专利名称：无电二氧化碳制冷除湿空调的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无电二氧化碳制冷除湿空调，主要安装于煤矿救生舱或避难硐室内部。
背景技术：
控制救生舱或避难硐室内部温度和湿度是阻碍当前救生舱和避难硐室进展的难题之一。救生舱或避难硐室是煤矿避险系统的关键部件，其加工或建造时都经过隔热处理， 而且是密闭的，所以当井下发生矿难井下人员进入救生舱或硐室后，电力供应会切断，人体的发热和汗液会使其内部的温度和湿度升高，为了使其内部的生存环境适于人生存，就必须将其内部的温度和湿度控制在适于人生存的范围。目前共有4种在井下降温除湿的方法电力空调、蓄冰降温、通风降温、液态二氧化碳汽化。电力空调对电的依赖性较强，当发生险情后如果外部电力供应切断，那么就必须依靠内部蓄电池来供电，这样就对蓄电池的容量要求较高，同时电力空调的压缩机置于舱外，防爆要求较高，存在安全隐患，而且当外界温度大于50°C时空调就无法制冷；蓄冰降温对并的用量较大，这样就需要在救生舱或避难硐室内要有足够大的空间来存放冰，也对冰的保温要求较高，冰的更换也较为频繁；通风降温，主要是将救生舱或避难硐室内的压风管路与井下的压风系统连接，为避险设施内的人员供氧和降温，但是在发生险情后无法保证压风系统的电力供应正常、压风管路未受损、 压风空气不含有毒有害气体；液态二氧化碳汽化吸热是目前使用方法较多的一种，目前使用较多的是从澳大利亚进口的一种喷射制冷空调，售价较高。
发明内容
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种可在切断电力供应情况下降低救生舱或硐室内部的温度和湿度、从而使其内部环境适于人生存的无电二氧化碳制冷除
湿空调。本发明包括箱体、节流降压器、控制阀和紧急控制阀、蒸发器、气动风机、进液管路和排气管路、高压压力表和低压压力表、扩口式转接头；控制阀和紧急控制阀为同型号高压截止阀。箱体正面安装有紧急控制阀、控制阀、高压压力表和低压压力表；箱体右侧面设有出风口，顶部设有进风口 ；控制阀的两个接口均为卡套式接口，控制阀进液端与进液管路连接，另一端与节流降压器连接；节流降压器的出口端与蒸发器的进口焊接；蒸发器安装在出风口处，与箱体固定连接；蒸发器的出口处管路较长，通过扩口式转接头与气动风机连接；气动风机的排气口通过扩口式转接头与排气管路连接；高压压力表安装在进液管路上，低压压力表装在蒸发器出口处的管路上；节流降压器包括进液粗管、干燥器、细网、细长管、出口、保温材料和降压器外壳。进液管是较粗的紫铜管，与干燥器直通并焊接在一起； 细长管采用径长比小于0. 0075的铜管，与干燥器直通并焊接；进液管、细长管与干燥器连接处分别位于干燥器的两端；干燥器是圆柱筒形容器，里面靠近细长管位置装有用于去除制冷剂中固体杂质的细网，细网前端装有用于吸水的干燥剂；降压器外壳是紫铜管，包覆在干燥器、细长管和进液粗管外，并与进液粗管和细长管外表面焊接；降压器外壳为密封结构，降压器外壳内部间隙填充保温材料，保温材料采用含锆陶瓷纤维。箱体需经耐腐蚀处理。在气动风机与箱体之间的间隙处填充减震材料，在气动风机所在位置周围的箱体内表面粘贴吸音板。进液管路、高压截止阀阀体、高压压力表表座外均包有保温层，保温层材质为泡沫塑料。进液管路分成多条支路，其中一条支路只安装紧急控制阀，并在此支路不安装节流降压器，作为应急用；其余支路都安装有控制阀和节流降压器，使装置的制冷量得到控制。成型的节流降压器粗口端为进口，细口端为出口。节流降压器的使用替代了在常规制冷器中常用的热力膨胀阀和喷射器等制冷元件。根据能量守恒定律，制冷剂二氧化碳的总能量即动能、内能的和是恒定不变的，在节流降压器中流动时，由于管路的阻力会消耗大量的动能，同时根据流体的制冷守恒定律，在节流降压器进出口的质量流量是相同的，由于进口粗而出口细，所以出口的流速要大于进口处的流速，也就是说制冷剂经过节流降压器后其大部分内能转化为动能，也就使制冷剂的内能降低，降低制冷剂自身的温度，从而达到使液态二氧化碳在节流降压器中降低压力形成低温气液混合物的目的。作为制冷除湿设备，优先采用ODP为0、GffP为1的二氧化碳做制冷剂，除此之外， 二氧化碳还具有不可燃烧、不助燃的特性，因此更适于在井下使用，它可在大气中直接提取，排放后亦不污染大气。制冷剂二氧化碳以液态高压形式进入设备，通过控制阀控制其进入设备的流量，在节流降压器中根据流体在管路中的沿程压力损失原理压力降至临界压力值以下，部分液体在此汽化，制冷剂大部分内能转化为动能，也就使制冷剂的内能降低， 降低制冷剂自身的温度，从而使液态二氧化碳在节流降压器中降低压力形成低温气液混合物，流向蒸发器。低温饱和气液混合物以高速流向蒸发器中，在蒸发器中未汽化的液态二氧化碳在此完全汽化，吸收大量的热，热量从蒸发器所在的空间通过蒸发器的翅片传至气体， 使周围空气温度降低。由于汽化吸热蒸发器的翅片温度极低，空气中的水分在此遇冷凝结成水珠降低空气的湿度，水珠沿翅片流至箱体的接水槽中；汽化后的低温气体继续在蒸发器的管路中流动，同时不断吸收热量，不断使空气中的水分凝结，直至气体温度与环境温度相同；气体在温度升高后，自蒸发器流出进入气动风机，这时气体的压力大于大气压力，通过气体源源不断的流动和压力即可驱动风机转动，使装置中的空气流通，及时将温湿度都以降低的气体流出装置，将温湿度较高的气体补充至蒸发器，以提高蒸发器的热交换效率， 同时流出装置的空气推动外部空间的气体流通。液态二氧化碳用尽后，瓶中还有部分气态的二氧化碳，这些气体在经过节流降压器时，压力发生突变，使气体温度也降低，低温气体进入蒸发器后通过蒸发器与周围环境进行热交换，使设备继续工作；气态二氧化碳仅在液态二氧化碳消耗尽后的紧急状态下使用，但气态二氧化碳的用量很大，会加速气体的消耗。本发明以节流降压器为制冷元件，在降压器外壳与进液粗管和细长管之间填充保温材料。制冷除湿效果好，成本低。在切断电力供应情况下，可降低救生舱或硐室内部的温度和湿度，从而使其内部环境适于人生存。
图1为本发明结构示意图； 图2为本发明的外形图；图3为本发明安装在救生舱内位置及运行空气流通状态图； 图4为本发明节流降压器结构示意图。图中，1、箱体，2、节流降压器，3、控制阀，4、控制阀，5、气动风机，6、进液管路，7、进风口，8、出风口，9、高压压力表，10、低压压力表，11、紧急控制阀，12、横梁拉筋，13、有害气体吸收药剂，14、冷风，15、生存舱，16、进液粗管，17、排气管，18、积水槽，19、积水箱，20、排水软管，21、进液口，22、干燥器，23、细网，24、细长管，25、出口，26、保温材料。
具体实施例方式箱体1是由钣金加工成的板件拼装而成，板件加工完成后经耐腐蚀处理，主要部件安装在箱体1内，同时要在箱体1内部形成所需的风道。节流降压器2、控制阀3安装在箱体1的内侧面，蒸发器安装在出风口 8，在蒸发器后面安装气动风机5，在气动风机5侧面安装显示二氧化碳进出的高压压力表9和低压压力表10。液态二氧化碳从进液粗管16进入干燥器22后滤除其中的水分，通过细网23去除其中的固体杂质，然后进入细长管对。液态二氧化碳在经过细长管时压力降低，流速增加， 由于保温材料隔热会使液态二氧化碳的温度降低，在出口处形成低温气液混合物。使用中，本发明装置安装于救生舱内部靠近存放液态二氧化碳气瓶的一端，液态二氧化碳足量。在装置顶部，放置有吸收舱内有害气体的药剂。出风口 8与救生舱的走向一致。通过进液粗管16将液态二氧化碳气瓶与装置相连，进液粗管16外包有绝热层。装置排除的气体通过排气管路排除舱外，排气管路与外界连接处装有单向阀。运行时，液态二氧化碳从进液管路6进入后，经节流降压器2形成气液混合物，在蒸发器中完全汽化吸热并升温，蒸发器与气动风机5相连，升温后的二氧化碳为气动风机5提供动力，驱动其运行将冷却后的空气吹出降温除湿空调。在救生舱内，冷空气自出风口 8吹出，温度较高的空气自装置顶部进风口 7吸入，在舱内形成空气流的循环制冷，并在装置内除去空气中的水分，达到降温除湿的目的。
权利要求
1.一种无电二氧化碳制冷除湿空调，其特征是包括箱体、节流降压器、控制阀和紧急控制阀、蒸发器、气动风机、进液管路和排气管路、高压压力表和低压压力表、扩口式转接头； 箱体正面安装有紧急控制阀、控制阀、高压压力表和低压压力表；箱体右侧面设有出风口， 顶部设有进风口 ；控制阀的两个接口为卡套式接口，控制阀进液端与进液管路连接，另一端与节流降压器连接；节流降压器的出口端与蒸发器的进口连接；蒸发器安装在出风口处， 与箱体固定连接；蒸发器的出口处管路较长，通过扩口式转接头与气动风机连接；气动风机的排气口通过扩口式转接头与排气管路连接；高压压力表安装在进液管路上，低压压力表装在蒸发器出口处的管路上；节流降压器包括进液粗管、干燥器、细网、细长管、出口、保温材料和降压器外壳；进液管是较粗的紫铜管，与干燥器直通并焊接在一起；细长管与干燥器直通并焊接；进液管、细长管与干燥器连接处分别位于干燥器的两端；干燥器是圆柱筒形容器，里面靠近细长管位置装有用于去除制冷剂中固体杂质的细网，细网前端装有用于吸水的干燥剂；降压器外壳是紫铜管，包覆在干燥器、细长管和进液粗管外，并与进液粗管和细长管外表面焊接连接；降压器外壳为密封结构，降压器外壳内部间隙填充保温材料， 保温材料采用含锆陶瓷纤维。
2.如权利要求1所述的无电二氧化碳制冷除湿空调，其特征是在气动风机与箱体之间的间隙处填充减震材料，在气动风机所在位置周围的箱体内表面粘贴吸音板。
3.如权利要求1所述的无电二氧化碳制冷除湿空调，其特征是进液管路、高压截止阀阀体、高压压力表表座外均包有保温层，保温层材质为泡沫塑料。
4.如权利要求1所述的无电二氧化碳制冷除湿空调，其特征是进液管路分成多条支路，其中一条支路只安装紧急控制阀，其余支路都安装有控制阀和节流降压器。
5.如权利要求1所述的无电二氧化碳制冷除湿空调，其特征是箱体需经耐腐蚀处理。
6.如权利要求1所述的无电二氧化碳制冷除湿空调，其特征是控制阀和紧急控制阀为同型号高压截止阀。
7.如权利要求1所述的无电二氧化碳制冷除湿空调，其特征是节流降压器中细长管采用径长比小于0. 0075的铜管。
全文摘要
一种无电二氧化碳制冷除湿空调，目的是在切断电力情况下降低救生舱或硐室内部温度和湿度；本发明包括箱体、节流降压器、控制阀和紧急控制阀、蒸发器、气动风机、进液管路和排气管路、高压压力表和低压压力表、扩口式转接头；箱体正面安装有紧急控制阀、控制阀、高压压力表和低压压力表；箱体右侧面设有出风口，顶部设有进风口；节流降压器包括进液粗管、干燥器、细网、细长管、出口、保温材料和降压器外壳；干燥器是圆柱筒形容器，里面靠近细长管位置装有用于去除制冷剂中固体杂质的细网，细网前端装有用于吸水的干燥剂；降压器外壳内部间隙填充保温材料，保温材料采用含锆陶瓷纤维。
文档编号E21F11/00GK102287215SQ20111026750
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月10日 优先权日2011年9月10日
发明者史慧锦, 康晋 申请人:阳泉煤业集团华越机械有限公司