地下战备工程用的备用冷源系统的制作方法

【技术领域】

本申请涉及制冷设备领域，尤其涉及地下战备工程用的备用冷源系统。

背景技术：

地下战备工程用于储存高战略价值的物资，这些物资需要在恒温、恒湿的环境下储存。中央空调分为风冷式中央空调和水冷式中央空调，其中，水冷式中央空调常用于水源丰富的地区，风冷式中央空调常用于缺水地区。当出现紧急情况，风冷式中央空调的风冷主机或水冷式中央空调的主机或水冷式中央空调的冷却塔遭到损坏时，为了维持洞库内中央空调系统的正常运行，急需一种地下战备工程用的备用冷源系统。

技术实现要素：

本发明针对地下战备工程在紧急状态下需维持洞库内中央空调系统的正常运行，提供地下战备工程用的备用冷源系统，包括与中央空调冷冻水热交换的第一换热模块，所述第一换热模块包括与中央空调冷冻水热交换的冷冻水换热模块和与所述冷冻水换热模块热交换的冷源输出模块，所述冷源输出模块包括冷源罐，所述冷源罐内设有干冰和与所述干冰升华形成的c02热交换的冷源换热模块，所述冷源换热模块包括设置在所述冷源罐上的冷源管和设于所述冷源管内的第一载冷剂。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述冷冻水换热模块包括第一板式换热器，所述第一板式换热器上设有与所述冷源管连通的第一换热管和与中央空调冷冻水管连通的第二换热管，所述第一换热管与所述冷源管形成用于所述第一载冷剂循环流动的第一循环管路，所述第二换热管与中央空调冷冻水管形成用于冷冻水循环流动的第二循环管路。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述第一换热管在输出所述第一载冷剂的一端设有第一循环水泵，第一测温器，第一过滤器和第一流量阀，所述第一换热管在输入所述第一载冷剂的一端设有第二测温器，第一膨胀水箱和第二流量阀。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述第一换热模块上连接有与中央空调冷冻水或冷却水热交换的第二换热模块，还包括分别与所述第一换热模块和所述第二换热模块连接用于降低地下战备工程内废气温度的环境换热模块。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述第二换热模块包括与中央空调冷却水或冷冻水热交换的辅助换热模块和与所述辅助换热模块热交换的储冷模块，所述储冷模块包括与所述冷源罐连通的储冷罐，所述储冷罐内设有与输入其内的c02热交换的储冷换热模块，所述储冷换热模块包括设置在所述储冷罐内的保温模块和储冷管，所述储冷管内设有第二载冷剂。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述保温模块包括设置在所述储冷罐内的液态保温部和固态保温部。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述辅助换热模块包括第二板式换热器，所述第二板式换热器上设有与所述储冷管连通的第三换热管和与中央空调冷却水管或冷冻水管连通的第四换热管，所述第三换热管与所述储冷管形成用于所述第二载冷剂循环流动的第三循环管路，所述第四换热管与中央空调冷却水管或冷冻水管形成用于冷却水或冷冻水循环流动的第四循环管路。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述第三换热管在输出所述第二载冷剂的一端设有第二循环水泵，第三测温器，第二过滤器和第三流量阀，所述第三换热管在输入所述第二载冷剂的一端设有第四测温器，第二膨胀水箱和第四流量阀。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述冷源罐上设有第五测温器和第一测压器，所述储冷罐上设有第六测温器、第二测压器和液位计，所述冷源罐与所述储冷罐之间连通有第一输气管，所述第一输气管一端延伸插入所述液态保温部内，所述第一输气管上设有安全气阀。

作为上述地下战备工程用的备用冷源系统的一种改进，所述环境换热模块包括分别与所述冷源罐和所述储冷罐连通并朝地下战备工程废弃排放口延伸的第二输气管。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本发明提供了地下战备工程用的备用冷源系统，以干冰作为原始冷源，利用干冰升华与所述第一载冷剂发生热交换，降温后的所述第一载冷剂流向所述冷冻水换热模块与中央空调冷冻水热交换，最终使中央空调冷冻水的温度降低，维持中央空调的正常使用；且所述干冰吸热量大、容易存储且容易制备。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请地下战备工程用的备用冷源系统的结构示意图；

图2为本申请地下战备工程用的备用冷源系统的结构示意图；

图3为图2中a处的局部放大图；

图4为图2中b处的局部放大图；

图5为为本申请地下战备工程用的备用冷源系统中冷源输出模块的结构示意图；

图6为为本申请地下战备工程用的备用冷源系统中冷冻水换热模块的结构示意图；

图7为图2中c处的局部放大图；

图8为图2中d处的局部放大图；

图9为为本申请地下战备工程用的备用冷源系统中储冷模块的结构示意图；

图10为为本申请地下战备工程用的备用冷源系统中辅助换热模块的结构示意图。

【具体实施方式】

为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1-10所示的地下战备工程用的备用冷源系统，包括与中央空调冷冻水热交换的第一换热模块1，所述第一换热模块1包括与中央空调冷冻水热交换的冷冻水换热模块11和与所述冷冻水换热模块11热交换的冷源输出模块12，所述冷源输出模块12包括冷源罐121，所述冷源罐121内设有干冰122和与所述干冰122升华形成的c02热交换的冷源换热模块123，所述冷源换热模块123包括设置在所述冷源罐121上的冷源管1231和设于所述冷源管1231内的第一载冷剂，具体地，所述冷源罐121采用适用于零下50℃-180℃的钢材，优选零下80℃的钢材，确保处于绝热状态，减少冷量消散。当发生紧急情况空调主机或水冷式中央空调的冷却塔受损，中央空调的冷冻水无法降温导致不能制冷时，本发明地下战备工程用的备用冷源系统作为备用冷源介入中央空调，所述干冰122升华与所述第一载冷剂发生热交换，降温后的所述第一载冷剂流向所述冷冻水换热模块11与中央空调冷冻水热交换，最终使中央空调冷冻水的温度降低，维持中央空调的正常使用；且所述干冰122吸热量大、容易存储且容易制备。

具体地，所述冷冻水换热模块11包括第一板式换热器111，所述第一板式换热器111上设有与所述冷源管1231连通的第一换热管112和与中央空调冷冻水管连通的第二换热管113，所述第一换热管112与所述冷源管1231形成用于所述第一载冷剂循环流动的第一循环管路，所述第二换热管113与中央空调冷冻水管形成用于冷冻水循环流动的第二循环管路。此结构形成了两组换热循环回路，通过两次热交换实现中央空调冷冻水温度的降低，结构简单，实施方便。

进一步地，所述第一换热管112在输出所述第一载冷剂的一端设有第一循环水泵4，第一测温器5，第一过滤器6和第一流量阀7，其中所述第一循环水泵4使所述第一载冷剂在所述第一循环管路内循环流动，所述第一测温器5用于检测流出所述冷源管1231的所述第一载冷剂的温度，所述第一过滤器6用于过滤所述第一载冷剂，所述第一流量阀7用于控制流出所述冷源管1231的所述第一载冷剂的流量；所述第一换热管112在输入所述第一载冷剂的一端设有第二测温器8，第一膨胀水箱9和第二流量阀10，所述第二测温器8用于监测流入所述冷源管1231的所述第一载冷剂的温度，所述第一膨胀水箱9在所述第一载冷剂吸热升温体积增大后增大的部分可留在其中，所述第二流量阀10用于控制流入所述冷源管1231的所述第一载冷剂的流量。

进一步地，所述第一换热管112在输入所述第一载冷剂的一端设有第一电子处理仪器或第一投药装置。

中央空调分为风冷式中央空调和水冷式中央空调，其中，水冷式中央空调包括冷冻水循环系统、冷却水循环系统和主机系统，具体地，冷冻水循环系统由冷冻泵、室内风机及冷冻水管道等组成，从主机蒸发器流出的低温冷冻水由冷冻泵加压送入冷冻水管道，进入室内进行热交换，带走房间内的热量，最后回到主机蒸发器；具体地，冷却水循环系统由冷却泵、冷却水管道、冷却水塔等组成，冷冻水循环系统与室内热交换后冷冻水升温，冷冻水的热能通过主机内的冷媒传递给冷却水，冷却水温度升高，冷却泵将升温后的冷却水压入冷却水塔，与大气进行热交换，降低温度后再送回主机冷凝器；具体地，主机系统由压缩机、蒸发器、冷凝器及冷媒组成，循环过程如下：低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体，在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能被冷却水吸收并送到室外的冷却塔释放到大气中去，冷凝器中的高压液态冷媒形成气液混合物进入蒸发器，冷媒升华吸收冷冻水中的热量使冷冻水达到较低温度。其中，风冷式中央空调包括蒸发器、压缩机、冷凝器和毛细管，循环过程如下：低压气态冷媒被压缩机加压进入冷凝器并逐渐冷凝成高压液体，在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能排入大气并与大气热交换，冷凝器中的高压液态冷媒形成气液混合物进入蒸发器，冷媒升华吸收冷冻水中的热量使冷冻水达到较低温度。

进一步地，所述第一换热模块1上连接有与中央空调冷冻水或冷却水热交换的第二换热模块2。

具体地，当地下战备工程内使用的是水冷式中央空调时，当发生紧急情况冷却塔受损或为了避免地上卫星监测到地下战备工程的具体位置而关闭冷却塔时，为了维持中央空调的正常使用需将本发明中的所述第二换热模块2介入中央空调，使所述第二换热模块2与冷冻水循环系统进行热交换以维持中央空调的正常使用；同时所述第一换热模块1与冷冻水系统进行热交换可降低冷却水的升温量和主机的工作负荷，使整个中央空调维持在低负荷下持续工作。

具体地，当地下战备工程内使用的是水冷式中央空调或风冷式中央空调，当发生紧急情况空调主机受损，所述第二换热模块2与中央空调冷冻水进行热交换，将加速中央空调冷冻水的降温速度，提高制冷效率，同时当所述冷冻水换热模块11内的所述干冰122不能及时补充时，所述第二换热模块2作为备用冷源使中央空调能继续工作，进一步提高供冷的稳定性。

进一步地，还包括分别与所述第一换热模块1和所述第二换热模块2连接用于降低地下战备工程内废气温度的环境换热模块3，具体地，所述环境换热模块3包括分别与所述冷源罐121和所述储冷罐221连通并朝地下战备工程废弃排放口延伸的第二输气管140。在战备状态下，发电机将连续高负荷运转，势必产生大量的废热，在洞库工程通风设计中，是利用管道将废热排放出洞库外部，这样极易被高空卫星发现，本发明，通过连接在所述第一换热模块1和所述第二换热模块2上的所述第二输气管140将升华后的低温co2引流至战备工程废弃排放口以降低排放口废气的温度，使废气温度与环境温度一致，避免产生热辐射而被卫星监测到。

具体地，所述第二换热模块2包括与中央空调冷却水或冷冻水热交换的辅助换热模块21和与所述辅助换热模块21热交换的储冷模块22，所述储冷模块22包括与所述冷源罐121连通的储冷罐221，具体地，所述冷源罐121与所述储冷罐221之间连通有第一输气管130，具体地，所述储冷罐221为不锈钢，所述储冷罐221内设有与输入其内的c02热交换的储冷换热模块222，所述储冷换热模块222包括设置在所述储冷罐221内的保温模块2221和储冷管2222，所述储冷管2222内设有第二载冷剂，所述保温模块2221包括设置在所述储冷罐221内的液态保温部22211和固态保温部22212，所述第一输气管130一端延伸插入所述液态保温部22211内，所述第一输气管130插入所述液态保温部22211内的部分设有多个圆孔，所述第一输气管130上设有安全气阀。具体地，所述液态保温部22211为水，所述固态保温部22212为b1级的聚氨酯。所述冷源罐121内的低温co2通过所述第一输气管130流入所述储冷罐221内与所述储冷罐221内的所述第二载冷剂和所述液态保温部22211发生热交换，降温后的所述第二载冷剂流向所述辅助换热模块21与中央空调的冷却水或冷冻水热交换以维持中央空调的正常使用；同时利用所述保温模块2221保存多余的冷量，延长制冷时间、提高制冷的可持续性和制冷效果。

具体地，所述辅助换热模块21包括第二板式换热器211，所述第二板式换热器211上设有与所述储冷管2222连通的第三换热管212和与中央空调冷却水管或冷冻水管连通的第四换热管213，所述第三换热管212与所述储冷管2222形成用于所述第二载冷剂循环流动的第三循环管路，所述第四换热管213与中央空调冷却水管或冷冻水管形成用于冷却水或冷冻水循环流动的第四循环管路。此结构形成了两组换热循环回路，通过两次热交换实现中央空调冷却水或冷冻水温度的降低，结构简单，实施方便。

进一步地，所述第三换热管212在输出所述第二载冷剂的一端设有第二循环水泵20，第三测温器30，第二过滤器40和第三流量阀50，其中所述第二循环水泵20使所述第二载冷剂在所述第三循环管路内循环流动，所述第三测温器30用于监测流出所述储冷管2222的所述第二载冷剂的温度，所述第二过滤器40用于过滤所述第二载冷剂，所述第三流量阀50用于控制流出所述储冷管2222的所述第二载冷剂的流量；所述第三换热管212在输入所述第二载冷剂的一端设有第四测温器60，第二膨胀水箱70和第四流量阀80，所述第四测温器60用于监测流入所述储冷管2222的所述第二载冷剂的温度，所述第二膨胀水箱70在所述第二载冷剂吸热增温体积增大后将增加的部分留在其中，所述第四流量阀80用于控制流入所述储冷管2222的所述第二载冷剂的流量。

进一步地，所述第三换热管212在输入所述第二载冷剂的一端设有第二电子处理仪器或第二投药装置。

进一步地，所述冷源罐121上设有第五测温器90和第一测压器100，具体地，所述第一测压器100为压力表，当所述第一测压器100的读数大于0.3mpa时，打开所述安全气阀，所述干冰122升华形成的低温co2不再通过所述第一输气管130进入所述储冷罐221，直接通过该安全阀流入所述第二输气管140；所述储冷罐221上设有第六测温器110、第二测压器120和液位计160，所述第六测温器110用于监测所述液态保温部22211是否结冰以防堵住所述第一输气管130，所述液位计160用于监测所述储冷罐221内的水位，水位过低时及时补充，所述第二测压器120用于监测所述储冷罐221内的压力，当压力值大于0.15pa时，停止向所述储冷罐221内输入低温co2。

具体地，所述第一载冷剂和所述第二载冷剂均为质量浓度为60％的乙二醇水溶液。

根据ashrae手册2005，选用乙二醇质量浓度为60％的乙二醇水溶液为载冷剂，乙二醇体积浓度为57.8％，冰点为-48.3℃，沸点为110℃，1个标准大气压。控制乙二醇水溶液回液温度为5℃，供液温度为0℃。

具体地，所述第一载冷剂的供液温度达到-8℃，回液温度为-3℃。

地下战备工程用的备用冷源系统的工作原理：干冰在所述冷源罐内升华后与所述冷源管内流动的所述第一载冷剂进行热交换，所述第一载冷剂再与中央空调的冷冻水进行热交换；同时升华后的低温co2可通过所述第一输气管进入所述储冷罐，与所述储冷管内的所述第二载冷剂进行热交换，所述第二载冷剂再与中央空调的冷却水进行热交换，实现在紧急状态下中央空调或室外冷却塔故障状态下，洞库战备物资仓库仍处于适当的温度和湿度范围内；同时，升华后的低温co2可通过所述第二输气管向地下战备工程废弃排放口延伸降低废弃排放口的温度，避免卫星监测到地下工程的位置。

一种为地下战备工程提供备用冷源的方法，步骤如下：在紧急状态下，从战略合作的单位购入干冰作为地下战备工程用的备用冷源系统的冷源，通过冷链车运输至洞库人防门外侧，地下战备工作人员利用电动叉车(地牛、平板车)将带有保温箱的干冰块送至缓冲间，放置在送料口附近的自动传送线上、由机器人叉手自动拆除或人工拆除干冰块外面的保温箱，并将干冰投放在干冰储罐内。

应当理解的是，本申请中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。此外，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡与本申请的方法、结构等近似、雷同，或是对于本申请构思前提下做出若干技术推演，或替换都应当视为本申请的保护范围。