßgerät (29) und einem Regelorgan (30) bestehende Regelstrecke vorgesehen ist.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterbrochenem Niederdruck-Flüssigkeits-Kreislauf dem Verbraucher (18) nachgeschaltet ein Sammelbehälter und eine zusätzliche Pumpe vorgesehen sind.
  21. 21. Vorrichsung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter als Wasserspeicher der untertägigen Wasserhaltung ausgebildet ist.
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (A, B, C) als beliebig lange mit Isolierungen versehene Rohre großen Durchmessers ausgebildet sind.
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DE19803040283 Expired DE3040283C2 (de) 1980-10-25 1980-10-25 Förderung des Kühlmediums bei einem Verfahren zur Kühlung von Wettern und Maschinen im Untertagebergbau und Vorrichtung zur Durchführung der Förderung

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