UA155176U - Спосіб отримання теплової енергії з шахтної виробки - Google Patents

Abstract

Спосіб отримання теплової енергії з шахтної виробки включає відкачування шахтної води та вентиляційного повітря на денну поверхню, відбір низькопотенційної теплової енергії з використанням теплових помп та подачу підігрітої води до споживачів. Відбір теплової енергії шахтної води та вентиляційного повітря проводять одночасно тепловими помпами типу вода-вода та повітря-вода, підігрів води тепловими помпами налаштовують на однакову температуру та подають підігріту воду в накопичувач. Після цього балансують потоки вентиляційного повітря, шахтної та підігрітої води.

Description

Корисна модель належить до отримання теплової енергії з шахтних виробок і може бути використана у гірничій промисловості при відборі низькопотенційного тепла шахтних вод та вентиляційного повітря з використанням теплових помп.

Відомими є способи отримання теплової енергії з шахтних вод, при яких ведуть газліфтне регулювання та відкачування води, подачу на поверхню, де отримують теплову енергію з використанням теплових помп (11, (21.

Недоліком відомих способів є низька ефективність при відборі теплової енергії шахтних виробок та недостатня керованість процесом.

Найближчим аналогом є відомий спосіб отримання теплової енергії з шахтної виробки, описаний в роботі |З), який є більш ефективним для відбору теплової енергії шахтних вод, які піднімаються на поверхню газліфтом. Відомий спосіб ІЗ| отримання низькопотенційної теплової енергії з гірничих виробок має наступні ознаки, спільні з ознаками пропонованого технічного рішення, а саме: - відкачування шахтної води та - відкачування вентиляційного повітря на денну поверхню; - відбір низькопотенційної теплової енергії шахтної води з використанням теплових помп; - подачу підігрітої води до споживачів.

Недоліком найближчого аналога є низька ефективність при утилізації теплової енергії шахтних виробок, оскільки у цьому способі використовують теплову енергію тільки шахтних вод без одночасного відбору та утилізації тепла вентиляційних потоків шахт. Крім того, у відомому способі не балансують водовідлив шахтних вод на денну поверхню.

В основу корисної моделі поставлено задачу підвищити ефективність процесу шляхом максимізації отримання теплової енергії із шахтної виробки шляхом одночасного відбору тепла як шахтних вод, так і вентиляційного повітря.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб тримання теплової енергії з шахтної виробки, що включає відкачування шахтної води та вентиляційного повітря на денну поверхню, відбір низькопотенційної теплової енергії з використанням теплових помп та подачу підігрітої води до споживачів, згідно з корисною моделлю, що відбір теплової енергії шахтної води та вентиляційного повітря проводять одночасно тепловими помпами типу вода-вода та повітря-

Зо вода, підігрів води тепловими помпами налаштовують на однакову температуру та подають підігріту воду в накопичувач, після чого балансують потоки вентиляційного повітря, шахтної та підігрітої води.

Причинно-наслідковий зв'язок між ознаками, які відрізняють корисну модель, і технічним результатом, який буде досягнуто, полягає в тому, що: - одночасний відбір теплової енергії шахтної води та вентиляційного повітря проводять двома тепловими помпами типу вода-вода та повітря-вода, що дозволяє здійснити максимальний відбір тепла з шахтної виробки та передати теплову енергію споживачу; - налаштування теплових помп на однакову температуру та подача підігрітої води в накопичувач забезпечує синхронізацію роботи помп за тепловими потужностями; - балансування потоків вентиляційного повітря, шахтної та підігрітої води здійснюють для досягнення максимальної продуктивності процесу відбору теплової енергії з шахтної виробки.

Таким чином, ознаки, які відрізняють пропонований спосіб отримання теплової енергії з шахтної виробки, та характерна і послідовна реалізація дій надають способу нових властивостей, а саме оптимізують проведення процесів відбору теплової енергії та утилізації тепла шахтних вод і вентиляційного повітря, підвищують продуктивність та ефективність системи.

Техніко-економічні переваги пропонованої корисної моделі полягають у тому, що при використанні нового пропонованого способу відбувається вирівнювання температури підігрітої води та збільшується відбір сумарної теплової енергії з гірничої виробки. Спосіб отримання теплової енергії з шахтної виробки можна розглядати як низьковуглецеву технологію для зменшення "парникових газів", які виділяються при отриманні теплової енергії шляхом традиційного спалювання горючих копалин.

Корисна модель пояснюється кресленням.

На кресленні показано схему реалізації способу, де: 1 - шахтна виробка; 2 - відбір вентиляційного повітря, З - накопичувач вентиляційного повітря, 4 - теплова помпа типу повітря- вода, 5 - відбір шахтної води, 6 - накопичувач шахтної води, 7 - теплова помпа типу вода-вода, 8 - накопичувач підігрітої води, 9 - подача підігрітої води споживачам.

Спосіб отримання теплової енергії з шахтної виробки реалізують наступним чином.

Із шахтної виробки 1 відбирають та фільтрують частину вентиляційного повітря 2 і бо направляють його у накопичувач З вентиляційного повітря. Теплову помпу 4 типу повітря-вода підключають для отримання теплової енергії з накопичувача З вентиляційного повітря та передають її до накопичувана 8 підігрітої води. Відпрацьоване шахтне повітря видаляють в атмосферу. Одночасно з відбором вентиляційного повітря 2 з шахтної виробки 1 відбирають та фільтрують частину шахтної води 5 і направляють її у накопичувач 6 шахтної води. Теплову помпу 7 типу вода-вода підключають для отримання теплової енергії від накопичувача 6 шахтної води та передають її до накопичувача 8 підігрітої води. Відпрацьовану шахтну воду утилізують у ставках-накопичувачах. Вихідні контури теплових помп 4 і 7 налаштовують на однакову температуру підігрітої води у накопичувачі 8, що забезпечує синхронізацію роботи помп за тепловими потужностями. Далі підігріта вода з накопичувача 8 подається споживачам.

Для отримання максимальної кількості теплової енергії балансують потоки вентиляційного повітря 2, шахтної води 5 та підігрітої води 9.

Таким чином, пропонована корисна модель дозволяє виконати поставлену задачу шляхом вирівнювання температури підігрітої води та збільшення відбору сумарної теплової енергії з гірничої виробки. Крім того, використання пропонованого способу отримання теплової енергії з шахтної виробки відповідає цілям та завданням низьковуглецевого розвитку.

Джерела інформації:. 1. Садовенко 1.О., Інкін О.В., Деревягіна Н.І., Хрипливець Ю.В. Техніко-економічна і екологічна оцінка оцінка ефективності використання вод шахти "Сташкова" для теплопостачання будівель. Геотехнічна механіка. 2019. Мо 144. С. 229-240. 2. Патент на корисну модель Мо 4140625, Україна, РО4Е 1/20 (2009.01). Газліфт. /Гриллєр

Є.А. Надєєв Є.І., Калиниченко В.В. та ін. - и200813274: заявл.: 17.11.2008; опубл. 25.05.2009,

Бюл. Мо 10.

З. Патент на корисну модель Мо 146859, Україна, Е21В 43/00 (2021.01). Система накопичення та відбору теплової енергії. / Гвоздевич О.В. Кульчицька - Жигайло Л.3. Брик Д.В.,

Побережський А.В. - а202005134: заявл.: 07.08.2020; опубл. 31.03.2021, Бюл. Мо 13. - найближчий аналог.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Зо Спосіб отримання теплової енергії з шахтної виробки, що включає відкачування шахтної води та вентиляційного повітря на денну поверхню, відбір низькопотенційної теплової енергії з використанням теплових помп та подачу підігрітої води до споживачів, який відрізняється тим, що відбір теплової енергії шахтної води та вентиляційного повітря проводять одночасно тепловими помпами типу вода-вода та повітря-вода, підігрів води тепловими помпами налаштовують на однакову температуру та подають підігріту воду в накопичувач, після цього балансують потоки вентиляційного повітря, шахтної та підігрітої води. я дббевннакнкя ги зла ска , Х й й я в, ж ; Кі Ки ло, ! Ше Й о ння ! фо ші жену ТМ, ! Са ши те