一種避難硐室用蓄冰空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種避難硐室用蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，一種在平常備用狀態(tài)下利用礦井壓風(fēng)作為動力制冷蓄冰，儲存冷量、在礦井發(fā)生災(zāi)害的緊急情況下通過壓風(fēng)或人力驅(qū)動的雙動力蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，包括雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置，制冷裝置，溫控裝置，以及蓄冰裝置，其中，利用礦井壓風(fēng)驅(qū)動所述制冷裝置，所述制冷裝置使所述蓄冰裝置溫度降低發(fā)生相變蓄冰，通過溫控裝置對蓄冰裝置溫度進(jìn)行控制，所述雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置可由礦井壓風(fēng)驅(qū)動或人力腳踏驅(qū)動，在平常備用狀態(tài)下利用礦井壓風(fēng)驅(qū)動，在礦井發(fā)生緊急情況下通過壓風(fēng)或人力驅(qū)動，以實現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)功能。
【專利說明】一種避難硐室用蓄冰空調(diào)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種避難硐室用蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，可用于礦井井下避難硐室內(nèi)的降溫除濕與空氣凈化，也可應(yīng)用于礦井局降溫，屬于礦業(yè)安全與暖通制冷領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用的煤礦避難硐室降溫方法主要有電力空調(diào)降溫、電動蓄冰空調(diào)降溫、液態(tài)二氧化碳降溫、相變材料降溫及通風(fēng)降溫等五種。其中電力空調(diào)降溫，主要是對壓縮制冷空調(diào)通過防爆改造后，用于煤礦避難硐室降溫。使用時通過防爆大容量、大功率蓄電池提供動力，或在地面有直達(dá)硐室內(nèi)的鉆孔的條件下通過鉆孔供電。其優(yōu)點是溫度調(diào)控靈活，體積較?。蝗秉c是若使用電池供電，大容量防爆電池的安全性未得到充分論證，蓄電量在反復(fù)的充、放電過程中也很難得到保障，采用鉆孔供電時需要有極好的鉆孔條件，且在外部壓縮機(jī)所處環(huán)境存在瓦斯爆炸危險時，不能供電使用。電動蓄冰空調(diào)降溫，是利用冰作為冷媒，正常情況下利用煤礦用防爆空調(diào)裝置，實現(xiàn)對避難硐室內(nèi)的蓄冰柜輸送冷量，通過冷熱交換使蓄冰柜內(nèi)的水轉(zhuǎn)化為冰，在保溫處理狀態(tài)下貯存能量。人員避災(zāi)使用時，硐室外空調(diào)裝置部分停止工作。利用風(fēng)機(jī)使硐室內(nèi)空氣流經(jīng)蓄冰柜內(nèi)的風(fēng)道以強(qiáng)制對流換熱的方式將冷量輸出，達(dá)到室內(nèi)降溫的目的。其優(yōu)點是安全性高，介質(zhì)環(huán)保，使用時消耗外部動力低；缺點是風(fēng)機(jī)若采用蓄電池供電仍面臨防爆電池的安全性與蓄電量問題，平時維護(hù)成本高。液態(tài)二氧化碳降溫，是利用高壓液態(tài)二氧化碳通過節(jié)流減壓膨脹汽化過程中發(fā)生相變吸熱降溫。其優(yōu)點是二氧化碳從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)吸熱量大，且汽化后的二氧化碳?xì)怏w流動能給風(fēng)機(jī)提供動力，實現(xiàn)無電力條件下強(qiáng)制對流傳熱制冷；缺點是二氧化碳用量大，體積大，二氧化碳鋼瓶及管道連接處可能存在泄漏，使用前難以保證充氣量，使用中大量二氧化碳排放到巷道內(nèi)，很難快速恢復(fù)巷道的通風(fēng)，影響救災(zāi)進(jìn)度，使用后降溫系統(tǒng)恢復(fù)難度大，且二氧化碳為溫室效應(yīng)氣體。相變材料降溫是利用材料在一定溫度下物相發(fā)生變化吸收外界熱量的相變降溫和利用化學(xué)物質(zhì)參與吸熱化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)降溫，其優(yōu)點是免維護(hù)；缺點是相變材料的使用受硐室平常室溫的影響，室溫過高時相變材料將失效，不能正常使用，其次相變材料降溫利用硐室內(nèi)空氣自然對流換熱，換熱強(qiáng)度低，冷量得釋放速度十分有限。通風(fēng)降溫技術(shù)也稱壓風(fēng)降溫，是在地面或井下安全地點利用接入硐室的壓風(fēng)管或地面鉆孔將冷空氣壓入硐室內(nèi)實現(xiàn)降溫，室內(nèi)通過單向排氣孔維持壓力平衡。其優(yōu)點是硐室內(nèi)不需要考慮動力源，無降溫裝置，能給硐室內(nèi)補(bǔ)充新鮮空氣，帶出硐室內(nèi)污染氣體；缺點是需要保證壓風(fēng)管道不被災(zāi)害破壞或地面鉆孔完好，受管道或鉆孔溫度影響較大，需要的風(fēng)量大。
[0003]在通風(fēng)降溫技術(shù)中，為了在壓風(fēng)管道或地面鉆孔被災(zāi)害破壞的情況下硐室降溫系統(tǒng)仍然能夠正常工作，通常的做法是設(shè)計地下水接入系統(tǒng)來降溫，但是這種方案中需要接入繁雜的接水管線，大大增加了運行成本。目前還沒有一種無需接入地下水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便的降溫方案。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在平常備用狀態(tài)下利用礦井壓風(fēng)作為動力制冷蓄冰，儲存冷量、在礦井發(fā)生災(zāi)害的緊急情況下通過壓風(fēng)或人力驅(qū)動的雙動力蓄冰空調(diào)系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置對硐室內(nèi)的空氣進(jìn)行降溫、除濕、凈化，釋放冷量的、結(jié)構(gòu)簡單、使用維護(hù)方便、控制靈敏準(zhǔn)確的新型避難硐室用蓄冰空調(diào)系統(tǒng)。
[0006]具體的，本發(fā)明提供一種蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置，制冷裝置，溫控裝置，以及蓄冰裝置，其中，利用礦井壓風(fēng)驅(qū)動所述制冷裝置，所述制冷裝置使所述蓄冰裝置溫度降低發(fā)生相變蓄冰，通過溫控裝置對蓄冰裝置溫度進(jìn)行控制，所述雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置可由礦井壓風(fēng)驅(qū)動或人力腳踏驅(qū)動，在平常備用狀態(tài)下利用礦井壓風(fēng)驅(qū)動，在礦井發(fā)生緊急情況下通過壓風(fēng)或人力驅(qū)動，以實現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)功能。
[0007]根據(jù)本發(fā)明提供的上述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置與所述蓄冰裝置連接，通過蓄冰裝置中的載冷劑進(jìn)入雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置內(nèi)釋放冷量，從而實現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)功能。
[0008]根據(jù)本發(fā)明提供的上述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置采用礦井壓風(fēng)或人力雙動力驅(qū)動，災(zāi)害發(fā)生后若井下壓風(fēng)沒有中斷，則可使用礦井壓風(fēng)驅(qū)動雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置工作，如果災(zāi)害發(fā)生后井下壓風(fēng)中斷，則由避險人員輪流踩踏驅(qū)動雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置工作。
[0009]根據(jù)本發(fā)明提供的上述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，通過所述溫控裝置，當(dāng)所述蓄冰裝置內(nèi)載冷劑的溫度高于設(shè)定值時，制冷裝置自動啟動降低載冷劑的溫度，當(dāng)蓄冰裝置內(nèi)載冷劑的溫度低于設(shè)定值時，制冷裝置自動停機(jī)以節(jié)約能源。
[0010]根據(jù)本發(fā)明提供的上述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，蓄冰裝置的配置數(shù)量根據(jù)額定避險人數(shù)數(shù)量決定，多個蓄冰裝置之間串聯(lián)連接。
[0011]根據(jù)本發(fā)明提供的上述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，制冷裝置采用全氣動系統(tǒng)以實現(xiàn)溫控自動啟停機(jī)組及安全保護(hù)功能。
[0012]具體來說，本發(fā)明的蓄冰空調(diào)系統(tǒng)包括雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置1、用冷側(cè)進(jìn)液管2、用冷側(cè)回液管3、截止閥4、截止閥5、蓄冰裝置(例示為蓄冰球6、載冷劑7、及蓄冰箱8)、溫控裝置(例示為溫控閥9)、截止閥10、制冷側(cè)進(jìn)液管11、截止閥12、制冷側(cè)回液管13、溫控閥氣管14、制冷裝置15等。
[0013]制冷裝置15置于避難硐室過渡室或防爆緩沖區(qū)，通過截止閥10、制冷側(cè)進(jìn)液管
11、截止閥12、制冷側(cè)回液管13與蓄冰箱8連接，運行時打開截止閥10、截止閥12，利用礦井壓風(fēng)驅(qū)動制冷裝置15工作，載冷劑7經(jīng)過截止閥10與制冷側(cè)進(jìn)液管進(jìn)入制冷裝置15內(nèi)，在制冷裝置15內(nèi)通過蒸汽壓縮制冷循環(huán)不斷將載冷劑7的熱量取走，使其溫度降低后，低溫載冷劑7經(jīng)過截止閥12、制冷側(cè)回液管13返回蓄冰箱8使蓄冰球6的溫度降低發(fā)生相變蓄冰。通過溫控閥9與溫控閥氣管14的控制，當(dāng)蓄冰箱8內(nèi)載冷劑7的溫度高于設(shè)定值時，制冷裝置15自動啟動降低載冷劑7的溫度，當(dāng)蓄冰箱8內(nèi)載冷劑7的溫度低于設(shè)定值時，制冷裝置15自動停機(jī)以節(jié)約能源。
[0014]雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置1、蓄冰箱8置于避難硐室生存室內(nèi)，雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置I可由礦井壓風(fēng)驅(qū)動或人力腳踏驅(qū)動，并具有有害氣體去除功能，通過換熱在避難硐室內(nèi)吹出冷風(fēng)，實現(xiàn)降溫、除濕、空氣凈化的空氣調(diào)節(jié)功能。蓄冰箱8的配置數(shù)量可根據(jù)避難硐室額定避險人數(shù)的多少而增減，多個蓄冰箱8之間串聯(lián)連接。雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置I與蓄冰箱8之間通過用冷側(cè)進(jìn)液管2、用冷側(cè)回液管3、截止閥4、截止閥5連接。當(dāng)避險人員進(jìn)入緊急避難硐室緊急避險使硐室內(nèi)溫度上升時，打開截止閥4、截止閥5，載冷劑7通過用冷側(cè)進(jìn)液管2進(jìn)入雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置I內(nèi)釋放冷量溫度升高后，經(jīng)用冷側(cè)回液管3回到蓄冰箱8，在蓄冰箱8內(nèi)載冷劑7與蓄冰球6進(jìn)行換熱。
[0015]技術(shù)效果:
[0016]根據(jù)本發(fā)明，通過制冷裝置在平常備用狀態(tài)下，利用礦井壓風(fēng)作為動力對蓄冰箱內(nèi)的載冷劑與蓄冰球制冷蓄冰，儲存冷量；礦井發(fā)生災(zāi)害的緊急情況下，避險人員在避難硐室內(nèi)通過可用壓風(fēng)或人力驅(qū)動的雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置對硐室內(nèi)的空氣進(jìn)行降溫、除濕、凈化，釋放冷量。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，由于采用無源的礦井壓風(fēng)作為動力，制冷裝置是本質(zhì)安全的，且壓風(fēng)做功后溫度降低排至制冷裝置內(nèi)，有利于提高壓縮蒸汽制冷循環(huán)的效率，特別的，制冷裝置采用全氣動系統(tǒng)實現(xiàn)了溫控自動啟停機(jī)組及安全保護(hù)功能。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置采用礦井壓風(fēng)或人力雙動力驅(qū)動，災(zāi)害發(fā)生后若井下壓風(fēng)沒有中斷，則可使用礦井壓風(fēng)驅(qū)動雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置工作，保存避險人員的體力、減小其能量消耗，提高其獲救的幾率；如果災(zāi)害發(fā)生后井下壓風(fēng)中斷，則可由避險人員輪流踩踏驅(qū)動雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置工作。雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置具有噪音小，制冷量大，降溫迅速的特點。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明所述的蓄冰空調(diào)系統(tǒng)有效的解決了現(xiàn)有技術(shù)安全隱患大、冷量釋放速度慢、成本過高的缺點，是解決避難硐室空氣調(diào)節(jié)問題得理想技術(shù)，具有廣泛的實用性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一個實例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中附圖標(biāo)記:1-雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置；2_用冷側(cè)進(jìn)液管；3_用冷側(cè)回液管；4-截止閥；5_截止閥；6_蓄冰球；7_載冷劑；8_蓄冰箱；9_溫控閥；10_截止閥；11制冷側(cè)進(jìn)液管；12_截止閥；13_制冷側(cè)回液管；14_溫控閥氣管；15_制冷裝置。
【具體實施方式】
[0022]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作出詳細(xì)說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明的蓄冰空調(diào)系統(tǒng)包括雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置1、用冷側(cè)進(jìn)液管2、用冷側(cè)回液管3、截止閥4、截止閥5、蓄冰裝置(例示為蓄冰球6、載冷劑7、及蓄冰箱8)、溫控裝置(例示為溫控閥9)、截止閥10、制冷側(cè)進(jìn)液管11、截止閥12、制冷側(cè)回液管13、溫控閥氣管14、制冷裝置15等。
[0024]所述的制冷裝置15利用礦井壓風(fēng)進(jìn)行工作，具有安全保護(hù)功能、溫控功能。所述的蓄冰箱8內(nèi)裝有蓄冰球6、載冷劑7，蓄冰箱上安裝有溫控閥9，溫控閥9通過溫控閥氣管14與制冷裝置15連接，實現(xiàn)制冷裝置15的溫度控制。蓄冰箱通過截止閥10、制冷側(cè)進(jìn)液管
11、截止閥12、制冷側(cè)回液管13與制冷裝置15連接，運行時打開截止閥10、截止閥12，利用礦井壓風(fēng)驅(qū)動制冷裝置15工作，載冷劑7經(jīng)過截止閥10與制冷側(cè)進(jìn)液管進(jìn)入制冷裝置15內(nèi)，在制冷裝置15內(nèi)通過蒸汽壓縮制冷循環(huán)不斷將載冷劑7的熱量取走，使其溫度降低后，低溫載冷劑7經(jīng)過截止閥12、制冷側(cè)回液管13返回蓄冰箱8使蓄冰球6的溫度降低發(fā)生相變蓄冰。所述的雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置I可由礦井壓風(fēng)驅(qū)動或人力腳踏驅(qū)動，并具有有害氣體去除功能，通過換熱在避難硐室內(nèi)吹出冷風(fēng)，實現(xiàn)降溫、除濕、空氣凈化的空氣調(diào)節(jié)功能。雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置I通過用冷側(cè)進(jìn)液管2、用冷側(cè)回液管3、截止閥4、截止閥5與蓄冰箱8連接，運行時打開截止閥4、截止閥5，載冷劑7通過用冷側(cè)進(jìn)液管2進(jìn)入雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置I內(nèi)釋放冷量溫度升高后，經(jīng)用冷側(cè)回液管3回到蓄冰箱8，在蓄冰箱8內(nèi)載冷劑7與蓄冰球6進(jìn)行換熱。
[0025]以上根據(jù)實施例對本發(fā)明作出了詳細(xì)描述，然而，所述描述是例示性的，本發(fā)明不僅僅限于實施例中，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全能夠根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)而對其作出各種形式的替換或者變更，在不脫離本發(fā)明宗旨和精神的前提下，凡是對本發(fā)明作出的各種變更及修飾均視為本發(fā)明所涵蓋的內(nèi)容，均落入所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置，制冷裝置，溫控裝置，以及蓄冰裝置，其中，利用礦井壓風(fēng)驅(qū)動所述制冷裝置，所述制冷裝置使所述蓄冰裝置溫度降低發(fā)生相變蓄冰，通過溫控裝置對蓄冰裝置溫度進(jìn)行控制，所述雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置可由礦井壓風(fēng)驅(qū)動或人力腳踏驅(qū)動，在平常備用狀態(tài)下利用礦井壓風(fēng)驅(qū)動，在礦井發(fā)生緊急情況下通過壓風(fēng)或人力驅(qū)動，以實現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)功能。
2.如權(quán)利要求1所述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置與所述蓄冰系統(tǒng)連接，通過蓄冰系統(tǒng)中的載冷劑進(jìn)入雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置內(nèi)釋放冷量，從而實現(xiàn)空氣調(diào)節(jié)功能。
3.如權(quán)利要求1所述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置采用礦井壓風(fēng)或人力雙動力驅(qū)動，災(zāi)害發(fā)生后若井下壓風(fēng)沒有中斷，則可使用礦井壓風(fēng)驅(qū)動雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置工作，如果災(zāi)害發(fā)生后井下壓風(fēng)中斷，則由避險人員輪流踩踏驅(qū)動雙動力空氣調(diào)節(jié)裝置工作。
4.如權(quán)利要求1所述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，通過所述溫控裝置，當(dāng)所述蓄冰裝置內(nèi)載冷劑的溫度高于設(shè)定值時，制冷裝置自動啟動降低載冷劑的溫度，當(dāng)蓄冰裝置內(nèi)載冷劑的溫度低于設(shè)定值時，制冷裝置自動停機(jī)以節(jié)約能源。
5.如權(quán)利要求1所述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，蓄冰裝置的配置數(shù)量根據(jù)額定避險人數(shù)數(shù)量決定，多個蓄冰裝置之間串聯(lián)連接。
6.如權(quán)利要求1所述蓄冰空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，制冷裝置采用全氣動系統(tǒng)以實現(xiàn)溫控自動啟停機(jī)組及安全保護(hù)功能。
【文檔編號】E21F11/00GK104033179SQ201410255156
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】邱天德, 王子雷, 龔建宇, 賀超, 劉杰, 張亞坤, 何勇俊, 郭敏江, 劉志生, 王磊, 王延廷, 劉傳培, 王劍, 李孔剛, 郭永強(qiáng) 申請人:北京中煤礦山工程有限公司