一种矿井水源制冷设备的制作方法

本发明涉及矿井制冷技术领域，尤其涉及一种矿井水源制冷设备。

背景技术：

目前，在很多矿井坑道作业中，由于井下环境温度高（35℃）、湿度100％，坑道里不通风，挖掘工作面需要不断移动，工作人员难以长时间工作，生产效率低，人员安全健康很难得到保障，因此需要一种制冷设备，对工作面降温（28℃以下）和除湿，并提供新风，而一般空调制冷设备难以满足坑道挖掘工作面对温度和新风的环境要求。

技术实现要素：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种矿井水源制冷设备，利用矿井丰富的地下水作为冷却水源，通过本设备将矿井坑道热量带走，为矿井坑道的挖掘工作面的提供低温新风和除湿，改善挖掘工作面高温、高湿，缺氧的环境，以解决现有技术的普通空调制冷设备难以实现的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种矿井水源制冷设备，其特征在于：包括车载移动式水源螺杆机组，车载移动式水源螺杆机组包括螺杆压缩机、油分离器、水冷冷凝器、干燥过滤器、视液镜一、电磁阀二，电子膨胀阀，蒸发器，所述螺杆压缩机的输出端排出r134a高压气体，通过管路与油分离器输入端连接，所述的油分离器输出端与截止阀一输入端连接，所述的截止阀一输出端通过管路与水冷冷凝器冷媒的输入端连接，r134a高压气体在水冷冷凝器中通过与地下水（21℃）热交换，在水冷冷凝器中由气体变成液态，所述的水冷冷凝器冷媒的输出端通过管路与截止阀二输入端连接，所述的截止阀二输出端通过管路与干燥过滤器输入端连接，所述的干燥过滤器输出端通过视液镜一输入端连接，所述的视液镜一输出端与截止阀三输入端连接，所述的截止阀三输出端与电磁阀二输入端连接，所述的电磁阀二输出端通过管路与电子膨胀阀输入端连接，所述的电子膨胀阀输出端通过管路与截止阀四输入端连接，液态的r134a通过电子膨胀阀节流变成低温低压液体，所述的截止阀四输出端通过管路与蒸发器输入端连接，r134a的低温低压液体在蒸发器中蒸发吸热变成气体，所述的蒸发器通过管路与截止阀五输入端连接，所述的截止阀五输出端通过管路与螺杆压缩机的输入端连接，低温低压r134a气体回到螺杆压缩机压缩循环。所述的安全阀与水冷冷凝器连接，当压力安全值超过设定值时，安全阀打开减压。

车载移动式水源螺杆机组中，高压r134a气体在油分离器油气分离，分离的油通过油分离器的回油输出端通过管路与电磁阀一输入连接，所述的电磁阀一输出端与视液镜二输入端连接，所述的视液镜输出端通过管路与螺杆压缩机回油口连接，当电磁阀一通电打开时，油分离器的油回到螺杆压缩机，对螺杆压缩机润滑。

r134a液态通过截止阀三输出端管路分出一路接截止阀六输入端，所述截止阀六输出端通过管路与电磁阀三输入端连接，所述电磁阀三输出端通过管路与螺杆压缩机喷液冷却口连接，当电磁阀三通电打开时，截止阀六保持一定开度，液态r134a通过截止阀六节流回到螺杆压缩机进行冷却。

矿井坑道地下水管输出端与储液过滤器输入端连接，含有泥沙的地下水通过储液过滤器沉淀和过滤，所述储液过滤器输出端与水泵输入端连接，所述水泵输出端通过不锈钢软管一与快速接头一输入端连接，所述快速接头一输出端通过水管与水路截止阀一输入端连接，所述水路截止阀一输出端通过水管与y形过滤器输入端连接，地下水在y形过滤器进一步过滤，所述y形过滤器输出端通过水管与水冷冷凝器水路输入端连接，地下水在水冷冷凝器与高压r134a气体热交换，所述水冷冷凝器水路输出端通过水管与水路截止阀二输入端连接，所述水路截止阀二输出端通过管路与快速接头二输入端连接，所述快速接头二输出端通过不锈钢软管二与矿井坑道地下水管输出端连接，高温水流入矿井坑道地下水管。

车载移动式水源螺杆机组中，冷风送风系统采用双风道、高余压风机送风，一路由离心风扇风机一输出端通过管路与快速风口一输入端连接，所述的快速风口一输出端通过风管一与出风口一输入端连接；另一路由离心风扇风机二输出端通过管路与快速风口二连接，所述的快速风口二输出端通过风管二与出风口二输入端连接。

所述的快速风口是带管卡锁扣的接头；所述管路是橡塑软管，软管直径φ100mm，管长为100m,每隔1m管路上安装管卡且上带有滑环，可在钢丝上移动；所述的出风口是带百叶的可调节出风方向。

车载移动式水源螺杆机组安装在轨道式矿车底板上，制冷系统、电源电线和不锈钢软管可随矿车移动。

车载移动式水源螺杆机组外面装有有防潮、防尘外壳，五个面板由卡扣连接，免工具拆卸，便于维修安装，操作部分外罩透明有机玻璃防潮。

车载移动式水源螺杆机组中，配电箱采用三线三相制电源，保证矿井用电安全，配电箱内安装自动加热式风机，以保证电器元件除湿，操作采用触摸屏和应急开关，并具有485数据接口，可以远程显示和操作。

所述螺杆压缩机为水源螺杆压缩机，螺杆压缩机的制冷剂为r134a。本发明采用西门子plc-200smart及摸屏人机操作，并通过485接口远程通信对机组温度、压力等参数进行监控、对机组启停操作，机组工作时，先启动水泵，然后启动螺杆压缩机和离心风扇风机。

控制上采用plc-200smart控制，alco膨胀阀驱动器来控制电子膨胀阀17（ex8），检测系统回气压力、温度，调节制冷量及送风温度。

本发明通过专用制冷剂r134a通过水冷冷凝器与地下水(21℃)换热，高压的离心风扇风机一、二通过橡塑风管一、二送低温新风并除湿，随挖掘工作面移动，矿井水源制冷设备随矿车移动。

机组控制采用西门子plc-200smart控制器及触摸屏控制，采用施耐德空气开关和交流接触器、送风离心风机采用高速高压风机、送风范围最大100m,压缩机为4级可调负载、水冷冷凝器与地下水(21℃)换热，制冷系统采用高压保护、低压保护、压差保护，过载保护、电源保护及系统的各种保护，并具备485接口，可模块化控制和远程监控。

本发明的优点是：

本发明提供低温新风和除湿，可将工况环境控制在（28℃以下），用于矿井坑道挖掘面生产，改善挖掘工作面高温、高湿，缺氧的环境，提高生产效率和人员的安全。

附图说明

图1是本发明原理图和整体结构图。

具体实施方式

如图1所示，一种矿井水源制冷设备，其特征在于：包括车载移动式水源螺杆机组、缓冲过滤水箱，配电箱，移动式风管，水泵，不锈钢软管其中：车载移动式水源螺杆机组包括螺杆压缩机1（csh8583-125y），所述螺杆压缩机1（csh8583-125y）的输出端通过压缩机排气dn76铜管与截止阀一7输入端连接，高温高压r134a气体通过截止阀一7输出端与水冷冷凝器8的输入端连接，高温高压r134a气体在水冷冷凝器8冷却放热变成液态，所述的水冷冷凝器8输出端通过管路与截止阀二10输入端连接，截止阀二10输出端通过管路与干燥过滤器11输入端连接，所述的干燥过滤器11输出端通过视液镜一12输入端连接，所述的视液镜一12输出端与截止阀三13输入端连接，所述的截止阀三13输出端与电磁阀二16输入端连接，所述的电磁阀二16输出端通过管路与电子膨胀阀17输入端连接，r134a液态通过电子膨胀阀17节流变成低压液态，所述的电子膨胀阀17输出端通过管路与截止阀四18输入端连接，所述的截止阀四18输出端通过管路与蒸发器19输入端连接，低压r134a液态在蒸发器19吸热变成低温气体，所述的蒸发器19通过管路与截止阀五22输入端连接，所述的截止阀五22输出端通过管路与螺杆压缩机1的输入端连接，低温气体回到螺杆压缩机1循环压缩。所述的安全阀9与水冷冷凝器8连接，当压力安全值超过设定值时，安全阀9打开减压。在蒸发器19与螺杆压缩机1之间依次设有截止阀五22和低压保护开关23；在所述的螺杆压缩机1的输入端与输出端之间安装有油压差开关2。在所述的螺杆压缩机1的输出端与油分离器4的输入端之间的管路上设有高压保护开关3。

车载移动式水源螺杆机组中，高压r134a气体在油分离器4中油、气分离，所述油分离器4回油输出端通过管路与电磁阀一5输入连接，所述的电磁阀一5输出端与视液镜二6输入端连接，所述的视液镜二6输出端通过管路与螺杆压缩机1回油口连接，当电磁阀一5通电打开，润滑油回到螺杆压缩机。

r134a液体通过截止阀三13输出端管路分出一路接截止阀六14输入端，所述截止阀六14输出端通过管路与电磁阀三15输入端连接，所述电磁阀三15输出端通过管路与螺杆压缩机喷液冷却口连接，当电磁阀三15通电打开，截止阀六14设定一定开度，制冷剂r134a液体通过截止阀六14节流减压对螺杆压缩机1进行冷却。

矿井坑道地下水管输出端与储液过滤器32输入端连接，含有泥沙的地下水通过储液过滤器32过滤和储备一定量地下水，所述储液过滤器32输出端通过水管与水泵33输入端连接，所述水泵33输出端通过不锈钢软管一30与快速接头一28输入端连接，所述快速接头一28输出端通过水管与水路截止阀一27输入端连接，所述水路截止阀一27输出端通过水管与y形过滤器26输入端连接，通过y形过滤器26对地下水进一步过滤，所述y形过滤器26输出端通过水管与水冷冷凝器8水路输入端连接，地下水（21℃）在水冷冷凝器8中与冷媒r134a热交换，所述水冷冷凝器8水路输出端通过水管与水路截止阀二25输入端连接，所述水路截止阀二25输出端通过管路与快速接头二29输入端连接，所述快速接头二29输出端通过不锈钢软管二31与矿井坑道地下水管输出端连接，将热水（26℃）排出。

车载移动式水源螺杆机组中，冷风送风系统采用双风道、高余压风机送风，一路由蒸发器19的离心风扇风机一20输出端通过管路与快速风口一34输入端连接，所述的快速风口一34输出端通过风管一36与出风口一38输入端连接；另一路由蒸发器19的离心风扇风机二21输出端通过管路与快速风口二35连接，所述的快速风口二35输出端通过风管二37与出风口二39输入端连接。

所述的快速风口一、二34、35是带管卡锁扣的接头；所述管路一、二36、37是橡塑软管，软管直径φ100mm，管长为100m,每隔1m管路上安装管卡且上带有滑环，可在钢丝上移动；所述的出风口一、二38、39是带百叶的可调节出风方向。

车载移动式水源螺杆机组中，安制冷系统装在轨道式矿车40底板上，制冷系统、电源线缆和不锈钢软管可随矿车40移动。

车载移动式水源螺杆机组中，制冷系统外面装有有防潮、防尘外壳41，五个面板由卡扣连接，免工具拆卸，便于维修安装，操作部分外罩透明有机玻璃防潮。

车载移动式水源螺杆机组中，配电箱24采用三线三相制电源，保证矿井用电安全，配电箱24内安装自动加热式风机，以保证电器元件除湿，操作采用触摸屏和应急开关，并具有485数据接口，可以远程显示和操作。

所述螺杆压缩机1为水源螺杆压缩机，螺杆压缩机1的制冷剂为r134a。

本发明采用西门子plc-200smart及触摸屏构成配电箱，用于接收系统中测量温度、压力信号并实现对系统的控制。

本发明的具体工作过程如下：

设备在工作时，首先根据用户要求设定蒸发风机20、21出风口温度t1（8℃），并设定好压力、电流、排气温度等各种保护参数和电子膨胀阀工作参数，通电后先启动水泵33，依次延时2-3分钟，启动蒸发器离心风扇风机20和21、系统主路电磁阀二16，当出风温度t＞t1(8℃)时，螺杆压缩机1星-三角启动，螺杆压缩机1工作开始制冷，延时3分钟后，工作负载由25％-50％-75％-100％逐渐增加，当蒸发风机出风温度t2＜设定温度t1-3℃（5℃），螺杆压缩机1，负载逐渐减少，100%-75%-50%-停机，通常制冷坑道温度和湿度较大，冷量损失较大，主机工作只会加减载，不会停机。当系统出现保护时，系统报警并停止螺杆压缩机1、离心风扇风机一、二20、21持续运行送风，当系统排气温度过高≧105℃时喷液电磁阀三15打开，冷却液通过喷液截止阀六14回到高温螺杆压缩机1喷液口，降低螺杆压缩机1的排气温度。当螺杆压缩机1工作时，电磁阀一5通电10秒断电10秒，间断的对螺杆压缩机1供油。

通过配电箱采用西门子plc-200smart及触摸屏、交流接触器、温度和压力传感器控制机组运行，用户如需远程控制，可用485通讯线连接机组控制器，控制修改机组运行参数，并进行能源管理。

在常态时，机组通电以后，通过配电箱上触摸屏给出开机指令，循环水泵33启动，蒸发器离心风扇电机一、二20、21启动，延时2-3分钟螺杆压缩机1启动，r134a冷媒通过螺杆压缩机1排气口到油分离器4进行油气分离，回到高温螺杆压缩机1低压回油口，气体通过油分离器4排气口到截止阀一7输入口，通过截止阀一7输出口与水冷冷凝器8冷媒输入口连接，水冷冷凝器8冷媒输出口与截止阀二10输入口连接，截止阀二10输出口与干燥过滤器11输入端相连，干燥过滤器11与视液镜一12输入端连接，视液镜一12输出端与截止阀三13输入端连接，截止阀三13输出端与三通输入端相连，支路一与主路电磁阀二16及电子膨胀阀17连接，其输出端与蒸发器19输入端相连，支路二与截止阀六14输入端连接，输出端与喷液电磁阀三15输入端相连，喷液电磁阀三15输出端螺杆压缩机1的低压喷液口相连。冷媒r134a在蒸发器19内蒸发，其气体从蒸发器19输出端通过管路与截止阀五22输入连接，截止阀五22输出端通过管路与螺杆压缩机1回气端相连接，系统有防止油过滤器堵塞的油压差开关2，防止压缩机高压过高压保护开关3、低过低压保护开关23。当蒸发器19出风温度传感器（pt-1000）检测到出风温度升至te（8℃)，螺杆压缩机1启动，将制冷剂r134a压缩，排出高温高压的气体，气体经其输出端到达油分离器4输入端相连，油分离器4输出端通过管路与截止阀一7输入端连接，截止阀一7输出端通过铜管与水冷冷凝器8冷媒输入端连接，冷媒r134a在水冷冷凝器8中，由气态冷凝成液态后输出，水冷冷凝器8输出端与截止阀二10输入端相连，液态冷媒r134通过干燥过滤器11、视液镜一12、截止阀三13、电磁阀二16与电子膨胀阀17输入端相连，电子膨胀阀17输出端通过截止阀四18与蒸发器19输入端相连，蒸发器19输出端通过截止阀五22与螺杆压缩机1回气端相连。压缩机1运行时，主路电磁阀二16开关打开，螺杆压缩机1停止运行时，电磁阀断开，制冷系统配有油压差开关2，系统高压保护开关3和低压保护开关23。

总体上来讲，本发明就是通过设备出风的温度传感器即时将出风温度t反馈至控制器，将出风温度t与设定值te进行比较，温度传感器感知的温度高于设定值时，控制器给出信号，启动螺杆压缩机制冷工作；当出风温度低于设定值te-温差δt时，控制器给出信号，螺杆压缩机1卸载停止工作，当系统保护时停螺杆压缩机1。

以上实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明技术方案的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。