Klimatyzacja centralna

Klimatyzacja centralna – jeden z systemów klimatyzacji wyrobisk górniczych. Klimatyzacja centralna związana jest z lokalizacją urządzeń odbierających ciepło skraplania na powierzchni i lokalizacją agregatów chłodniczych na powierzchni, pod ziemią lub na powierzchni i pod ziemią. Układ klimatyzacji składa się z obiegów niskiego i wysokiego ciśnienia wody wraz z reduktorem ciśnienia na dole kopalni. W układach klimatyzacji centralnej wykorzystuje się agregaty chłodnicze chłodzące wodę, która jest nośnikiem zimna w wodnych chłodnicach powietrza.

Klimatyzacja centralna z powierzchniową instalacją do wytwarzania lodu składa się z:

• Części naziemnej: zespół agregatów chłodniczych, próżniowy agregat (wytwornica) lodu, sieć rurociągów wraz z armaturą do zasilania parą wodną, obiegi chłodnicze wraz z pompami i chłodnią wody, podajnik lodu, zespół urządzeń zasilania, zabezpieczenia i sterowania elektrycznego głównych o pomocniczych napędów chłodniczych agregatów sprężarkowych, urządzenia automatyki i sterowania procesem technologicznym,
• Części szybowej: rurociąg w szybie lub orurowany otwór wiertniczy do opuszczania lodu na dół kopalni oraz rurociąg odpompowania wody na powierzchnię. Woda z lodu może być również odprowadzana do systemu odwodnienia głównego co pozwala na rezygnację z dodatkowego rurociągu i ograniczenie się tylko do rurociągu szybowego,
• Części podziemnej: mieszalnik mieszanki wodno-lodowej z wodą ciepłą, zbiornik wody zimnej o temperaturze 0-2 °C, zespołu rurociągów niskociśnieniowych rozprowadzających zimną wodę do chłodnic, pomp obiegowych wymuszających przepływ zimnej wody w rurociągu niskociśnieniowym.

Zalety i wady klimatyzacji centralnej z powierzchniową instalacji do wytwarzania lodu

Zalety	Wady
mała ilość wody do odpompowania na powierzchnię, możliwość wykorzystania ciepła odpadowego do produkcji lodu, niższe koszty odpompowania wody, możliwość odpompowania wody istniejącą siecią rurociągów odwadniania głównego, możliwość wykorzystanie ciepła odpadowego z procesem wytwarzania zimna na powierzchni do celów energetycznych	wysoki koszt ogólnych nakładów inwestycyjnych, konieczność zasilania w parę wodną, duża energochłonność eksploatacyjna, wymagana dodatkowa komora dla mieszalnika mieszanki wodno-lodowej i zbiornika wody zimnej, nadmierna korozja w obiegu wody lodowej z uwagi na skład chemiczny wody.

Klimatyzacja centralna z agregatami na powierzchni i reduktorem ciśnienia hydrostatycznego na dole składa się z:

• Części naziemnej: agregaty chłodnicze sprężarkowe lub absorpcyjne wraz z zespołem urządzeń zasilania, zabezpieczenia i sterowania elektrycznego oraz regulacji automatyczną, pompy obiegowe wymuszające przepływ zimnej wody (wody lodowej) w rurociągu pomiędzy agregatami chłodniczymi a wymiennikiem ciśnienia na dole kopalni,
• Części szybowej: zespół izolowanych rurociągów wysokociśnieniowych ułożonych w szybie służących do opuszczania zimnej wody na dół i odpompowania podgrzanej wody na powierzchnię,
• Części podziemnej: reduktor ciśnienia hydrostatycznego (trójkomorowy podajnik cieczy, turbina Peltona), zespół pre-izolowanych i nieizolowanych rurociągów niskociśnieniowych rozprowadzających zimną wodę (wodę lodową) do chłodnic powietrza, pompy obiegowe wymuszające przepływ zimnej wody (wody lodowej) w rurociągu niskociśnieniowym na dole kopalni.

Zalety i wady klimatyzacji centralnej z agregatami chłodniczymi na powierzchni i reduktorem ciśnienia na dole

Zalety

Wady

możliwość wykorzystania ciepła odpadowego z procesu wytwarzania zimna na powierzchni do celów energetycznych możliwość etapowej rozbudowy układu, możliwość odzysku energii cieplnej zawartej w wypompowanej wodzie ciepłej, niska energochłonność eksploatacyjna, mała wielkość energii do wypompowania wody na powierzchnię, skrócony czas zwrotu nakładów inwestycyjnych poprzez obniżenie kosztów eksploatacyjnych, możliwość wykorzystania amoniaku, możliwość wykorzystania swobodnego schładzania tzw. free-coolingu, nie zachodzi konieczność doprowadzenia energii elektrycznej do agregatów na dół kopalni, łatwy remont urządzeń, duży wybór producentów agregatów chłodniczych

konieczność zabudowy w szybie dwóch rurociągów wysokociśnieniowych, w tym jednego preizolowanego, wysokie nakłady inwestycyjne, konieczność zabudowy reduktora ciśnienia hydrostatycznego.

Klimatyzacja centralna z agregatami chłodniczymi na dole składa się z:

• agregaty chłodnicze wyposażone w sprężarki, parownik, zespół filtrów, urządzeń zabezpieczających (zawory bezpieczeństwa), skraplacz o konstrukcji wytrzymującej ciśnienie statyczne słupa wody w rurociągu szybowym, zespół urządzeń zasilania, zabezpieczenia i sterowania elektrycznego wraz z regulacją automatyczną,
• zespół rurociągów wysokociśnieniowych pre-izolowanych (jedynie w szybie wentylacyjnym mogą być ułożone rurociągi nieizolowane) ułożonych w szybie, służących do odprowadzania ciepłej wody chłodzącej na powierzchnię,
• zespół rurociągów niskociśnieniowych pre-izolowanych rozprowadzających zimną wodę do chłodnic powietrza i nieizolowanych prowadzących wodę do chłodnic powietrza i nieizolowanych prowadzących wodę podgrzaną do parownika, pompy obiegowe wymuszające przepływ zimnej wody w rurociągu niskociśnieniowym na dole kopalni i wysokociśnieniowym.

Zalety i wady klimatyzacji centralnej z agregatami chłodniczymi na dole

Zalety

Wady

rozłożone w czasie nakłady inwestycyjne na budowę systemu pod warunkiem etapowej rozbudowy klimatyzacji, możliwość etapowej rozbudowy systemu, możliwość odzysku energii cieplnej zawartej w wodzie kierowanej do chłodni wentylatorowych na powierzchni, możliwość wykorzystania swobodnego schładzania tzw. free-coolingu

wysokie nakłady inwestycyjne na zakup agregatu, zwiększone koszty obsługi, wyższe koszty energii dla dołowych urządzeń systemu klimatyzacji, konieczność zabudowy w szybie dwóch rurociągów preizolowanych wysokociśnieniowych w szybie wdechowym (w szybie wentylacyjnym rurociągi nie muszą być izolowane), kosztowny remont agregatu chłodniczego, konieczność doprowadzenia wody o odpowiednim składzie chemicznym na dół, w przypadku odprowadzenia ciepła skraplania na powierzchnię zachodzi konieczność budowy reduktora ciśnienia hydrostatycznego lub wykorzystania agregatów chłodniczych o specjalnej konstrukcji skraplaczy, brak konkurencji na rynku agregatów odpowiedniej konstrukcji.

Zobacz też

• klimatyzacja grupowa

Bibliografia

• Piotr Łuska, Stanisław Nawrat, Klimatyzacja kopalń podziemnych.