178007. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés bányalevegő hűtésére földalatti bányaművelésnél
3 178007 4 degvíz-körvezetékben áramló víz a bányaléghűtőkön áthaladva vonja el a hőt a bányaüzem légteréből. Bányaléghűtőkként rendszerint olyan, speciálisan föld alatti üzem számára kiképzett hőcserélőket használnak fel, amelyekbe ventillátor segítségével meleg, nedves bányáévegőt vezetnek. A bevezetett meleg, nedves levegő felmelegíti a hidegvíz-körvezetéken keresztül a bányáéghűtőbe vezetett vizet, a bányáéghűtőből lehűtött levegő lép ki a bányaüzem légterébe. A hidegvíz-körvezetékben áramló hideg víz közvetlen elpárologtatókká ellátott bányaléghűtők kondenzátorainak hűtésére is felhasználható. Az ilyen típusú bányáéghűtőknél a bányáevegőt egy ventillátor segítségével elpárologtatón vezetik keresztül, ahol a bányáevegő hőjét csőkígyókban ellenáramban vezetett, elpárologtatott hűtőközeg segítségével vonják el. A hűtőközeg ezután kondenzátorba lép be, ahol a hűtőközeget a hidegvíz-körvezetékben áramló hideg vízzel lehűtik, és ezátá a bányáevegőből elvont hőt a hidegvíz-körvezetékbe viszik át. Az ismertetett típusú berendezések legfőbb hátránya az, hogy az elérhető hűtőteljesítménynek határt szab a hidegenergja-körvezeték kapacitása. A kapacitást a hidegenergia-körvezetékben még gazdaságosan keringésben tartható víz vagy sóié mennyisége, váamint a hidegenergia-körvezetékben lehetséges hőmérsékletkülönbség határozza meg. Abban az esetben példád, ha a hidegenergia-körvezetékben 110 m3 /óra mennyiségű víz, illetve sóié kering, és a tápláó vezetéken kilépő és a visszafolyó vezetéken belépő víz vagy sóié hőmérséklete között AT = 20°C hőmérsékletkülönbség áll fenn, a hűtőkapacitás 2,2 Gká/óra. Döntő jelentőségű az a körülmény, hogy a külszínen felállított hűtőberendezésben (amely a hidegenergiakörvezetékből von el hőt) a belépő és a kilépő víz vagy sóié hőmérséklete közötti különbség alig háadhatja meg a AT = 20 6C-ot. Az ismert felépítésű hűtőberendezéseknél tehát a hidegenergia-körvezetékben áramló víz vagy sóié hőmérséklete csak meghatározott határértékek között változhat. A hőmérséklet alsó határértékét az a tény szabja meg, hogy a víz hőmérséklete nem csökkenhet a fagyáspont alatti értékre. Ennek megfelelően a föld alatti berendezésrészekbe vezetett víz hőmérséklete nem lehet 4 —5 °C-nál alacsonyabb. Hasonlóan korlátozott a bányaléghűtőkből visszaáramló hűtővíz maximális hőmérséklete. A 25-28 °C-os maximális hőmérsékletek még reálisnak tekinthetők. így a hidegenergia-körvezetékben fellépő maximális AT hőmérsékletkülönbség is csak kb. 20 *C lehet, ami lényegében megegyezik a külszíni hűtőberendezésben elérhető maximális hőmérsékletkülönbséggel. Ez a körülmény különösen akkor jelent hátrányt, ha a bányalevegő hűtésére alkalmazott berendezéseket utólag bővíteni kell. A gyakorlatban a berendezések bővítésére viszonylag gyakran van szükség, mert a berendezés kezdeti kialakításának megfelelő kapacitás különböző okok (pl. szintmélyítés, új területek feltárása stb.) miatt a bányamű későbbi üzemi állapotában már nem elegendő. Mindeddig a szükséges kapacitásbővítést csak párhuzamosan kapcsolt további berendezések beépítésével tudták megoldani, ilyen esetekben azonban rendszerint jelentős nehézségekbe ütközött a további berendezés körvezetékének beépítése a bánya aknáiba. Céld tűztük ki ezért, hogy a bevezetőben ismertetett berendezésnél úgy tudjunk lényeges — legalább kétszeres - kapacitásbővítést eszközölni, hogy ne legyen szükség egyúttal a körvezeték bővítésére, illetve kiegészítésére további körvezetékekkel. A tdálmány szerint ezt a feladatot úgy oldjuk meg, hogy a Wdegenergia-körvezetékbe egy további, a föld alatt elhelyezett hűtőberendezést iktatunk be, amelynek hidegenergia-igényét a hidegenergia-körvezetékben áraxdó folyadék biztosítja. így a hidegenergia-körvezetéknek a külszínről a föld alá vezető részében a folyadék az egy vagy több nagynyomású hőcserélőn való áthaladás után még egy vagy több nagynyomású kondenzátoron is áthalad. Ennek következtében a hidegenergia-körvezetékben áramló folyadék az eddig elérhetőnél lényegesen (példád 25-30 °C-kal) magasabb hőmérsékletre melegíthető, és ezt a járulékos hőt a külszínen ismét el lehet vonni a hidegenergia-körvezetékben áramló folyadékból. Erre a célra a találmány szerinti berendezés egyik kiviteli alakjánál a külszínen elhelyezett egy vagy több visszahűtŐ szolgál. A találmány szerinti berendezés lehetővé teszi, hogy az aknavezetéket kétszeresen kihasználjuk, nevezetesen a külszínen felállított hűtőberendezés hűtőteljesítményének továbbítására a föld alá, és a nagynyomású kondenzátorban elvont hő továbbítására a föld alatti hűtőberendezéstől a külszínre. A találmány szerinti berendezésben a hidegenergia-körvezetékben áramló folyadék visszahűtésére ismert visszahűtők alkalmazhatók. A találmány különös előnye, hogy a föld alatti hűtőberendezés nagynyomású kondenzátorát elhagyó, felmelegedett folyadék (víz vagy sóié) közvetlenül levegővel vagy nedves levegővel hűthető. Hőtechnikailag ugyanis az a legelőnyösebb megoldás, ha az elvont hőmennyiséget közvetlenül a környezeti levegőnek adjuk át. A találmány szerinti berendezés egy további előnyös kiviteli alakjánál a föld alatti hűtőberendezés elpárologtatója a külszíni hűtőberendezéshez tartozó, azonban a föld alatt elhelyezett nagynyomású hőcserélő hidegvíz-körvezetékéhez kapcsolódik oly módon, hogy az elpárologtatón a nagynyomású hőcserélő által előhűtött vizet vezetjük keresztül. Ily módon a föld alatt csak egy hidegvíz-körvezetéket kell elhelyeznünk, és 0 °C-ot megközelítő hőmérsékletet tudunk biztosítani a föld alatti hidegvíz-körvezetékekben anélkül, hogy a hidegenergia-körvezetékben sóiét áramoltatnánk. Ez a megoldás különösen előnyösen alkalmazható már meglevő berendezések bővítése esetén. Természetesen a berendezést úgy is kialakíthatjuk, hogy a nagynyomású hőcserélőhöz és a föld alatti hűtőberendezés elpárologtatójához külön-külön hidegvíz-körvezetékeket rendelünk. A találmány tárgya továbbá eljárás bányalevegő hűtésére, did hidegenergia-körvezetékben áramló vizet vagy sóiét (a továbbiakban: hidegenergia-kör-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
