PL180934B1 - Sposób i urządzenie do ogrzewania powietrza wdechowego kopalni ciepłem zawartym w powietrzu wydechowym z kopalni - Google Patents

Abstract

2. Urządzenie do ogrzewaniapowietrz!na wlocie do szybu wdechowego kopalni głębinowej ciepłem odebranym z powietrza wydechowego kopalni, znamienne tym, że wymiennik (5) zabudowany na wylocie wentylatorów (3) przewietrzania kopalni połączonyjest z wymiennikiem (7), zabudowanym na wlocie do szybu wdechowego (8), poprzez system rurociągów i pomp (6) oraz szczytowe źródło ciepła (11), zaś ilość odbieranego ciepła z powietrza wydechowego regulowanajest za pomocąsprzężonych przepustnic (9), a ilość ciepła przekazywana do powietrza wdechowego kopalni, regulowana jest zespołem sprzężonych przepustnic (10) sterowanych od temperatury powietrza w szybie wdechowym (8).

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykorzystania ciepła zawartego w powietrzu wydechowym z kopalni dla ogrzewania powietrza wdechowego kopalni oraz urządzenie do stosowania tego sposobu.

W celu zabezpieczenia szybów wdechowych kopalń głębinowych w okresie zimowym, przed ich obmarzaniem, powietrze wdechowe jest podgrzewane na wlocie do szybu w wymiennikach przeponowych, zasilanych gorącą wodą lub parą z kotłów grzewczych.

Powietrze wydechowe z kopalń głębinowych wyrzucane do atmosfery wentylatorami zabudowanymi na szybie wydechowym, zawiera ciepło doprowadzone do powietrza wdechowego (na wlocie do szybu wdechowego) oraz ciepło odebrane do górotworu przez powietrze wentylujące wyrobiska górnicze.

Ilość ciepła zawartego w powietrzu wydechowym jest w przybliżeniu dwukrotnie wyższa od ilości ciepła potrzebnego dla podgrzania powietrza na wlocie do szybu wdechowego.

Znane są rozwiązania, w którym część powietrza wdechowego na wlocie do szybu podgrzewana jest do temperatury gwarantującej uzyskanie po zmieszaniu z powietrzem zimnym, temperatury powietrza wdechowego + 2°C. Wadątego rozwiązaniajest konieczność budowy kosztownego źródła ciepła, które pracuje tylko przez ok- 20-25% czasu w skali roku, a duża energia powietrza wdechowego na wlocie do szybu utrudnia właściwe zmieszanie powietrza zimnego z powietrzem ciepłym.

Znane są rozwiązania w których ciepło zawarte w powietrzu wydechowym wykorzystywane jest w układach pomp cieplnych do ogrzewania pomieszczeń. Wadą znanych sposobów wykorzystania ciepła z powietrza wydechowego kopalni głębinowej, jest duży koszt instalacji, której realizacja dla potrzeb ogrzewania powietrza wdechowego, z uwagi na krótki okres pracy wynoszący ok. 2000 godz/rok, jest nieopłacalna.

Znane jest również rozwiązanie, w którym pompy cieplne w okresie zimowym służą do podgrzewania powietrza wdechowego, a w okresie letnimjako ziębiarki służą do ochładzania powietrza wdechowego. Rozwiązanie to z uwagi małą efektywność ochładzania powietrza wdechowego doprowadzonego do przodków węglowych, nie ma większego zastosowania. Wady znanych rozwiązań można wyeliminować stosując rozwiązanie według patentu.

180 934

Sposób wykorzystania ciepła zawartego w powietrzu wydechowym do ogrzewania powietrza wdechowego polega na tym, że ciepło odebrane w wymienniku zlokalizowanym na wylocie powietrza wydechowego z szybu, przekazuje się do powietrza wdechowego poprzez wymiennik zlokalizowany na wlocie do szybu wdechowego , a szczytowe zapotrzebowanie ciepła dla ogrzania powietrza wdechowego pokrywa się przez dodatkowe źródło zabudowane równolegle do obiegu nośnika energii przekazującego ciepło z powietrza wydechowego do powietrza wdechowego. Woda o parametrach kondensatu, odzyskana w procesie schładzania powietrza wydechowego wykorzystywana jest do uzupełniania ubytków obiegów technologicznych kopalni.

Urządzenie do odbioru wykorzystania ciepła z powietrza wydechowego do ogrzewania powietrza wdechowego, składa się z dwu wymienników ciepła zabudowanych na wylocie powietrza wydechowego i na wlocie powietrza do szybu wdechowego, instalacji odbioru i wykorzystania skroplonej wody oraz zespołów przepustnic umożliwiających regulację ilości odbieranego ciepła przy zachowaniu stałego przepływu powietrza przez wyrobiska kopalni. Ciepło pomiędzy wymiennikami przesyłane jest w obiegu zamkniętym z pompą obiegową, zespołem regulacji wydajności instalacji i szczytowym źródłem ciepła zabudowanym równolegle do obiegu grzewczego i sterowanym automatycznie od temperatury powrotu nośnika ciepła.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest wykorzystanie ciepła z powietrza wydechowego kopalni do ogrzewania powietrza wdechowego, bez konieczności stosowania kosztownej instalacji pomp cieplnych, możliwość odzyskania wody zawartej w powietrzu wydechowym oraz możliwość stosowania dowolnego źródła szczytowego w tym kotła elektrycznego który z uwagi na krótki okres pracy (nie przekraczający 500 godz/rok)jest rozwiązaniem optymalnym. Sposób i urządzenie do ogrzewania powietrza wydechowego kopalni ciepłem odebranym z powietrza wydechowego przedstawione jest w przykładzie wykonania na rysunku schematycznym. Powietrze wentylacyjne kopalni przepływając wyrobiskami podziemnymi 1, odbiera ciepło z górotworu 2, a następnie po zassaniu przez wentylatory głównego przewietrzania kopalni 3, zabudowane na wylocie z szybu wydechowego 4, przetłaczane jest do atmosfery poprzez wymiennik przeponowy 5 w którym przekazuje ciepło do obiegu 6 instalacji ogrzewania powietrza wdechowego zasilającej wymiennik 7 zabudowany na wlocie do szybu 8. Ilość ciepła odbieranego z powietrza wydechowego za wentylatorami 3, regulowana jest za pomocą zespolonych przepustnic 9. Temperatura powietrza na wlocie do szybu wdechowego 8 regulowana jest automatycznie poprzez sprzężone przepustnice 10 stosunku ilości powietrza podgrzewanego do zimnego, sterowane od temperatury w szybie wdechowym 8. W przypadku niedoboru ciepła odebranego z powietrza wydechowego w wymienniku 3, włącza się samoczynnie szczytowe źródła ciepła 11 włączone równolegle do instalacji 6 ogrzewania powietrza wydechowego. Woda skroplona w wymienniku 5, o parametrach kondensatu, magazynowanajest w zbiorniku 12, z którego po oczyszczeniu mechanicznym w filtrze 13, przesyłana jest do obiegów technologicznych kopalni.

180 934

L.L

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz Cena 2,00 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ogrzewania powietrza na wlocie do szybu wdechowego kopalni głębinowej, znamienny tym, że ciepło odebrane na wylocie z wentylatorów przewietrzania kopalni wykorzystuje się do podgrzewania powietrza na wlocie do szybu wdechowego kopalni, a okresowe niedobory ciepła, pokrywa się ze szczytowego źródła włączonego w system przesyłu ciepła z powietrza wydechowego do powietrza wdechowego kopalni.

2. Urządzenie do ogrzewania powietrza na wlocie do szybu wdechowego kopalni głębinowej ciepłem odebranym z powietrza wydechowego kopalni, znamienne tym, że wymiennik (5) zabudowany na wylocie wentylatorów (3) przewietrzania kopalni połączony jest z wymiennikiem (7), zabudowanym na wlocie do szybu wdechowego (8), poprzez system rurociągów i pomp (6) oraz szczytowe źródło ciepła (11), zaś ilość odbieranego ciepła z powietrza wydechowego regulowana jest za pomocą sprzężonych przepustnic (9), a ilość ciepła przekazywana do powietrza wdechowego kopalni, regulowana jest zespołem sprzężonych przepustnic (10) sterowanych od temperatury powietrza w szybie wdechowym (8).