专利名称：一种温差动力降温除湿装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷装置，尤其涉及一种适用于无电力动力、气体动力或任何其它动力供应的情况下根据实地情况实现大功率制冷除湿的系统。
背景技术：
目前国家越来越重视采矿人员的生命了，特别是高瓦斯矿井，当瓦斯等灾难爆发后，矿井的温度比较高。矿井下人员躲进避难硐室或者地下救生舱后，需要生活96小时(国家标准)，等待救援。但是由于矿难发生后，特别是瓦斯爆炸等周围环境温度迅速提高，远远高于所能承受的正常生存温湿度环境，同时本身人体不断地散发热量和湿气，这需要及时把人体产生的热量带走，把湿气去除，才能维持人体正常的生存环境。而利用传统的技术基本不能长时间，大功率实现制冷除湿的功效。
由于灾难发生后，考虑到安全因素，地下矿不允许有电力供应。也就是说，不能使用传统的制冷、除湿方式方法了。国外救生舱(救生硐室)发展的比较早，一般采用气体蒸发法，当高压液体蒸发时，吸收热量，温度降低。而实现制冷降温除湿的功能。传统一般采用二氧化碳蒸发法，但是，二氧化碳的三相点比较低，为31. 06°C。也就是说，当二氧化碳储存温度高于31. 060C时，将不会有相态变化，几乎也没有制冷除湿的功能了。或者即使储存环境温度低，只要跟三相点相差不大，制冷除湿能力就很差。基本不能满足大功率，长时间制冷除湿的要求了。而且，二氧化碳系统降温系统，需要将多个二氧化碳气瓶连接到一起，这样由于接头众多，泄露点增加，很容易泄露；一旦泄露，将产生无法预料的后果，本来救人的系统，可能变成害人的设备源。当然也有蓄电池供电，利用直流空调实现制冷除湿的，但是，由于所需制冷功率比较大，蓄电池所储电能远远满足不了所需电能。所以采用蓄电池供电制冷机也解决不了这个问题。目前一些企业在未发生事故前采用压缩制冷储冰，当灾难发生后，采用蓄电池或者压缩气体为动力，推动风机运转，将储冰的冷量释放出来到救生舱(救生硐室)里。但是，毕竟有了蓄电池或者压缩气体，就有了更多的风险，蓄电池电量要衰减，压缩气体时间长了，要泄露等，况且，这些设备时间长了，还需要年检等等。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷与不足，本发明的目的是提出一种温差动力降温除湿装置，解决在无需外部动力源驱动下即可实现大功率降温除湿的问题。本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现一种温差动力降温除湿装置，其特征在于所述降温除湿装置由储冰箱和储冰箱外布置的散热器构成，其中所述储冰箱具有一组以上的环流热管，任一组所述环流热管包括在高度方向自上而下的气流管和液流管，所述气流管的基部和液流管的基部均为水平状布设且所述气流管的弯折部和液流管的弯折部在储冰箱内汇聚相连；所述散热器包括复数根竖向并列布设的微通道管、液流池和气流腔，所述液流池与所有微通道管底部连通并与环流热管的液流管通过第一阀门连通，所述气流腔与所有微通道管顶部连通并与环流热管的气流管连通，所述液流管、液流池、微通道管、气流腔和气流管构成温差动力降温除湿装置的循环通道，所述循环通道中设有热管工质，所述热管工质常压下的液化温度范围介于零下40°C 30°C且汽化温度范围介于零下 20°C 40°C。进一步第，所述降温除湿装置的储冰箱具有两组以上并联均匀布置的环流热管，且各组环流热管的气流管均与散热器的气流腔连通，各组环流热管的液流管均通过第一阀门与散热器的液流池连通。更进一步地，所述第一阀门为单个阀门，所有环流热管的液流管统一通过第一阀门与散热器的液流池连通。
更进一步地，所述第一阀门为与各组环流热管一一对应的多个阀门构成的阀门组合，所有环流热管的液流管通过阀门组合分别与散热器的液流池连通。更进一步地，所述储冰箱设有一个带第三阀门的中间管，所述中间管在第三阀门的一侧连通所有环流热管的气流管和液流管的汇聚相连处，中间管在第三阀门的另一侧连接设有储液罐，所述储液罐的排液口通过第二阀门连通至液流池。更进一步地，任一组所述环流热管中设有一个带第三阀门的中间管，所述中间管在第三阀门的一侧连通于该组环流热管的气流管和液流管的汇聚相连处，中间管在第三阀门的另一侧接设有储液罐，所述储液罐的排液口通过第二阀门连通至液流池或该组环流热管的液流管。本发明温差动力降温除湿装置的应用实施，较之于传统技术其突出效果为通过构建合理的热管工质循环体系，实现了系统无外在动力下通过温差动力循环进行高效降温除湿的目的，节省了能源消耗，避免了特殊场合使用电能等的引燃引爆危险。并且本发明采用均匀布置的环流热管，有效实现了储冰箱内部的均匀融冰，极大地提高了相对表面融冰的制冷效率。以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
图I是本发明温差动力降温除湿装置在单一剖面方向上的结构示意图。
具体实施例方式本发明针对现有技术的不足，创新提出了一种温差动力降温除湿装置，解决了温差动力循环、快速启动循环、环流热管工质循环、均匀融冰、空气降温除湿循环五方面的问题。如图I所述，该降温除湿装置由储冰箱10和储冰箱外布置的散热器构成，其中储冰箱具有一组以上的环流热管，任一组环流热管包括在高度方向自上而下的气流管11和液流管8，气流管11的基部和液流管8的基部均为水平状布设且气流管的弯折部和液流管的弯折部在储冰箱内汇聚相连；该散热器包括复数根竖向并列布设的微通道管3、液流池4和气流腔2，该液流池4与所有微通道管3底部连通并与环流热管的液流管8通过第一阀门Kl连通，气流腔2与所有微通道管3顶部连通并与环流热管的气流管11连通。故此，液流管8、液流池4、微通道管3、气流腔2和气流管11构成温差动力降温除湿装置的循环通道，该循环通道中设有热管工质，该热管工质常压下的液化温度范围介于零下40°C 30°C且汽化温度范围介于零下20°C 40°C。常压工况条件下在储冰箱内液化、在散热器中汽化升腾。从具体实施来看，该降温除湿装置的储冰箱内具有两组以上并联均匀布置的环流热管，且各组环流热管的气流管均与散热器的气流腔连通，各组环流热管的液流管均通过第一阀门与散热器的液流池连通。即在图I所示基础上在深度方向延伸可知，环流热管为深度方向的并列结构，只是每组环流热管的液流管和气流管分别于液流池和气流腔相连通，形成多组环流热管与散热器之间形成环流通道。从进一步的方案来看，该第一阀门为单个阀门，所有环流热管的液流管统一通过第一阀门与散热器的液流池连通。即该单独的一个第一阀门Ki总控了所有环流热管与散 热器的连通。或者该第一阀门为与各组环流热管一一对应的多个阀门构成的阀门组合，所有环流热管的液流管通过阀门组合分别与散热器的液流池连通。即对应于环流热管的组数，具有相同个数的第一阀门Kl构成阀门组合。阀门组合中各第一阀门Kl可以单独控制每一路的环流热管与散热器的连通，也可以同步控制。此外，该储冰箱设有一个带第三阀门的中间管9，该中间管9在第三阀门的一侧连通所有环流热管的气流管和液流管的汇聚相连处，中间管在第三阀门的另一侧连接设有储液罐5，该储液罐5的排液口通过第二阀门K2连通至液流池。或者，任一组所述环流热管中设有一个带第三阀门的中间管，中间管在第三阀门的一侧连通于该组环流热管的气流管和液流管的汇聚相连处，中间管在第三阀门的另一侧接设有储液罐，储液罐的排液口通过第二阀门连通至液流池或该组环流热管的液流管。这种情况下，每组环流热管对应一个中间管和一个储液罐，全部储液罐只针对所在环流热管补充工质或分别控制针对液流池补充工质。从技术方案解决的各项问题来看温差动力循环由于采用微通道结构，微通道管内热管工质在表面张力作用下，向另外一边运动，在运动过程中与外界进行热量交换。热管工质边运动边发生相变，工质由液态变为气态，在微通道管内压力也随之升高，由于压力升高同时又推动热管工质运行。这样热管工质就能在环流管内循环运行，同时进行热量交换。快速启动循环当系统需要工作时，采用热管工质液位变动扰流技术，使微通道管内的液体先运动起来，加速整个系统的运行，更快地进行降温除湿。环流热管工质循环当需要制冷时，打开环流热管的控制阀门，其内热管工质在微通道管内，表面张力与压力差作用下，从液体端运动到气体端，同时液体蒸发，热管散热器内温度上升，散热器内液态工质变成气态工质，管内压力上升。管内工质沿气管进入储冰箱体内循环热管。由于储冰箱体内，温度远远低于箱体外环境温度，热管工质在箱体内部分，温度低，压力也低。微通道管内气态工质进入储冰箱体内，降温降压，从而在环流循环热管内由温度差，变成压力差，实现工质循环。均匀融冰由于储冰箱体内循环热管并联均匀布置，循环热管各点温度，管内气体压力处于近似等压状态。流经到管内各处的流体流量也近似相等。这样循环热管从管内带走的热量也近似相等，就保证冰箱内实现均匀融冰。空气降温除湿循环由于热管工质在热管内实现环流循环，也同时实现热管散热器与储冰箱内实现热量交换。热管散热器的温度始终维持在较低温度。微通道热管散热器外部空间温度较高的气体，在大空间自然换热的情况下，实现热量交换。由于热管散热器与储冰箱之间换热温差极小，空气温度下降到露点温度以下，空气中的水蒸气凝结出来，变成水，直接储存在热管散热器箱体内。当达到一定量时，可直接从排水管排出。从本发明应用的一个具体实例来看未发生矿难前，矿井本就有足够的电能，采用制冷系统储存所需要的制冷量。当灾难发生时 ，利用无能耗温差动力系统，将所储存的冰的冷量释放出来。满足整个救生舱(救生硐室)人员制冷除湿所需。需要系统工作时，打开第一阀门Kl，从而储冰箱10内均匀布置的环流热管内的热管工质沿液流管8流向散热器(全称为微通道热管散热器)的液流池4，热管工质在毛细作用下，沿微通道管的管壁上升，热管工质一边上升，一边与外界进行热量交换。管内热管工质发生相变，由液态变成气态，压力也随之上升。同时打开第二阀门，储存在储液罐5内的热管工质也加速释放进入微通道管3。由于液面的不等性，加速了热管工质的流动，也加速整个系统的气动速度。热管工质在许多并列连接的微通道管3内蒸发，由液态变成气态进入散热器的气流腔2，通过连接管进入环流热管的气流管11。气态的热管工质在储冰箱内并联布置的环流热管内冷凝，压力降低，由气态变成液态，流入环流热管的液流管，再经第一阀门进入散热器，实现热管工质循环。由于热管工质循环，将不间断地实现储冰箱内外热量交换。维持散热管3相对较低的温度。由于散热器外表面积比较大，而且外界环境温度远大于微通道管的温度，将通过辐射、对流等方式实现热交换。保持整个空间相对较低的温度。当危机警报解除后或通常情况下，第三阀门K3为打开状态，第一阀门与第二阀门处于关闭状态，储冰箱内的热管工质与散热器内的热管工质将部分储存在储液罐5中。当系统下次运作需要加速启动时，打开第二阀门K2即可。
权利要求
1.一种温差动力降温除湿装置，其特征在于所述降温除湿装置由储冰箱和储冰箱外布置的散热器构成，其中所述储冰箱具有一组以上的环流热管，任一组所述环流热管包括在高度方向自上而下的气流管和液流管，所述气流管的基部和液流管的基部均为水平状布设且所述气流管的弯折部和液流管的弯折部在储冰箱内汇聚相连；所述散热器包括复数根竖向并列布设的微通道管、液流池和气流腔，所述液流池与所有微通道管底部连通并与环流热管的液流管通过第一阀门连通，所述气流腔与所有微通道管顶部连通并与环流热管的气流管连通，所述液流管、液流池、微通道管、气流腔和气流管构成温差动力降温除湿装置的循环通道，所述循环通道中设有热管工质，所述热管工质常压下的液化温度范围介于零下40°C 30°C且汽化温度范围介于零下20°C 40°C。
2.根据权利要求I所述的一种温差动力降温除湿装置，其特征在于所述降温除湿装置的储冰箱具有两组以上并联均匀布置的环流热管，且各组环流热管的气流管均与散热器的气流腔连通，各组环流热管的液流管均通过第一阀门与散热器的液流池连通。
3.根据权利要求2所述的一种温差动力降温除湿装置，其特征在于所述第一阀门为单个阀门，所有环流热管的液流管统一通过第一阀门与散热器的液流池连通。
4.根据权利要求2所述的一种温差动力降温除湿装置，其特征在于所述第一阀门为与各组环流热管一一对应的多个阀门构成的阀门组合，所有环流热管的液流管通过阀门组合分别与散热器的液流池连通。
5.根据权利要求2所述的一种温差动力降温除湿装置，其特征在于所述储冰箱设有一个带第三阀门的中间管，所述中间管在第三阀门的一侧连通所有环流热管的气流管和液流管的汇聚相连处，中间管在第三阀门的另一侧连接设有储液罐，所述储液罐的排液口通过第二阀门连通至液流池。
6.根据权利要求2所述的一种温差动力降温除湿装置，其特征在于任一组所述环流热管中设有一个带第三阀门的中间管，所述中间管在第三阀门的一侧连通于该组环流热管的气流管和液流管的汇聚相连处，中间管在第三阀门的另一侧接设有储液罐，所述储液罐的排液口通过第二阀门连通至液流池或该组环流热管的液流管。
全文摘要
本发明揭示了一种温差动力降温除湿装置，由储冰箱和储冰箱外布置的散热器构成，其中该储冰箱具有一组以上的环流热管，环流热管包括气流管和液流管；该散热器包括复数根竖向并列布设的微通道管、液流池和气流腔，液流池与所有微通道管底部连通并与环流热管的液流管通过第一阀门连通，气流腔与所有微通道管顶部连通并与环流热管的气流管连通，液流管、液流池、微通道管、气流腔和气流管构成温差动力降温除湿装置的循环通道，该循环通道中设有热管工质，该热管工质在储冰箱内液化、在散热器中汽化升腾。实施本发明的降温除湿装置，能够实现系统无外在动力下进行高效降温除湿的目的，节省了能源消耗，避免了特殊场合使用电能等的引燃引爆危险。
文档编号E21F3/00GK102733839SQ20121019159
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者谢海刚 申请人:苏州海派特热能设备有限公司