專利名稱：一種礦用的可移動式救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于安全設(shè)備及空調(diào)制冷領(lǐng)域，涉及ー種礦用的可移動式救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，為礦井下發(fā)生事故而無法及時撤離的礦エ在救生艙中生存時，對艙內(nèi)溫度和濕度進行調(diào)節(jié)，使艙內(nèi)環(huán)境滿足人類基本生存要求，保證礦エ生存舒適度。
技術(shù)背景礦用救生艙為了最大限度的延長被困人員的生存時間,要求對礦井內(nèi)的惡劣環(huán)境如爆炸、沖擊、火災等具有相當?shù)姆雷o能力，因此，救生艙的外殼必然有一定的隔熱性能。而在救生艙內(nèi)部，被困人員自身會產(chǎn)生大量的熱輻射。美國《肯塔基州礦井安全建議》中提到，在救生艙空間中，正常成年人每天能夠釋放10133. 76kJ的熱量。同吋，由于處理C02等有害氣體的化學反應多數(shù)也要釋放熱量，如此多的熱量聚集在救生艙中無法排出會導致溫度升高以及ー些嚴重的后果。因此，如何解決隔熱的密閉空間中的熱量累積問題是救生艙研究中非常困難的ー個部分。為了控制救生艙內(nèi)溫度不至于過高，必須使用空調(diào)來控制溫度?？照{(diào)主機可置于救生艙內(nèi)部，而壓縮機必須外置，這就不可避免地帯來了空調(diào)壓縮機的防爆問題。此外，在20多立方米的空間中要保持讓人舒適的溫度，需要有足夠的電カ運行空調(diào)，而礦難時外部電カ往往中斷，只能靠電池維持。所以，救生艙維持生存時間的長短很大程度上要決定于空調(diào)和備用電池的功率之間的相互協(xié)調(diào)。在災變狀態(tài)下即時制冷，需要儲備大量的電能，會導致艙內(nèi)蓄電池體積過大,帶來維護、成本、安全各方面的問題。同時若艙外界溫度過高,可能超過空調(diào)的氣候環(huán)境最高溫度，導致空調(diào)設(shè)備無法正常工作，難以實現(xiàn)制冷效果。已有的蓄能式空調(diào)是在正常制冷主機與供冷負荷之間加上蓄冷裝置，制冷主機在電網(wǎng)負荷谷期(不需供冷或供冷很少)制冷，將冷量蓄存與蓄冷裝置中，在電網(wǎng)負荷峰期(也是供冷峰期)供冷，已達到轉(zhuǎn)移用電負荷的目的。但目前已有的蓄能式空調(diào)均無做防爆處理，不能滿足煤礦礦用電氣設(shè)備防爆要求，無法直接在礦井下使用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種能夠滿足礦用電氣設(shè)備防爆要求、能夠直接在礦井下使用的可移動式應急救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。一種礦用可移動式應急救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括艙外防爆制冷機組和艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置艙外防爆制冷機組包括翅片換熱器、冷凝風機、制冷壓縮機、膨脹閥以及制冷系統(tǒng)的附件氣液分離器、控制盒、干燥器、集液器；除控制盒外，各部件之間通過管路連接，各部件連接順序為氣液分離器一制冷壓縮機一翅片換熱器一集液器一干燥器一膨脹閥，控制盒位于艙外防爆制冷機組下部，通過導線分別與冷凝風機、制冷壓縮機及外接電源相連；艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置包括防爆風機、內(nèi)置盤管、以及體積相匹配的上蓄冰箱和下蓄水池；所述內(nèi)置盤管的出口與所述氣液分離器的進ロ相連，所述內(nèi)置盤管的進ロ與所述膨脹閥的出口相連。[0006]在正常エ況下，液態(tài)制冷劑在艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置箱體的內(nèi)置盤管內(nèi)沸騰汽化，吸收艙內(nèi)釋放的熱量，為防止液態(tài)制冷劑進入制冷壓縮機中引起液擊，從艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置弓I出的氣態(tài)制冷劑先經(jīng)過氣液分離器后再進入制冷壓縮機。制冷壓縮機吸入來自蒸發(fā)器的低溫低壓的氣體制冷劑，壓縮后成為高溫高壓的過熱蒸汽，排入翅片換熱器中，氣態(tài)制冷劑向周圍的空氣散熱成為高壓過冷液體，高壓過冷液體經(jīng)干燥器流入膨脹閥節(jié)流降壓，成為低溫低壓液體狀態(tài)，再次進入艙內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)置盤管中汽化，吸收盤管周圍液體的熱量，至此完成ー個循環(huán)。壓縮機冷循環(huán)周而復始的運行，保證了制冷過程的連續(xù)性。進ー步地，上蓄冰箱箱體由有機玻璃外殼和保溫夾層組成，上蓄冰箱的一端面設(shè)置有保鮮箱，側(cè)面設(shè)置有門并配有門把手，上蓄冰箱中堆積有層疊的冰塊，每層冰塊中央設(shè)有蜂窩狀孔眼，堆積時各層冰塊的所述孔眼正對從而形成蜂窩形風道，下蓄水池中央正對著蜂窩形風道。上蓄冰箱體用于蓄冰，冰的體積由艙內(nèi)實際情況(包括人員和設(shè)備散熱及生存時間等)決定，冰由ー層層立方體冰塊堆積而成，每層立方體冰塊中央制作成蜂窩狀，并且 堆積時各層冰塊孔眼需對好作為風道使用，蜂窩的孔徑及分布由所需風量而定，所有冰均從地面制好后通過保溫措施運送到井下。下蓄水池中央正對著蓄冰箱蜂窩形通道，蓄水池體積跟蓄冰箱體積相匹配。進ー步地，所述內(nèi)置盤管由紫銅管制成，分明暗兩種結(jié)構(gòu)布置在上蓄冰箱和下蓄水池內(nèi)部。進ー步地，防爆風機設(shè)置在下蓄水池的底部。進ー步地，所述保溫夾層由聚氨酯發(fā)泡材料制成。當艙外情況異常發(fā)生災變，需要艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置供冷吋，防爆風機開啟，加速艙內(nèi)空氣的循環(huán)流動，在蜂窩通道中空氣與冰體表面充分接觸后形成低溫空氣向艙內(nèi)吹送冷風，同吋，在空氣從冰體掠過時，其中的水分與冰體表面接觸，冰體將濕空氣冷卻到露點溫度以下，超過飽和含濕量的水蒸氣以冷凝水的方式脫除，凝露的水直接引入下蓄冰池內(nèi)，達到降低艙內(nèi)濕度的作用。艙內(nèi)空氣在防爆風機引導下流經(jīng)蜂窩通道，由于沿程空氣溫度較高，于是冰發(fā)生相變，逐漸融化成水，空氣的溫度隨之降低，冰塊融化由蜂窩中央向周圍擴展，融化水流進蓄水池，供艙內(nèi)生存人員飲用及生活用水。下蓄水池箱體為有機玻璃，并安裝有水龍頭，以便取水。本實用新型中的空調(diào)冷卻系統(tǒng)直接從蓄冰箱中取冷，蓄冰箱中的冰體與空氣直接接觸，省去了二次換熱環(huán)節(jié)，減少了調(diào)節(jié)部件，從而大大降低了系統(tǒng)成本和運行費用，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。根據(jù)本實用新型的用于煤礦用可移動式應急救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其主要作用是在礦井下發(fā)生事故吋，利用最小的電量對救生艙內(nèi)部的溫濕度進行調(diào)解，同時也為食物保鮮。在災變狀態(tài)下外部供電中斷時，空氣調(diào)節(jié)裝置利用較少的能源既可在艙內(nèi)獨立工作，不受艙內(nèi)電カ儲備以及外部環(huán)境溫度的影響，為救生艙提供必要的冷量，同時通過冷凝作用降低艙內(nèi)濕度?？梢钥刂凭壬搩?nèi)部的溫度和濕度在人類生理需要的范圍內(nèi)，防止由于溫度和濕度過高影響艙內(nèi)人員的生存安全及舒適度。本實用新型中的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)與普通空調(diào)相比在于，在災變狀態(tài)下外部供電中斷吋，該系統(tǒng)利用較少的能源既可在艙內(nèi)獨立工作，為救生艙提供必要的冷量，同時降低艙內(nèi)濕度。進ー步地，防爆風機由救生艙蓄電池和外部電源兩種方式分別供電，通過艙內(nèi)空氣浄化裝置的風機控制面板控制防爆風機的啟動及轉(zhuǎn)速以調(diào)整工作效率和能耗。本實用新型中的空調(diào)冷卻系統(tǒng)直接從蓄冰箱中取冷，蓄冰箱中的冰體與空氣直接接觸，省去了二次換熱環(huán)節(jié)，減少了調(diào)節(jié)部件，從而大大降低了系統(tǒng)成本和運行費用，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。進ー步地，艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置的出風ロ與空氣浄化裝置進風ロ相連接，與救生艙空氣凈化系統(tǒng)兼容，二者共用空氣循環(huán)回路，艙內(nèi)空氣先經(jīng)過所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)制冷除濕后從空氣浄化裝置進風ロ進入凈化器，再經(jīng)藥劑層處理，通過空氣浄化裝置防爆風機出風ロ完成艙內(nèi)循環(huán)過程。

圖I為本實用新型調(diào)節(jié)系統(tǒng)艙外制冷機組布局圖；圖2為本實用新型調(diào)節(jié)系統(tǒng)艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置主視圖；圖3為本實用新型調(diào)節(jié)系統(tǒng)艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置俯視圖；圖4為本實用新型調(diào)節(jié)系統(tǒng)艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置側(cè)視圖。圖中翅片換熱器I、冷凝風機2、氣液分離器3、制冷壓縮機4、控制盒5、膨脹閥6、干燥器7、集液器8、上蓄冰箱9、下蓄水池10、防爆風機11、不銹鋼外殼12、有機玻璃外殼13、發(fā)泡聚胺脂保溫材料14、保鮮箱15、蜂窩形冰塊通道16、內(nèi)置盤管17、門把手18。
具體實施方式
下面將參照附圖詳細描述根據(jù)本實用新型的示例性實施例的用于煤礦的可移動式應急救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如圖I所示，本實用新型包括由翅片換熱器I、冷凝風機2、制冷壓縮機4、膨脹閥6等，以及制冷系統(tǒng)的附件氣液分離器3、控制盒5、干燥器7、集液器8組成的艙外防爆制冷機組。機組布局如圖I所示，除控制盒5外，各部件之間通過管路連接，各部件連接順序為氣液分離器3 —制冷壓縮機4 —翅片換熱器I —集液器8 —干燥器7 —膨脹閥6?？刂坪?位于艙外防爆制冷機組下部，通過導線分別與冷凝風機2、制冷壓縮機4及外接電源相連。液態(tài)制冷劑在艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置箱體的內(nèi)置盤管17內(nèi)沸騰汽化，吸收艙內(nèi)釋放的熱量，為防止液態(tài)制冷劑進入制冷壓縮機4中引起液擊，從艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置引出的氣態(tài)制冷劑先經(jīng)過氣液分離器3后再進入制冷壓縮機4。制冷壓縮機4吸入來自蒸發(fā)器內(nèi)置盤管17的低溫低壓的氣體制冷劑，壓縮后成為高溫高壓的過熱蒸汽，排入翅片換熱器I中，氣態(tài)制冷劑向周圍的空氣散熱成為高壓過冷液體，高壓過冷液體經(jīng)干燥器7流入膨脹閥6節(jié)流降壓，成為低溫低壓液體狀態(tài)，再次進入艙內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)置盤管17中汽化，吸收盤管17周圍液體的熱量，至此完成ー個循環(huán)。壓縮機4冷循環(huán)周而復始的運行，保證了制冷過程的連續(xù)性。如圖2、圖3、圖4所示，艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置由上蓄冰箱9、下蓄水池10、防爆風機
11、不銹鋼外殼12、有機玻璃外殼13、發(fā)泡聚胺脂保溫材料14、保鮮箱15、蜂窩形冰塊通道16、內(nèi)置盤管17、門把手18等組成。[0028]實施例I :如圖I所示，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的艙外制冷機組，在普通空調(diào)室外機基礎(chǔ)上，按照防爆電氣設(shè)備的有關(guān)要求，針對機組的壓縮機、風機、高低壓控制器、電磁閥、控制儀表、電控箱等所有的有源部件進行特殊防爆處理，使其能在I類，Tl T4組可燃性氣體、蒸汽與空氣混合形成的爆炸危險場所，以及出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的爆炸性混合物的環(huán)境中安全運行。如圖I所示，液態(tài)制冷劑在艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié) 裝置箱體的內(nèi)置盤管17內(nèi)沸騰汽化，吸收艙內(nèi)釋放的熱量，為防止液態(tài)制冷劑進入壓縮機中引起液擊，從艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置引出的氣態(tài)制冷劑先經(jīng)過氣液分離器3后再進入制冷壓縮機4。制冷壓縮機4吸入來自蒸發(fā)器內(nèi)置盤管17的低溫低壓的氣體制冷劑，經(jīng)壓縮后使其成為高溫高壓的過熱蒸氣，排入翅片散熱器I中，向周圍的空氣散熱成為高壓過冷液體，高壓過冷液體經(jīng)干燥過濾器7流經(jīng)膨脹閥6節(jié)流降壓，成為低溫低壓液體狀態(tài)，再次進入艙內(nèi)的空氣調(diào)節(jié)裝置的內(nèi)置盤管17中汽化，吸收盤管17周圍水體的熱量，至此，完成ー個循環(huán)。壓縮機4冷循環(huán)周而復始的運行，保證了制冷過程的連續(xù)性。如圖2、圖3、圖4所示，艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置箱體由上蓄冰箱9、下蓄水池10兩部分組成，上蓄冰箱9的一端面，設(shè)置有保鮮箱15，用于貯存營養(yǎng)液和食品，側(cè)面設(shè)置有門并配有門把手18，以便于堆放冰塊及從保鮮箱取物。由紫銅管制成的內(nèi)置盤管17分明暗兩種結(jié)構(gòu)布置在上下箱體內(nèi)部，防爆風機11在下蓄水池的底部。當艙外情況異常發(fā)生災變，需要艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置供冷時，防爆風機11開啟，カロ速艙內(nèi)空氣的循環(huán)流動，在蜂窩通道中空氣與冰體表面充分接觸后形成低溫空氣向艙內(nèi)吹送冷風，同時，在空氣從冰體掠過時，其中的水分與冰體表面接觸，冰體將濕空氣冷卻到露點溫度以下，超過飽和含濕量的水蒸氣以冷凝水的方式脫除，凝露的水直接引入下蓄水池10，達到降低艙內(nèi)濕度的作用。艙內(nèi)空氣在防爆風機引導下流經(jīng)蜂窩通道，由于沿程空氣溫度較高，于是冰發(fā)生相變，逐漸融化成水，空氣的溫度隨之降低，冰塊融化由蜂窩中央向周圍擴展，融化水流進蓄水池，供艙內(nèi)生存人員飲用及生活用水。下蓄水池10箱體為不銹鋼，并安裝有水龍頭，以便取水?？諝庹{(diào)節(jié)裝置在艙內(nèi)與空氣凈化系統(tǒng)安裝位置相鄰，可與救生艙空氣凈化系統(tǒng)同時運行，達到節(jié)省艙內(nèi)動カ的目的。此時關(guān)閉防爆風機11，將出風ロ與空氣浄化裝置進風ロ相連接，艙內(nèi)空氣先經(jīng)過空調(diào)系統(tǒng)制冷除濕后從空氣浄化裝置進風ロ進入浄化器，再經(jīng)藥劑層處理，通過空氣浄化裝置防爆風機出風ロ完成艙內(nèi)循環(huán)過程。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種礦用可移動式應急救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括艙外防爆制冷機組和艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置 艙外防爆制冷機組包括翅片換熱器(I)、冷凝風機(2)、制冷壓縮機(4)、膨脹閥(6)以及氣液分離器(3)、控制盒(5)、干燥器(7)、集液器(8);除控制盒(5)タト，各部件之間通過管路連接，各部件連接順序為氣液分離器(3)—制冷壓縮機(4)—翅片換熱器(I)—集液器(8)—干燥器(7)—膨脹閥(6)，控制盒(5)位于艙外防爆制冷機組下部，通過導線分別與冷凝風機(2)、制冷壓縮機(4)及外接電源相連； 艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置包括防爆風機(11)、內(nèi)置盤管(17)、以及體積相匹配的上蓄冰箱(9)和下蓄水池(10)； 所述內(nèi)置盤管(17)的出口與所述氣液分離器(3)的進ロ相連，所述內(nèi)置盤管(17)的進ロ與所述膨脹閥(6 )的出口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，上蓄冰箱(9)箱體由有機玻璃外殼(13)和保溫夾層(14)組成，上蓄冰箱(9)的一端面設(shè)置有保鮮箱(15)，側(cè)面設(shè)置有門并配有門把手(18)，上蓄冰箱(9)中堆積有層疊的冰塊，每層冰塊中央設(shè)有蜂窩狀孔眼，堆積時各層冰塊的所述孔眼正對從而形成蜂窩形風道(16)，下蓄水池(10)中央正對著蜂窩形風道(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi)置盤管(17)由紫銅管制成，分明暗兩種結(jié)構(gòu)布置在上蓄冰箱(9)和下蓄水池(10)內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在干，防爆風機(11)設(shè)置在下蓄水池(10)的底部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述保溫夾層(14)由聚氨酯發(fā)泡材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置的出風ロ與空氣浄化裝置進風ロ相連接，二者共用空氣循環(huán)回路，艙內(nèi)空氣先經(jīng)過所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)制冷除濕后從空氣浄化裝置進風ロ進入凈化器，再經(jīng)藥劑層處理，通過空氣浄化裝置防爆風機出風ロ完成艙內(nèi)循環(huán)過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，防爆風機(11)由救生艙蓄電池和外部電源兩種方式供電，通過艙內(nèi)空氣浄化裝置的風機控制面板控制防爆風機(11)的啟動及轉(zhuǎn)速。
專利摘要本實用新型涉及一種礦用可移動式應急救生艙的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括艙外防爆制冷機組和艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置艙外防爆制冷機組包括翅片換熱器(1)、冷凝風機(2)、制冷壓縮機(4)、膨脹閥(6)以及氣液分離器(3)、控制盒(5)、干燥器(7)、集液器(8)；各部件之間通過管路連接，控制盒(5)位于艙外防爆制冷機組下部，通過導線分別與冷凝風機(2)、制冷壓縮機(4)及外接電源相連；艙內(nèi)空氣調(diào)節(jié)裝置包括防爆風機(11)、內(nèi)置盤管(17)、以及體積相匹配的上蓄冰箱(9)和下蓄水池(10)；內(nèi)置盤管(17)的出口與氣液分離器(3)的進口相連，進口與所述膨脹閥(6)的出口相連。
文檔編號F25D3/02GK202483620SQ201220053618
公開日2012年10月10日 申請日期2012年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月19日
發(fā)明者桂小紅, 梁世強 申請人:中國科學院工程熱物理研究所