专利名称：高压制冷剂驱动的制冷净化一体机及方法
技术领域：
本发明涉及一种高压制冷剂驱动的制冷净化一体机及方法，属救生领域。
背景技术：
随着科学技术的进步与发展以及对人的生命权益意识的提高，作为在灾难和意外 事故发生后对人生命的保护设施，救生舱的设计与优化已成为国家重点关注的问题之一， 其应用领域涉及航空，深水作业及矿井避难等。救生舱集防爆、制冷、净化、供氧、急救、通 讯、生命维持等功能为一体，其设计与研究是一个复杂的系统工程。而我国的救生舱设计 与研究处于起步阶段，救生舱的各关键技术有待深入研究与探索，尤其在制冷、空气净化等 系统的设计问题上，仍面临较多的技术难题。目前适用于救生舱的制冷的方式主要有蓄冰 制冷、蓄电制冷和高压气源制冷等，其中对于蓄冰制冷其制冰设备故障率高，不利于长期使 用，且净化设备的动力保持仍需要蓄电来保证；蓄电制冷中需要携带较大体积的防爆蓄电 池，其成本昂贵，运行电流过大给防爆带来很大困难且制冷性能易受外界影响较大，不利于 推广使用；因此，在保证良好制冷与净化效果基础上如何达到节能、环保、经济的效果是系 统设计的关键。
发明内容
本发明提供了结构简单、可靠性强适用于矿井、潜艇等密闭空间的非电式的高压 制冷剂驱动的制冷净化一体机及方法。一种高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，其特征在于包括高压储罐设备，冷却除 湿设备、空气净化设备和储水设备；上述冷却除湿设备包括气流风道、依次安装于气流风道 内的初级蒸发器、调压手阀、气动风机、次级蒸发器、与外界相连的气动风机排气管；高压 储罐设备经减压阀与初级蒸发器的冷端与相连，初级蒸发器的热端经过调压手阀与气动风 机入口相连，气动风机出口与次级蒸发器冷端相连，次级蒸发器热端通过排气管与外界环 境相连；上述储水设备包括置于初级蒸发器和次级蒸发器下方的凝水盘、通过净水器与凝 水盘相连的储水箱；上述空气净化设备包括箱体、安装于箱体内的空气净化剂，箱体设进 风口和出风口；上述气流风道的进风口与空气净化设备的出风口相连。根据上述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，其特征在于高压储罐设备由高 压储罐、气相充装阀，安全控制阀，安全阀，虹吸管，液相充装阀，储罐总阀，减压阀，压力表， 进液管道组成。根据上述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，其特征在于上述空气净化剂包 括一氧化碳吸收剂、脱硫剂、二氧化碳吸收剂。根据上述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，其特征在于上述水箱设有水龙 头。根据上述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机的制冷净化方法，其特征在于包括 以下过程高压气罐中的高压液化气体通过减压阀的降温降压作用变成第一阶段制冷剂；第一阶段制冷剂经过初级蒸发器吸收热量，升温变成第二阶段制冷剂；第二阶段制冷剂经 过调压手阀调节后进入气动风机给制冷和净化系统提供合适风量，经过气动风机的降温降 压作用变成第三阶段制冷剂；第三阶段制冷剂经过次级蒸发器进一步吸收热量，升温变成 第四阶段制冷剂后，经过排气管道排放到环境中去；上述第二阶段制冷剂驱动气动风机提 供的风量，使空气从空气净化设备的进风口进入，经过空气净化剂净化作用后，进入气流 风道后排出供使用；利用凝水盘收集初级蒸发器和次级蒸发器的冷凝水，冷凝水经过净水 器流入集水箱。本发明所述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机及方法在设计上满足矿井环境 控制要求，在常温下可有效去除二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氮氧化物及人体代谢挥发性 有机物等，不使用电力及其它外部能源，具有制冷能力强、节能、节水、经济、环保、净化效果 好，安装维护简便等突出优点。
图1是利用高压制冷剂驱动的制冷净化一体机示意图； 图2是冷却除湿设备的示意图3是利用高压制冷剂驱动的制冷净化一体机三维图中的标号名称1、高压储罐，2、气相充装阀，3、安全控制阀，4、安全阀，5、虹吸管，6、 液相充装阀，7、储罐总阀，8、减压阀，9、压力表，10、进液管道，11、初级蒸发器，12、调压手 阀，13、气动风机，14、次级蒸发器，15、排气管道，16、百叶风口，17、凝水盘，18、凝水回收管， 19、净水器，20、储水箱，21、水龙头，22、二氧化碳吸收药剂帘，23、一氧化碳吸收药剂盒，24、 脱硫药剂盒，25、净化箱门板，26、回风口，27、净化箱箱体，观、气流风道。
具体实施例方式根据图1所示，本发明中所述的利用高压制冷剂驱动的净化制冷一体机，一种利 用高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，主要包括高压储罐1，气相充装阀2，安全控制阀3， 安全阀4，虹吸管5，液相充装阀6，储罐总阀7，减压阀8，压力表9，进液管道10，初级蒸发 器11，调压手阀12，次级蒸发器14，排气管道15，百叶风口 16，水龙头21，一氧化碳吸收药 剂盒23，脱硫药剂盒M，净化箱门板25，回风口 26，净化箱箱体27 ；其特征还包括利用中温 中压制冷气体驱动的气动风机13 ；悬挂于二氧化碳吸收箱内的二氧化碳吸收药剂帘22 ；做 成抽屉式的一氧化碳吸收药剂盒23和脱硫药剂盒M ；用于回收冷凝水的凝水盘17和凝水 回收管18，收集的凝水经过净水器19净化后进入储水箱20，可作为室内备用水源。安全救生系统运行时，打开高压储罐的总阀7后，高压的制冷剂通过减压阀8减 压，变成低温中压的制冷剂，通过进液管道10进入初级蒸发器11，低温中压的制冷剂吸收 热量后，变成中温中压的制冷剂气体，经过手阀12调节后，进入气动风机13给制冷和净化 系统提供合适风量，中温中压的制冷剂气体经过气动风机旋转后，进一步降压变成低温低 压的制冷剂气体，再通过次级蒸发器14进一步吸收热量，变成高温低压的制冷剂气体后， 经过排气管道15排放到环境中去。所述的净化过程为密闭空间的待处理气体，在气动风机的驱动下，通过净化箱的 回风口沈进入二氧化碳吸收箱内，箱内二氧化碳吸收药剂，制作成二氧化碳吸收药剂帘22悬挂于箱内，待处理气体掠过其表面，除去二氧化碳的气体在气动风机的驱动下进入脱硫 药剂进行脱硫处理，脱硫后的气体在经过CO吸收药剂盒进行进一步处理，处理好的气体， 经过初级蒸发器11和次级蒸发器14降温后，通过气动风机从百叶风口 16输送到密闭空间 内。其中气体经过蒸发器后，被冷却至露点以下，空气的凝水析出后被凝水盘17收 集，凝水通过凝水回收管18，经过净水器净化后进入储水箱，用于室内备用水源。与常用的制冷及净化方式相比，利用高压制冷剂驱动的净化制冷一体机，将制冷 与净化设备集中放置，无需设置两套独立的系统与设备，不仅使结构紧凑，节省了空间，同 时提高了系统运行的经济性与可靠性，另外冷凝水和气体膨胀功的回收利用等节能措施为 安全救生系统的设计提供新视角与新思路，为我国安全救生行业更进一步的发展奠定基 石出。
权利要求
1.一种高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，其特征在于 包括高压储罐设备，冷却除湿设备、空气净化设备和储水设备；上述冷却除湿设备包括气流风道(28)、依次安装于气流风道内的初级蒸发器(11)、调 压手阀(12)、气动风机(13)、次级蒸发器(14)、与外界相连的气动风机排气管(15)；高压 储罐设备经减压阀(8 )与初级蒸发器(11)的冷端与相连，初级蒸发器(11)的热端经过调压 手阀(12)与气动风机入口相连，气动风机出口与次级蒸发器冷端相连，次级蒸发器热端通 过排气管(15)与外界环境相连，上述储水设备包括置于初级蒸发器和次级蒸发器下方的凝水盘(17)、通过净水器 (19)与凝水盘(12)相连的储水箱(20)；上述空气净化设备包括箱体、安装于箱体内的空气净化剂，箱体设进风口和出风口 ； 上述气流风道(28 )的进风口与空气净化设备的出风口相连。
2.根据权利要求1所述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，其特征在于高压储罐设备由高压储罐(1)、气相充装阀(2)，安全控制阀(3)，安全阀(4)，虹吸管 (5)，液相充装阀(6)，储罐总阀(7)，减压阀(8)，压力表(9)，进液管道(10)组成。
3.根据权利要求1所述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，其特征在于 上述空气净化剂包括一氧化碳吸收剂、脱硫剂、二氧化碳吸收剂。
4.根据权利要求1所述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机，其特征在于上述水箱 设有水龙头(21)。
5.根据权利要求1所述的高压制冷剂驱动的制冷净化一体机的制冷净化方法，其特征 在于包括以下过程高压气罐(1)中的高压液化气体通过减压阀(8)的降温降压作用变成第一阶段制冷 剂；第一阶段制冷剂经过初级蒸发器(11)吸收热量，升温变成第二阶段制冷剂；第二阶段 制冷剂经过调压手阀(12)调节后进入气动风机(13)给制冷和净化系统提供合适风量，经 过气动风机的降温降压作用变成第三阶段制冷剂；第三阶段制冷剂经过次级蒸发器(14) 进一步吸收热量，升温变成第四阶段制冷剂后，经过排气管道(15)排放到环境中去；上述第二阶段制冷剂驱动气动风机(13)提供的风量，使空气从空气净化设备的进风口 进入，经过空气净化剂净化作用后，进入气流风道(28)后排出供使用；利用凝水盘(17)收集初级蒸发器和次级蒸发器的冷凝水，冷凝水经过净水器(19)流 入集水箱(20)。
全文摘要
本发明涉及一种高压制冷剂驱动的制冷净化一体机及方法，属于安全救生领域。其特征在于主要包括高压储罐设备，冷却除湿设备、空气净化设备和储水设备；根据上述的非电式空气调节净化系统的空气调节及净化方法，其特征在于包括以下过程高压气罐中的高压液化气体依次通过减压阀、初级蒸发器、手阀、气动风机和次级蒸发器对周围空气进行循环降温除湿。由于气动风机的负压作用使得空气从空气净化设备的进风口进入，经过空气净化剂进行净化，进入气流风道；凝水盘收集初级蒸发器和次级蒸发器的冷凝水，冷凝水经过净水器流入集水箱供使用。与现有的矿用救生舱制冷与净化系统比，具有换热能力强、经济性性能优、安装维修简便等突出优点。
文档编号B01D53/00GK102135008SQ201110043150
公开日2011年7月27日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者刘志丽, 周年勇, 康娜, 徐雷, 施红, 李俊, 蒋彦龙, 蔡玉飞, 郑小漪 申请人:南京航空航天大学