PL203181B1 - Układ do klimatyzacji wyrobisk górniczych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do klimatyzacji wyrobisk górniczych, zwłaszcza do schładzania górniczych wyrobisk kopalni.

Z polskiego opisu zgł oszeniowego wynalazku o nr P-321399 znany jest układ klimatyzacji centralnej powietrza wyrobisk górniczych kopalń głębinowych, stosujący energię chłodniczą wytwarzaną z energii cieplnej odzyskanej z wykorzystania niskokalorycznego gazu z odmetanowania złóż węglowych. Układ ten składa się z urządzenia chłodniczego połączonego w zamkniętym obiegu grzewczym z kotł em medium grzewczego ogrzewanym metanem z odmetanowanych zł óż wę glowych. Do parownika absorpcyjnego urządzenia chłodniczego jest podłączona w obiegu zamkniętym trójkomorowa stacja transportowa wody chłodniczej, przyłączona równolegle do wlotów chłodnic klimatyzatorów w przodkach chłodzonych wyrobisk górniczych. Wyloty tych chłodnic są połączone równolegle rurociągiem powrotnym do parownika absorpcyjnego urządzenia chłodniczego. Absorber parownika jest przyłączony w obiegu zamkniętym do chłodni zewnętrznej.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr Pl 192 319 układ klimatyzacji centralnej powietrza wyrobisk górniczych kopalni węgla kamiennego zawierający co najmniej dwa bloki chłodnicze z absorpcyjnym urządzeniem chłodniczym i kompresorowym urządzeniem chłodniczym, połączone ze sobą szeregowo poprzez swoje parowniki. Wyloty parowników kompresorowych urządzeń chłodniczych są połączone równolegle do obiegu powierzchniowego rurociągu chłodniczego, połączonego posobnie z szybowym rurociągiem chłodniczym przyłączonym do dołowego rurociągu chłodniczego ze śluzą ciśnieniową, prowadzącego do chłodnic klimatyzatorów usytuowanych w wyrobiskach górniczych. Obwody warników absorpcyjnych urządzeń chłodniczych są podłączone równolegle do obiegu rurociągu ciepłowniczego kopalnianej elektrociepłowni. Napędy kompresorowych urządzeń chłodniczych są podłączone do zasilania elektrycznego kopalnianej elektrociepłowni.

Z artykułu zamieszczonego w Przeglądzie Górniczym nr 10 z roku 2000 pt. „Pierwsza w Polsce klimatyzacja centralna w Kopalni Węgla Kamiennego „PNIÓWEK Jastrzębskiej Spółki Węglowej S.A. (autorzy prof. Nikodem Szlązak, dr inż. Stanisław Nawrat, dr inż. Antoni Jakubów) wynika, że znany i stosowany jest układ klimatyzacji centralnej, skojarzony, energetyczno - chłodniczy oparty na silnikach gazowych i generatorach energii elektrycznej oraz chłodziarkach. Ciepło wytworzone w tym procesie wykorzystywane jest do przemiany w chłodziarkach absorpcyjnych. System ten stanowi skojarzony układ energetyczno - chłodniczy wytwarzający oprócz energii chłodniczej również energię elektryczną. Utworzona sieć dołowa została utworzona jako sieć niskociśnieniowa. Urządzenia wytwarzające chłód zlokalizowane są na powierzchni, a medium chłodnicze przesyłane jest preizolowanymi rurociągami do podziemia kopalni. W układzie tym wykorzystano trójkomorową śluzę ciśnieniową do transportu poddanej wysokiemu ciśnieniu wody z rurociągu szybowego do wtórnego obiegu na poziomie 830 m o niskim ciśnieniu.

Znane są również sprężarkowe układy chłodnicze wyrobisk ze stacjami klimatyzacyjnymi usytuowanymi na dole kopalni.

Układ do klimatyzacji wyrobisk górniczych zawierający powierzchniową stację klimatyczną, połączoną z chłodnicami przodkowymi przez trójkomorową śluzę ciśnieniową, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stacja klimatyczna, wyposażona w co najmniej jedną wieżę chłodniczą, połączona jest w układzie zamkniętym przez rurociąg podający i rurociąg powrotny z trójkomorową śluzą ciśnieniową, która zaś połączona jest nadpoziomowym rurociągiem chłodniczym z chłodnicami przodkowymi usytuowanymi powyżej śluzy ciśnieniowej, a rurociągiem chłodniczym podpoziomowym połączona jest z chłodnicami przodkowymi usytuowanymi poniżej śluzy ciśnieniowej, przy czym wyloty chłodnic przodkowych są połączone rurociągami powrotnymi oraz przez pompy ssące ze śluzą ciśnieniową.

Układ do klimatyzacji wyrobisk górniczych zawierający powierzchniową stację klimatyczną, połączoną z chłodnicami przodkowymi przez trójkomorową śluzę ciśnieniową, w odmianie wynalazku charakteryzuje się tym, że stacja klimatyczna wyposażona w co najmniej jedną wieżę chłodniczą, połączona jest w układzie zamkniętym poprzez rurociąg podający i rurociąg powrotny z trójkomorową śluzą ciśnieniową, która zaś połączona jest przez pompę tłoczącą nadpoziomowym rurociągiem chłodniczym z chłodnicami przodkowymi usytuowanymi powyżej śluzy ciśnieniowej, a przez rurociąg chłodniczy podpoziomowy jest połączona z chłodnicami przodkowymi usytuowanymi poniżej śluzy ciśnieniowej, przy czym wyloty chłodnic przodkowych są połączone rurociągami powrotnymi oraz ze zbiornikiem otwartym, zaś przez pompę ssącą ze śluzą ciśnieniową.

PL 203 181 B1

Korzystnie jest, że do powierzchniowej stacji klimatycznej w obu odmianach wynalazku dołączona jest instalacja odzysku ciepła.

Korzystnie jest również, że na rurociągu podającym i rurociągu odbierającym ciepłą wodę zabudowane są zawory odcinające.

Korzystnie jest, że rurociąg podający i rurociąg odbierający połączone są z sobą przez zawór odcinający.

Korzystnie jest również, że na wspólnym odcinku rurociągów odbierających, pomiędzy pompami ssącymi i śluzą ciśnieniową jest zabudowany filtr zgrubny.

Korzystnie jest, że na rurociągach odbierających, pomiędzy filtrem, a pompami ssącymi są zabudowane zawory odcinające.

Korzystnie jest, że na wspólnym odcinku rurociągu odbierającego, pomiędzy zaworami odcinającymi i filtrem zgrubnym zabudowany jest dodatkowy filtr.

Korzystnie jest również, że na wspólnym odcinku rurociągu odbierającego, pomiędzy filtrem dodatkowym, a wejściem rurociągu do śluzy ciśnieniowej zabudowany jest zawór odcinający, zawór bezpieczeństwa oraz zawór odpowietrzający.

Korzystnie jest, że na rurociągu odbierającym pomiędzy pompą ssącą a zaworem odcinającym umieszczony jest zawór redukcyjny.

Korzystnie jest, że na rurociągu odbierającym, pomiędzy pompą ssącą, a wylotami chłodnic przodkowych zabudowane jest zawór bezpieczeństwa i zawór odpowietrzający.

Wskazane jest umieszczenie w komorze wymiennika ciepła szafy sterowniczej hydrauliczno elektrycznej.

Dodatkowe cechy techniczne wskazane w zastrzeżeniach zależnych mogą być wykorzystane w obu odmianach wynalazku.

Podstawową zaletą wynalazku jest usytuowanie stacji klimatycznej na powierzchni, a wykorzystanie wież chłodniczych czyni układ chłodzenia bardzo energooszczędnym i ekonomicznym. Wykorzystanie trójkomorowego wymiennika ciepła usytuowanego w podszybiu eliminuje konieczność tłoczenia wody z powierzchni do chłodzonych wyrobisk. Przedmiotowy układ do klimatyzacji według wynalazku, pozwala na tłoczenie zimnej wody do wyrobisk znajdujących się na bardzo różnych poziomach nawet do 450 m różnicy wysokości, co w sytuacji wydobywania węgla z bardzo głębokich pokładów i na bardzo różnych poziomach jest istotną cechą wyróżniającą rozwiązanie z dotychczasowego znanego stanu techniki.

Przedmiot wynalazku w nie ograniczającym go przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig 1 - przedstawia schemat ideowy układu do klimatyzacji wyrobisk górniczych, fig. 2 - przedstawia odmianę układu do klimatyzacji z wykorzystaniem zbiornika otwartego, fig. 3 przedstawia schemat ideowy obiegu wtórnego dołowego, a fig. 4 - schemat ideowy zabudowy urządzeń i rur w komorze trójkomorowego wymiennika ciepła.

P r z y k ł a d 1

Podstawowy układ do klimatyzacji wyrobisk górniczych składa się z powierzchniowej stacji klimatycznej 2 wyposażonej w dwie wieże chłodnicze 1. Stacja 2 jest połączona w układzie zamkniętym poprzez rurociąg podający 3 i rurociąg powrotny 3a z trójkomorową śluzą ciśnieniową 4. Trójkomorowa śluza ciśnieniowa 4, połączona jest nadpoziomowym rurociągiem chłodniczym 7 z chłodnicami przodkowymi 9 usytuowanymi powyżej śluzy ciśnieniowej 4 na poziomie +250 m, zaś rurociągiem chłodniczym podpoziomowym 8 połączona jest z chłodnicami przodkowymi 9 usytuowanymi poniżej śluzy ciśnieniowej 4, na poziomie -200 m. Wyloty chłodnic przodkowych 9 są połączone ze śluzą ciśnieniową 4 rurociągami powrotnymi 7a oraz 8a przez pompy ssące 6a. Na rurociągu podającym 3 i na rurociągu powrotnym 3a zabudowany jest zawór odcinający 10. Rurociąg podający 3 i rurociąg powrotny 3a połączone są z sobą przez zawór odcinający 10a. Dodatkowo na wspólnym odcinku rurociągu 7a i 8a, pomiędzy pompami ssącymi 6a i śluzą ciśnieniową 4, jest zabudowany filtr zgrubny

11. Natomiast na rurociągach 7a i 8a, pomiędzy filtrem 18, a pompami 6a są zabudowane zawory odcinające 10. Zaś na wspólnym odcinku rurociągu 7a i 8a, pomiędzy zaworami odcinającymi 10 i filtrem zgrubnym 11 zabudowany jest filtr 18 dokładny o wielkości oczka 0,2 mm. Ponadto na wspólnym odcinku rurociągu 7a i 8a, pomiędzy filtrem 18 a wejściem rurociągu do śluzy ciśnieniowej 4 zabudowany jest zawór odcinający 10 oraz zawór bezpieczeństwa 13 i zawór odpowietrzający 14. Natomiast na rurociągu 8a pomiędzy pompą 6a, a zaworem 10 umieszczony jest zawór redukcyjny 16. Dodatkowo na rurociągu 8a pomiędzy pompą 6a, a wylotami chłodnic przodkowych 9 zabudowany jest zawór, bezpieczeństwa 13 i zawór odpowietrzający 14. W komorze wymiennika ciepła 4 umiesz4

PL 203 181 B1 czone są szafy sterownicze hydrauliczno - elektryczne 5. Do powierzchniowej stacji klimatycznej 2 dołączona jest instalacja odzysku ciepła 17, z której można ogrzewać wodę w łaźni, bądź w okresie zimowym szybu, lub wykorzystać do innych celów ubytkowych.

P r z y k ł a d 2

Układ do klimatyzacji wyrobisk górniczych zawierający stację klimatyczną, połączoną poprzez wymiennik ciepła z chłodnicami przodkowymi, w odmianie wykonania, przedstawiony jest na fig. 2 i charakteryzuje się, tym, że stacja klimatyczna 2 wyposażona jest w dwie wieże chłodnicze 1 i połączona jest w układzie zamkniętym poprzez rurociąg podający 3 i rurociąg powrotny 3a z trójkomorową śluzą ciśnieniową 4. Śluza ciśnieniowa 4 jest połączona jest przez pompę tłoczącą 6 nadpoziomowym rurociągiem chłodniczym 7 z chłodnicami przodkowymi 9 usytuowanymi powyżej śluzy ciśnieniowej 4, zaś przez rurociąg chłodniczy podpoziomowy 8 jest połączona z chłodnicami przodkowymi 9 usytuowanymi poniżej śluzy ciśnieniowej 4. Wyloty chłodnic przodkowych 9 są połączone rurociągami powrotnymi 7a oraz 8a ze zbiornikiem otwartym 12, zaś przez pompę ssącą 6a ze śluzą ciśnieniową 4.

Claims (13)

1. Układ do klimatyzacji wyrobisk górniczych zawierający powierzchniową stację klimatyczną, połączoną z chłodnicami przodkowymi przez trójkomorową śluzę ciśnieniową, znamienny tym, że stacja klimatyczna (2), wyposażona w co najmniej jedną wieżę chłodniczą (1), połączona jest w układzie zamkniętym przez rurociąg podający (3) i rurociąg powrotny (3a) z trójkomorową śluzą ciśnieniową (4), która zaś połączona jest nadpoziomowym rurociągiem chłodniczym (7) z chłodnicami przodkowymi (9) usytuowanymi powyżej śluzy ciśnieniowej (4), a rurociągiem chłodniczym podpoziomowym (8) połączona jest z chłodnicami przodkowymi (9) usytuowanymi poniżej śluzy ciśnieniowej (4), przy czym wyloty chłodnic przodkowych (9) są połączone rurociągami powrotnymi (7a) oraz (8a) przez pompy ssące (6a) ze śluzą ciśnieniową (4).

2. Układ do klimatyzacji wyrobisk górniczych zawierający powierzchniową stację klimatyczną, połączoną z chłodnicami przodkowymi przez trójkomorową śluzę ciśnieniową, znamienny tym, że stacja klimatyczna (2) wyposażona w co najmniej jedną wieżę chłodniczą (1), połączona jest w układzie zamkniętym poprzez rurociąg podający (3) i rurociąg powrotny (3a) z trójkomorową śluzą ciśnieniową (4), która zaś połączona jest przez pompę tłoczącą (6) nadpoziomowym rurociągiem chłodniczym (7) z chłodnicami przodkowymi (9) usytuowanymi powyżej śluzy ciśnieniowej (4), a przez rurociąg chłodniczy podpoziomowy (8) jest połączona z chłodnicami przodkowymi (9) usytuowanymi poniżej śluzy ciśnieniowej (4), przy czym wyloty chłodnic przodkowych (9) są połączone rurociągami powrotnymi (7a) oraz (8a) ze zbiornikiem otwartym (12), zaś przez pompę ssącą (6a) ze śluzą ciśnieniową (4).

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że do powierzchniowej stacji klimatycznej (2) dołączona jest instalacja odzysku ciepła (17).

4. Układ według zastrz. 2, znamienny tym, że do powierzchniowej stacji klimatycznej (2) dołączona jest instalacja odzysku ciepła (17).

5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na rurociągu podającym (3) i rurociągu powrotnym (3a) zabudowany jest zawór odcinający (10).

6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że rurociąg podający (3) i rurociąg powrotny (3a) połączone są z sobą przez zawór odcinający (10a).

7. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na wspólnym odcinku rurociągu (7a) i (8a), pomiędzy pompami (6a) i śluzą ciśnieniową (4), jest zabudowany filtr zgrubny (11).

8. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że na rurociągach (7a) i (8a), pomiędzy filtrem (18), a pompami (6a) są zabudowane zawory odcinające (10).

9. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że na wspólnym odcinku rurociągu (7a) i (8a), pomiędzy zaworami odcinającymi (10) i filtrem zgrubnym (11) zabudowany jest filtr (18).

10. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że na wspólnym odcinku rurociągu (7a) i (8a), pomiędzy filtrem (18), a wejściem rurociągu do śluzy ciśnieniowej (4) zabudowany jest zawór odcinający (10), zawór bezpieczeństwa (13) oraz zawór odpowietrzający (14).

11. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na rurociągu (8a) pomiędzy pompą (6a), a zaworem (10) umieszczony jest zawór redukcyjny (16).

PL 203 181 B1

12. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że na rurociągu (8a) pomiędzy pompą (6a), a wylotami chłodnic przodkowych (9) zabudowany jest zawór bezpieczeństwa (13) i zawór odpowietrzający (14).

13. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że w komorze wymiennika ciepła (4) umieszczone są szafy sterownicze hydrauliczno - elektryczne (5).