Controlling the distribution of cold water in air cooling systems of underground mines

• Autorzy: Szlązak N. , Obracaj D. , Swolkień J. , Piergies K.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2016-0054

Warianty tytułu

PL

Regulacja i sterowanie parametrami wody lodowej w instalacjach klimatyzacyjnych kopalń podziemnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In Polish underground mines in which excavations are subjected to high heat load, central and group cooling systems based on indirect cooling units are implemented. Chilled water, referred to as cold water and produced in chillers, is distributed through a pipeline network to air coolers located in mining and development districts. The coolers are often moved to other locations and the pipeline network undergoes constant modification. In such a system, parameters of cold water in different branches of the pipeline network need to be controlled. The article presents the principles for controlling the cooling capacity of air coolers installed in an underground mine. Also, the authors propose automatic control of water flow rate in underground pipeline network and in particular coolers, depending on the temporary cooling load in the system. The principles of such a system, controlling cold water distribution, and the functions of its individual components are described. Finally, an example of an automatic control of water flow rate in a central cooling system currently implemented in a mine is presented.

PL

W polskich kopalniach podziemnych o dużym obciążeniu cieplnym wyrobisk stosuje się systemy klimatyzacji grupowej i centralnej, projektowane w oparciu o urządzenia chłodnicze pośredniego działania. Wytwarzana w agregatach chłodniczych woda lodowa rozprowadzana jest siecią rurociągów do chłodnic powietrza w rejonach eksploatacyjnych i przygotowawczych. Chłodnice są często przebudowywane, a sieć rurociągów ulega ciągłej zmianie. Obieg wody w sieci rurociągów wymaga ciągłej regulacji w za kresie wymaganego natężenia przepływu wody lodowej w poszczególnych odgałęzieniach sieci rurociągów. W artykule przedstawiono zasady regulacji wydajności chłodnic powietrza. Zaproponowano układ automatycznego sterowania rozpływem wody lodowej w sieci, jaką tworzą rurociągi i chłodnice powietrza, w zależności od chwilowego zapotrzebowania mocy w chłodnicach. Omówiono zasady takiej regulacji oraz funkcje, jakie muszą spełniać poszczególne elementy układu sterowania rozpływem wody lodowej. Przedstawiono przykład wdrażanego aktualnie sterowania rozpływem wody lodowej w klimatyzacji centralnej.

Słowa kluczowe

EN

underground mines; air cooling systems; water reticulation system; automatic control

PL

klimatyzacja kopalń podziemnych; regulacja; sterowanie; woda lodowa; chłodnica powietrza

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, no. 4
• Strony: 793--807
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szlązak N.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Obracaj D.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Swolkień J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Piergies K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Knechtel J., 2011. Thermal hazard prevention in longwalls run under extreme geothermal conditions. Archives of Mining Sciences, Vol. 56, No 2, p. 265-280.
• [2] Łuska P., Nawrat S., Szlązak N., 2009. Klimatyzacja kopalń w Polsce [Air cooling in Polish mines]. Materials of the 5th School of Mine Ventilation, Wrocław, 13–16 October 2009. Wyd., KGHM CUPRUM sp. z o.o., p. 253-266.
• [3] Rawlins C.A., 2007. Mine cooling and insulation of chilled water transport pipes. The Journal of The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, Vol. 107, p. 681-688.
• [4] Szlązak N., Obracaj D., Borowski M., 2001. Efektywność skojarzonego układu energetyczno-chłodniczego na przykładzie klimatyzacji kopalni podziemnej [Efficiency of a combined energy and cooling system on the example of an air cooling system of an underground mine]. 33rd Cooling Days: new solutions for the construction, design and exploitation of refrigerating and cooling systems. The Scientific and Technological Conference: Poznań, 11-13 September 2001. Wyd. SYSTHERM Chłodnictwo i Klimatyzacja Sp. z o. o., Poznań 2001, p. 197-206.
• [5] Szlązak N., Obracaj D., Borowski M., 2002. Efektywność chłodzenia powietrza w rejonach eksploatacyjnych w oparciu o centralną klimatyzację [Efficiency of air cooling based on central cooling in exploitation districts]. Materials of the School of Underground Mining 2002, Szczyrk 18-22 February 2002. Vol. 2, Wyd. IGSMiE PAN, 2002, p. 1087-1099.
• [6] Szlązak N., Obracaj D., Borowski M., 2005. Kierunki rozwoju klimatyzacji w polskich kopalniach węgla kamiennego [Trends in the development of cooling in Polish hard coal mines]. 37th Cooling Days: current trends in finding technological solutions for refrigerating and cooling devices and systems. The Scientific and Technological Conference. Poznań, 23-24 November 2005 Wyd. SYSTHERM Chłodnictwo i Klimatyzacja Sp. z o. o. Poznań, p. 243-256.
• [7] Szlązak N., Obracaj D., Borowski M., 2009. Wykorzystanie swobodnego chłodzenia w systemach klimatyzacji kopalń podziemnych [Free cooling in the cooling systems of undergoround mines]. Chłodnictwo & Klimatyzacja, issue 4, p. 60-64.
• [8] Szlązak N., Tor A., Jakubów A., 2006. Ocena funkcjonowania systemów klimatyzacji wyrobisk górniczych w kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej [An evaluation of the functioning of air cooling systems in the mining excavations of the mines of Jastrzębska Spółka Węglowa], Materials of the 4th School of Mine Ventilation, Kraków, p. 265-280.
• [9] Szlązak N., Tor A., Jakubów A., 2007. Klimatyzacja w kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej S. A. [Air cooling in the mines of Jastrzębska Spółka Węglowa S. A.] Prace Naukowe GIG. Journal of Sustainable Mining, issue 4 special edition, p. 253-262.
• [10] Wojciechowski J., 2013. Application of the GMC-1000 and GMC-2000 mine cooling units for central air-conditioning in underground mines. Archives of Mining Sciences, Vol. 58, No 1, p. 199-216.
• [11] Zapletal P., Prokop P., Košňovský V., 2012. Evolution of microclimatic conditions in Paskov mine. Archives of Mining Sciences, Vol. 57, No 4, p. 1045-1055.