PL179495B1

PL179495B1 - Sposób podgrzewania powietrza wprowadzanego do przestrzeni kopalni

Info

Publication number: PL179495B1
Application number: PL31489896A
Authority: PL
Inventors: Henryk Cieszkowski; Ryszard Zarski; Zygmunt Milewski; Wladyslaw Turkiewicz; Lech Jaron; Andrzej Cisowski; Jacek Masior; Edward Placzkowski; Zbigniew Szudrowicz
Original assignee: Henryk Cieszkowski; Andrzej Cisowski; Lech Jaron; Jacek Masior; Zygmunt Milewski; Edward Placzkowski; Zbigniew Szudrowicz; Wladyslaw Turkiewicz; Ryszard Zarski
Priority date: 1996-06-19
Filing date: 1996-06-19
Publication date: 2000-09-29
Also published as: PL314898A1

Abstract

1. Sposób podgrzewania powietrza wprowadzanego do przestrzeni kopalni, polegający na tym, że do zimnego strumienia powietrza wprowadzanego do szybu wlotowego dodaje się gorący strumień powietrza, który wcześniej podgrzewanyjest w nagrzewnicy, przy czym z przestrzeni kopalni wyprowadza się na zewnątrz, szybem wydechowym,strumień powietrzawylotowego, znamienny tym, że ciepło ze strumienia wylotowego poprzez wymiennik wejściowy (1) wprowadza się do obiegu wejściowego (2), pompy ciepła (3), korzystnie sprężarkowej, z której po podniesieniu temperatury, ciepło kieruje się do obiegu wyjściowego (4) pompy ciepła (3), zawierającego wymiennik końcowy (5) stanowiący grzejnik przelotowy przy czym, korzystnie, wymiennik wejściowysll) umieszczonyjett w szybie wydechowym (6).

Description

Sposób podgrzewania powietrza wprowadzanego do przestrzeni kopalni znajdujący zastosowanie w górnictwie głębinowym w procesach przewietrzania kopalń, zwłaszcza w okresach niskich temperatur powietrza atmosferycznego.

Znany jest sposób podgrzewania powietrza wprowadzanego do przestrzeni kopalni polegający na tym, że do zimnego strumienia powietrza wprowadzanego do szybu wlotowego dodaje się gorący strumień powietrza, który wcześniej podgrzewa się w nagrzewnicach. Z przestrzeni kopalni wyprowadza się na zewnątrz, szybami wydechowymi, zużyte powietrze oraz rurociągami wodę dołową. Strumień powietrza wydechowego kieruje się do atmosfery, zaś wodę do naturalnych albo sztucznych zbiorników lub cieków wodnych.

Wadą tego sposobu jest to, że do podgrzewania powietrza wprowadzanego do przestrzeni kopalń zużywa się duże ilości ciepła pochodzącego z pierwotnych źródeł ciepła podczas gdy zarówno powietrze wyprowadzane na zewnątrz kopalń jak również woda dołowa zawierają znaczne ilości ciepła odpadowego.

Sposób według wynalazku polega na tym, że strumień powietrza z szybu wydechowego kieruje się do wymiennika wejściowego - umieszczonego, korzystnie, w szybie wydechowym albo poprzez parownik pompy ciepła prowadzi się strumień wody dołowej, którą następnie zrzuca się na zewnątrz. W przypadku gdy nośnikiem ciepła odpadowego jest powietrze - wymiennik wejściowy stanowi element obiegu wejściowego pompy ciepła, który ponadto zawiera parowacz pompy ciepła natomiast, w przypadku gdy nośnikiem ciepła odpadowego jest woda dołowa wymiana ciepła zachodzi bezpośrednio w pompie ciepła a konkretnie w jej parowniku. Z pompy ciepło - po podniesieniu temperatury wyprowadza do obiegu wyjściowego pompy ciepła. Obieg wyjściowy zawiera skraplacz pompy ciepła oraz wymiennik końcowy stanowiący grzejnik przelotowy, korzystnie w postaci nagrzewnicy wodno powietrznej. Pompa ciepła ma za zadanie, dla ułatwienia zagospodarowania pozyskanego ciepła podniesienie jego temperatury. W nagrzewnicy wodno powietrznej podgrzewa się strumień powietrza, który następnie łączy się ze strumieniem zimnego powietrza wprowadzanego do przestrzeni kopalni.

179 495

Sposób według wynalazku zapewnia wykorzystanie ciepła odpadowego do podgrzewania powietrza kierowanego do przestrzeni kopalń a ponadto umożliwiajego wykorzystanie w innych procesach gospodarczych i komunalnych - zapotrzebowanie ciepła dla miasta zamieszkałego przez około 30 000 mieszkańców wynosi 70 MW.

Zasoby ciepła możliwe do pozyskania obrazują poniższe przykłady.

Przykład 1.

W jednym z szybów w Zagłębiu Miedziowym występująnastępujące parametry powietrza wydechowego:

temperatura t = 22°C ciśnienie bezwzględne (statyczne) p = 0,1 MPa wilgotność względna φ = 98% objętość natężenia przepływu powietrza wilgotnego V = 48 000 m³/min.

Zasoby ciepła w tym powietrzu wynoszą więc około 22 MW przy schłodzeniu powietrza wylotowego do temp. 9°C. Wartość ta wynika z różnicy strumieni entalpii powietrza wydechowego przed i za przewidywanym wymiennikiem ciepła, oraz z ciepła wywiązuj ącego się podczas skraplania pary wodnej zawartej w powietrzu.

Przykład 2.

W jednej z kopalń w Zagłębiu Miedziowym obserwuje się następujące parametry wody dołowej:

dopływ wody 35 m³/min. (50400 m³/dobę) temperatura t = 21°C

Przy założonym schłodzeniu wody dołowej do temperatury do 5°C zasoby ciepła dla tej ilości wody wynoszą35769 kW (35,76 MW).

Wynalazek zostanie bliżej objaśniony na podstawie przykładowych układów przedstawionych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat instalacji do podgrzewania powietrza ciepłem zawartym w powietrzu odpadowym, zaś fig. 2 przedstawia schemat instalacji do podgrzewania powietrza ciepłem zawartym w wodzie dołowej.

W układzie przedstawionym na fig. 1 powietrze z szybu wydechowego 6 kierowane jest poprzez wymiennik wejściowy 1 do atmosfery. Wymiennik wejściowy 1 zawarty w obiegu wejściowym 2 pompy ciepła 3, przy czym ciepło z tego obiegu wprowadzane jest do pompy ciepła poprzez parowacz 7. W przykładowym wykonaniu pokazana jest sprężarkowa pompa ciepła 3. W pompie ciepła 3 następuje wzrost temperatury. Z pompy ciepła wyprowadza się ciepło do obiegu wyjściowego 4 poprzez skraplacz 8. Obieg wyjściowy 4 zaopatrzony jest w wymiennik końcowy 5 stanowiący nagrzewnicę wodno powietrzną, w której podgrzewa się strumień powietrza, który następnie łączy się ze strumieniem zimnego powietrza wprowadzanego do szybów wdechowych 9 kopalni.

Inny układ przedstawiono na fig. 2, w którym nośnikiem ciepła odpadowego jest woda kopalniana. W układzie tym wodę kopalnianą przeprowadza się bezpośrednio przez parowacz 7, przez co wyeliminowany jest pośredniczący czynnik obiegowy - pomiędzy parowaczem 7 a źródłem ciepła odpadowego - wodąkopalnianą. Pozostałe elementy układu pokazane na schemacie są takie same jak na fig. 1.

Claims

1. Sposób podgrzewania powietrza wprowadzanego do przestrzeni kopalni, polegający na tym, że do zimnego strumienia powietrza wprowadzanego do szybu wlotowego dodaje się gorący strumień powietrza, który wcześniej podgrzewany jest w nagrzewnicy, przy czym z przestrzeni kopalni wyprowadza się na zewnątrz, szybem wydechowym, strumień powietrza wylotowego, znamienny tym, że ciepło ze strumienia wylotowego poprzez wymiennik wejściowy (1) wprowadza się do obiegu wejściowego (2), pompy ciepła (3), korzystnie sprężarkowej, z której po podniesieniu temperatury, ciepło kieruje się do obiegu wyjściowego (4) pompy ciepła (3), zawierającego wymiennik końcowy (5) stanowiący grzejnik przelotowy przy czym, korzystnie, wymiennik wejściowys (1) umieszczony jest w szybie wydechowym (6).

2. Sposób podgrzewania powietrza wprowadzanego do przestrzeni kopalni, polegający na tym, że do zimnego strumienia powietrza wprowadzanego do szybu wlotowego dodaje się gorący strumień powietrza, który wcześniej podgrzewany jest w nagrzewnicy, przy czym z przestrzeni kopalni wyprowadza się na zewnątrz, wodę kopalnianą, znamienny tym, że ciepło z wody kopalnianej poprzez parowacz (7) wprowadza się do pompy ciepła (3), korzystnie sprężarkowej, z której - po podniesieniu temperatury, ciepło kieruje się do obiegu wyjściowego (4) pompy ciepła (3), zawierającego wymiennik końcowy (5) stanowiący grzejnik przelotowy.