一种避难硐室用蓄冰空调系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种避难硐室用蓄冰空调系统，一种在平常备用状态下利用矿井压风作为动力制冷蓄冰，储存冷量、在矿井发生灾害的紧急情况下通过压风或人力驱动的双动力蓄冰空调系统，包括双动力空气调节装置，制冷装置，温控装置，以及蓄冰装置，其中，利用矿井压风驱动所述制冷装置，所述制冷装置使所述蓄冰装置温度降低发生相变蓄冰，通过温控装置对蓄冰装置温度进行控制，所述双动力空气调节装置可由矿井压风驱动或人力脚踏驱动，在平常备用状态下利用矿井压风驱动，在矿井发生紧急情况下通过压风或人力驱动，以实现空气调节功能。
【专利说明】一种避难硐室用蓄冰空调系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种避难硐室用蓄冰空调系统，可用于矿井井下避难硐室内的降温除湿与空气净化，也可应用于矿井局降温，属于矿业安全与暖通制冷领域。
【背景技术】
[0002]目前使用的煤矿避难硐室降温方法主要有电力空调降温、电动蓄冰空调降温、液态二氧化碳降温、相变材料降温及通风降温等五种。其中电力空调降温，主要是对压缩制冷空调通过防爆改造后，用于煤矿避难硐室降温。使用时通过防爆大容量、大功率蓄电池提供动力，或在地面有直达硐室内的钻孔的条件下通过钻孔供电。其优点是温度调控灵活，体积较小；缺点是若使用电池供电，大容量防爆电池的安全性未得到充分论证，蓄电量在反复的充、放电过程中也很难得到保障，采用钻孔供电时需要有极好的钻孔条件，且在外部压缩机所处环境存在瓦斯爆炸危险时，不能供电使用。电动蓄冰空调降温，是利用冰作为冷媒，正常情况下利用煤矿用防爆空调装置，实现对避难硐室内的蓄冰柜输送冷量，通过冷热交换使蓄冰柜内的水转化为冰，在保温处理状态下贮存能量。人员避灾使用时，硐室外空调装置部分停止工作。利用风机使硐室内空气流经蓄冰柜内的风道以强制对流换热的方式将冷量输出，达到室内降温的目的。其优点是安全性高，介质环保，使用时消耗外部动力低；缺点是风机若采用蓄电池供电仍面临防爆电池的安全性与蓄电量问题，平时维护成本高。液态二氧化碳降温，是利用高压液态二氧化碳通过节流减压膨胀汽化过程中发生相变吸热降温。其优点是二氧化碳从液态转变成气态吸热量大，且汽化后的二氧化碳气体流动能给风机提供动力，实现无电力条件下强制对流传热制冷；缺点是二氧化碳用量大，体积大，二氧化碳钢瓶及管道连接处可能存在泄漏，使用前难以保证充气量，使用中大量二氧化碳排放到巷道内，很难快速恢复巷道的通风，影响救灾进度，使用后降温系统恢复难度大，且二氧化碳为温室效应气体。相变材料降温是利用材料在一定温度下物相发生变化吸收外界热量的相变降温和利用化学物质参与吸热化学反应的化学降温，其优点是免维护；缺点是相变材料的使用受硐室平常室温的影响，室温过高时相变材料将失效，不能正常使用，其次相变材料降温利用硐室内空气自然对流换热，换热强度低，冷量得释放速度十分有限。通风降温技术也称压风降温，是在地面或井下安全地点利用接入硐室的压风管或地面钻孔将冷空气压入硐室内实现降温，室内通过单向排气孔维持压力平衡。其优点是硐室内不需要考虑动力源，无降温装置，能给硐室内补充新鲜空气，带出硐室内污染气体；缺点是需要保证压风管道不被灾害破坏或地面钻孔完好，受管道或钻孔温度影响较大，需要的风量大。
[0003]在通风降温技术中，为了在压风管道或地面钻孔被灾害破坏的情况下硐室降温系统仍然能够正常工作，通常的做法是设计地下水接入系统来降温，但是这种方案中需要接入繁杂的接水管线，大大增加了运行成本。目前还没有一种无需接入地下水系统的结构简单、使用维护方便的降温方案。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种在平常备用状态下利用矿井压风作为动力制冷蓄冰，储存冷量、在矿井发生灾害的紧急情况下通过压风或人力驱动的双动力蓄冰空调系统。
[0005]根据本发明，能够实现双动力空气调节装置对硐室内的空气进行降温、除湿、净化，释放冷量的、结构简单、使用维护方便、控制灵敏准确的新型避难硐室用蓄冰空调系统。
[0006]具体的，本发明提供一种蓄冰空调系统，其特征在于，包括双动力空气调节装置，制冷装置，温控装置，以及蓄冰装置，其中，利用矿井压风驱动所述制冷装置，所述制冷装置使所述蓄冰装置温度降低发生相变蓄冰，通过温控装置对蓄冰装置温度进行控制，所述双动力空气调节装置可由矿井压风驱动或人力脚踏驱动，在平常备用状态下利用矿井压风驱动，在矿井发生紧急情况下通过压风或人力驱动，以实现空气调节功能。
[0007]根据本发明提供的上述蓄冰空调系统，其特征在于，所述双动力空气调节装置与所述蓄冰装置连接，通过蓄冰装置中的载冷剂进入双动力空气调节装置内释放冷量，从而实现空气调节功能。
[0008]根据本发明提供的上述蓄冰空调系统，其特征在于，双动力空气调节装置采用矿井压风或人力双动力驱动，灾害发生后若井下压风没有中断，则可使用矿井压风驱动双动力空气调节装置工作，如果灾害发生后井下压风中断，则由避险人员轮流踩踏驱动双动力空气调节装置工作。
[0009]根据本发明提供的上述蓄冰空调系统，其特征在于，通过所述温控装置，当所述蓄冰装置内载冷剂的温度高于设定值时，制冷装置自动启动降低载冷剂的温度，当蓄冰装置内载冷剂的温度低于设定值时，制冷装置自动停机以节约能源。
[0010]根据本发明提供的上述蓄冰空调系统，其特征在于，蓄冰装置的配置数量根据额定避险人数数量决定，多个蓄冰装置之间串联连接。
[0011]根据本发明提供的上述蓄冰空调系统，其特征在于，制冷装置采用全气动系统以实现温控自动启停机组及安全保护功能。
[0012]具体来说，本发明的蓄冰空调系统包括双动力空气调节装置1、用冷侧进液管2、用冷侧回液管3、截止阀4、截止阀5、蓄冰装置(例示为蓄冰球6、载冷剂7、及蓄冰箱8)、温控装置(例示为温控阀9)、截止阀10、制冷侧进液管11、截止阀12、制冷侧回液管13、温控阀气管14、制冷装置15等。
[0013]制冷装置15置于避难硐室过渡室或防爆缓冲区，通过截止阀10、制冷侧进液管
11、截止阀12、制冷侧回液管13与蓄冰箱8连接，运行时打开截止阀10、截止阀12，利用矿井压风驱动制冷装置15工作，载冷剂7经过截止阀10与制冷侧进液管进入制冷装置15内，在制冷装置15内通过蒸汽压缩制冷循环不断将载冷剂7的热量取走，使其温度降低后，低温载冷剂7经过截止阀12、制冷侧回液管13返回蓄冰箱8使蓄冰球6的温度降低发生相变蓄冰。通过温控阀9与温控阀气管14的控制，当蓄冰箱8内载冷剂7的温度高于设定值时，制冷装置15自动启动降低载冷剂7的温度，当蓄冰箱8内载冷剂7的温度低于设定值时，制冷装置15自动停机以节约能源。
[0014]双动力空气调节装置1、蓄冰箱8置于避难硐室生存室内，双动力空气调节装置I可由矿井压风驱动或人力脚踏驱动，并具有有害气体去除功能，通过换热在避难硐室内吹出冷风，实现降温、除湿、空气净化的空气调节功能。蓄冰箱8的配置数量可根据避难硐室额定避险人数的多少而增减，多个蓄冰箱8之间串联连接。双动力空气调节装置I与蓄冰箱8之间通过用冷侧进液管2、用冷侧回液管3、截止阀4、截止阀5连接。当避险人员进入紧急避难硐室紧急避险使硐室内温度上升时，打开截止阀4、截止阀5，载冷剂7通过用冷侧进液管2进入双动力空气调节装置I内释放冷量温度升高后，经用冷侧回液管3回到蓄冰箱8，在蓄冰箱8内载冷剂7与蓄冰球6进行换热。
[0015]技术效果:
[0016]根据本发明，通过制冷装置在平常备用状态下，利用矿井压风作为动力对蓄冰箱内的载冷剂与蓄冰球制冷蓄冰，储存冷量；矿井发生灾害的紧急情况下，避险人员在避难硐室内通过可用压风或人力驱动的双动力空气调节装置对硐室内的空气进行降温、除湿、净化，释放冷量。
[0017]根据本发明，由于采用无源的矿井压风作为动力，制冷装置是本质安全的，且压风做功后温度降低排至制冷装置内，有利于提高压缩蒸汽制冷循环的效率，特别的，制冷装置采用全气动系统实现了温控自动启停机组及安全保护功能。
[0018]根据本发明，双动力空气调节装置采用矿井压风或人力双动力驱动，灾害发生后若井下压风没有中断，则可使用矿井压风驱动双动力空气调节装置工作，保存避险人员的体力、减小其能量消耗，提高其获救的几率；如果灾害发生后井下压风中断，则可由避险人员轮流踩踏驱动双动力空气调节装置工作。双动力空气调节装置具有噪音小，制冷量大，降温迅速的特点。
[0019]根据本发明，本发明所述的蓄冰空调系统有效的解决了现有技术安全隐患大、冷量释放速度慢、成本过高的缺点，是解决避难硐室空气调节问题得理想技术，具有广泛的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明的一个实例结构示意图。
[0021]图中附图标记:1-双动力空气调节装置；2_用冷侧进液管；3_用冷侧回液管；4-截止阀；5_截止阀；6_蓄冰球；7_载冷剂；8_蓄冰箱；9_温控阀；10_截止阀；11制冷侧进液管；12_截止阀；13_制冷侧回液管；14_温控阀气管；15_制冷装置。
【具体实施方式】
[0022]下面参照附图结合实施例对本发明作出详细说明。
[0023]如图1所示，本发明的蓄冰空调系统包括双动力空气调节装置1、用冷侧进液管2、用冷侧回液管3、截止阀4、截止阀5、蓄冰装置(例示为蓄冰球6、载冷剂7、及蓄冰箱8)、温控装置(例示为温控阀9)、截止阀10、制冷侧进液管11、截止阀12、制冷侧回液管13、温控阀气管14、制冷装置15等。
[0024]所述的制冷装置15利用矿井压风进行工作，具有安全保护功能、温控功能。所述的蓄冰箱8内装有蓄冰球6、载冷剂7，蓄冰箱上安装有温控阀9，温控阀9通过温控阀气管14与制冷装置15连接，实现制冷装置15的温度控制。蓄冰箱通过截止阀10、制冷侧进液管
11、截止阀12、制冷侧回液管13与制冷装置15连接，运行时打开截止阀10、截止阀12，利用矿井压风驱动制冷装置15工作，载冷剂7经过截止阀10与制冷侧进液管进入制冷装置15内，在制冷装置15内通过蒸汽压缩制冷循环不断将载冷剂7的热量取走，使其温度降低后，低温载冷剂7经过截止阀12、制冷侧回液管13返回蓄冰箱8使蓄冰球6的温度降低发生相变蓄冰。所述的双动力空气调节装置I可由矿井压风驱动或人力脚踏驱动，并具有有害气体去除功能，通过换热在避难硐室内吹出冷风，实现降温、除湿、空气净化的空气调节功能。双动力空气调节装置I通过用冷侧进液管2、用冷侧回液管3、截止阀4、截止阀5与蓄冰箱8连接，运行时打开截止阀4、截止阀5，载冷剂7通过用冷侧进液管2进入双动力空气调节装置I内释放冷量温度升高后，经用冷侧回液管3回到蓄冰箱8，在蓄冰箱8内载冷剂7与蓄冰球6进行换热。
[0025]以上根据实施例对本发明作出了详细描述，然而，所述描述是例示性的，本发明不仅仅限于实施例中，本领域技术人员完全能够根据本发明教导而对其作出各种形式的替换或者变更，在不脱离本发明宗旨和精神的前提下，凡是对本发明作出的各种变更及修饰均视为本发明所涵盖的内容，均落入所附权利要求的范围之内。
【权利要求】
1.一种蓄冰空调系统，其特征在于，包括双动力空气调节装置，制冷装置，温控装置，以及蓄冰装置，其中，利用矿井压风驱动所述制冷装置，所述制冷装置使所述蓄冰装置温度降低发生相变蓄冰，通过温控装置对蓄冰装置温度进行控制，所述双动力空气调节装置可由矿井压风驱动或人力脚踏驱动，在平常备用状态下利用矿井压风驱动，在矿井发生紧急情况下通过压风或人力驱动，以实现空气调节功能。
2.如权利要求1所述蓄冰空调系统，其特征在于，所述双动力空气调节装置与所述蓄冰系统连接，通过蓄冰系统中的载冷剂进入双动力空气调节装置内释放冷量，从而实现空气调节功能。
3.如权利要求1所述蓄冰空调系统，其特征在于，双动力空气调节装置采用矿井压风或人力双动力驱动，灾害发生后若井下压风没有中断，则可使用矿井压风驱动双动力空气调节装置工作，如果灾害发生后井下压风中断，则由避险人员轮流踩踏驱动双动力空气调节装置工作。
4.如权利要求1所述蓄冰空调系统，其特征在于，通过所述温控装置，当所述蓄冰装置内载冷剂的温度高于设定值时，制冷装置自动启动降低载冷剂的温度，当蓄冰装置内载冷剂的温度低于设定值时，制冷装置自动停机以节约能源。
5.如权利要求1所述蓄冰空调系统，其特征在于，蓄冰装置的配置数量根据额定避险人数数量决定，多个蓄冰装置之间串联连接。
6.如权利要求1所述蓄冰空调系统，其特征在于，制冷装置采用全气动系统以实现温控自动启停机组及安全保护功能。
【文档编号】E21F11/00GK104033179SQ201410255156
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】邱天德, 王子雷, 龚建宇, 贺超, 刘杰, 张亚坤, 何勇俊, 郭敏江, 刘志生, 王磊, 王延廷, 刘传培, 王剑, 李孔刚, 郭永强 申请人:北京中煤矿山工程有限公司