Kategoriearchiv Grubenbelüftung

Die Rolle von Zwischenwandwärmetauschern bei Projekten zur Nutzung der Abwärme aus Rückluftschächten von Kohlebergwerken

Im Projekt zur Nutzung der Abwärme aus einem Kohlebergwerkslüftungsschacht ist der Zwischenwandwärmetauscher eine entscheidende Komponente für die sichere Wärmeübertragung. Seine Rolle beschränkt sich nicht nur auf die Wärmeaustauscheffizienz, sondern umfasst auch die Gewährleistung der Systemsicherheit und Betriebssicherheit. Die spezifischen Funktionen des Zwischenwandwärmetauschers sind wie folgt:

Um die Ziele des Frostschutzes am Schacht und der Winterheizung im Hilfsschachtbereich zu erreichen, dient der Zwischenwandwärmetauscher der sicheren Trennung der Hochtemperatur-Rückluft von Frischluft oder sauberen Medien bei gleichzeitig effizientem Wärmeaustausch. Zu seinen Hauptfunktionen gehören:

Effiziente Rückgewinnung und Nutzung der Abluft

Durch die Nutzung der beträchtlichen fühlbaren Wärme, die von der Rückluft mitgeführt wird, wird die Wärme stabil über die metallische Zwischenwand an Frischluft- oder Warmwassersysteme abgegeben, wodurch die Temperatur der in den Schacht einströmenden Frischluft auf über 2°C ansteigt und somit die Anforderungen an den Frostschutz erfüllt werden.

Gewährleistung von Sauberkeit und Sicherheit beim Wärmeaustausch

Die Rückluft enthält Staub, Feuchtigkeit und sogar Spuren schädlicher Gase, die nicht direkt in das Frischluftsystem gelangen können. Die Zwischenwandkonstruktion trennt warme und kalte Medien wirksam, verhindert Kreuzkontaminationen und gewährleistet so die Luftqualität unter Tage sowie die Betriebssicherheit.

Verbesserung der Betriebssicherheit des Heizsystems

Der Wärmetauscher zeichnet sich durch eine robuste Bauweise und einen stabilen Betrieb aus und gibt auch unter extremen Kältebedingungen kontinuierlich Wärme ab. Dies gewährleistet die zuverlässige und unterbrechungsfreie Winterbeheizung des Hilfsschachts und reduziert den Betriebsaufwand sowie die Risiken herkömmlicher elektrischer Heizsysteme und Kesselanlagen.

Förderung von Energieeinsparung, Emissionsreduzierung und umweltfreundlicher Minenentwicklung

Durch effizienten Wärmeaustausch werden der Heizenergieverbrauch und die Betriebskosten deutlich reduziert, wodurch die CO₂-Emissionen gesenkt werden. Dies bietet Kohlebergwerken technische Unterstützung für eine saubere Produktion und die Transformation hin zu einer grünen Wirtschaft.

 

Übersetzt mit DeepL.com (kostenlose Version)

Abluftwärmeabfuhrbox für Bergwerke mit integriertem Luft-Luft-Wärmetauscher

Der im Abluftwärmerückgewinnungskasten integrierte Luft-Luft-Wärmetauscher dient der Rückgewinnung von Abwärme aus der Grubenabluft. Grubenabluft bezeichnet das kalte, feuchte Abgas, das aus einem Bergwerk austritt und üblicherweise Wärme enthält, aber traditionell ungenutzt abgeleitet wird. Dieses Gerät nutzt einen integrierten Luft-Luft-Wärmetauscher, um Wärme aus der Abluft auf einen Kaltluftstrom zu übertragen und so die Abwärme zurückzugewinnen.

Arbeitsprinzip
Luftmangel: Der im Bergwerk herrschende Luftmangel führt über das Belüftungssystem in die Wärmeabfuhrbox. Die Temperatur der Abluft liegt im Allgemeinen bei etwa 20 °C (die genaue Temperatur variiert je nach Bergwerkstiefe und Umgebungsbedingungen), und die Luftfeuchtigkeit ist relativ hoch.
Funktionsweise eines Luft-Luft-Wärmetauschers: Der eingebaute Luft-Luft-Wärmetauscher ist üblicherweise als Platten- oder Rohrkonstruktion ausgeführt. Abluft und Kaltluft tauschen Wärme durch eine Trennwand im Wärmetauscher aus. Die Wärme aus dem fehlenden Luftstrom wird an die Kaltluft abgegeben, wobei sich die beiden Luftströme nicht direkt vermischen.
Wärmeausbeute: Die durch einen Wärmeaustausch erwärmte Kaltluft kann zum Einfrieren der Grubenluftansaugung, zur Beheizung von Gebäuden im Grubenbereich oder zur Warmwasserbereitung genutzt werden, während die Abluft nach der Wärmeabgabe mit einer niedrigeren Temperatur abgeleitet wird.
Eigenschaften und Vorteile
Effizient und energiesparend: Luft-Luft-Wärmetauscher benötigen keine zusätzlichen Arbeitsmedien und nutzen direkt die Wärmeübertragung von Luft zu Luft. Sie zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau und niedrige Betriebskosten aus.
Umweltfreundlichkeit: Durch die Wiederverwertung der Abwärme und die Reduzierung von Energieverschwendung erfüllt es die Anforderungen einer grünen und kohlenstoffarmen Entwicklung.
Hohe Anpassungsfähigkeit: Die Ausrüstung kann individuell an die Durchflussrate und Temperatur der Grubenabgase angepasst und ausgelegt werden und eignet sich somit für Gruben unterschiedlicher Größe.
Wartungsfreundlich: Im Vergleich zu Wärmerohr- oder Wärmepumpensystemen weisen Luft-Luft-Wärmetauscher eine relativ einfache Struktur auf und benötigen weniger Wartung.
Anwendungsszenarien
Frostschutz am Bohrlochkopf: Die zurückgewonnene Wärme wird genutzt, um die Luftansaugung der Grube zu erwärmen und so ein Einfrieren im Winter zu verhindern.
Gebäudeheizung: Bereitstellung von Heizung für Bürogebäude, Wohnheime usw. im Bergbaugebiet.
Warmwasserversorgung: In Kombination mit dem nachfolgenden System dient sie als Wärmequelle für das Brauchwarmwasser im Bergbaugebiet.
Vorsichtsmaßnahmen
Feuchtigkeitsbehandlung: Aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit in der Abluft kann es im Wärmetauscher zu Kondenswasseransammlungen kommen, weshalb ein Entwässerungssystem oder korrosionsbeständige Materialien vorgesehen werden müssen.
Wärmeübertragungseffizienz: Die Effizienz eines Luft-Luft-Wärmetauschers ist durch die spezifische Wärmekapazität und die Temperaturdifferenz der Luft begrenzt, und die zurückgewonnene Wärme ist möglicherweise nicht so hoch wie bei einem Wärmepumpensystem, aber sein Vorteil liegt in seiner einfachen Struktur.

Wärmetauscher zur Abwärmerückgewinnung der Grubenlüftung

Wärmerückgewinnungswärmetauscher für die Abwärme der Grubenlüftung sind Geräte zur Rückgewinnung und Nutzung der Abwärme, die in den Lüftungssystemen von Gruben entsteht. Im Untertagebergbau entsteht beim Belüftungsprozess eine erhebliche Menge Wärme, die meist als Abfall in die Atmosphäre abgegeben wird.

Der Zweck eines Abwärmerückgewinnungswärmetauschers besteht darin, die Wärme aus der Grubenlüftungsluft zu erfassen und zur weiteren Nutzung auf ein anderes Medium, beispielsweise Wasser oder Luft, zu übertragen. Der Wärmetauscher wird typischerweise in der Lüftungsanlage installiert, wo die heiße Lüftungsluft durch ihn hindurchströmt und ihre Wärme an das Sekundärmedium überträgt.

Der Wärmeübertragungsprozess im Wärmetauscher ermöglicht eine Abkühlung der Ventilationsluft bei gleichzeitiger Erwärmung des Sekundärmediums. Das erwärmte Sekundärmedium kann dann für verschiedene Anwendungen genutzt werden, beispielsweise zur Raumheizung, Warmwasserbereitung oder sogar zur Stromerzeugung.

Durch den Einsatz von Abwärmerückgewinnungswärmetauschern in Grubenlüftungssystemen kann die sonst verschwendete Wärmeenergie effektiv zurückgewonnen und genutzt werden, was zu Energieeinsparungen und einer verbesserten Gesamtenergieeffizienz des Bergbaubetriebs führt. Dieser Ansatz reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern trägt auch zu einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Bergbauindustrie bei.

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