一種礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，包括制冷機、蓄冰槽、末端裝置、控制模塊，所述蓄冰槽位于第一支路，所述末端裝置位于第二支路，所述制冷機可分別與所述第一支路和所述第二支路連接，所述控制模塊接收工作指示信號，所述控制模塊設(shè)置為：所述工作信號表示礦井正常工作時，所述控制模塊控制所述制冷機與所述第一支路連通，若所述蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所述制冷機為所述蓄冰槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄冷槽的最大蓄冷量范圍內(nèi)，若所述蓄冷槽達到最大蓄冷量，所述制冷機不為所述蓄冰槽蓄冷。該礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)供冷時間長，滿足多種礦井工作條件，大大提高了礦用救生艙空調(diào)系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定性，滿足礦井實際工作的需求，保證了避險人員在礦井救生艙內(nèi)的舒適度需求，從而具有重大的工程意義。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種空調(diào)設(shè)備，尤其涉及一種礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。 一種礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 我國是產(chǎn)煤大國，目前煤炭在我國的一次能源消費中約占70%左右。在今后相當(dāng) 長的一段時間內(nèi)，煤炭仍將作為非常重要的戰(zhàn)略資源，在我國經(jīng)濟和社會發(fā)展中占有極其 重要的地位。目前2. 6萬多處煤礦中，50%左右是高瓦斯礦井，60%?70%是在復(fù)雜和極 復(fù)雜的構(gòu)造條件下進行開采。隨著開采的深度的增加和擴展，瓦斯、水還有火災(zāi)、礦壓等， 對于煤礦安全的威脅日趨嚴(yán)重。從生產(chǎn)開采條件來看，全國50%的小型煤礦采用落后的開 采方式。我國煤礦整體技術(shù)狀況比較落后，國有煤礦機械化程度雖已達60 %?70 %，但大 量的鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦機械化程度很低，裝備水平落后。煤礦從業(yè)人員的整體文化素質(zhì)相對較低，在 煤礦生產(chǎn)過程中違章、違規(guī)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。我國煤礦死亡人數(shù)總量是世界上其他產(chǎn)煤國家 死亡總數(shù)的3倍，煤礦安全生產(chǎn)形勢非常嚴(yán)峻。
[0003] 2010年7月，國務(wù)院下發(fā)通知要求，煤礦和非煤礦山要在3年之內(nèi)完成"六大系 統(tǒng)"安裝，具體包括監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、井下人員定位系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)等，救生艙的生產(chǎn)是其 中緊急避險系統(tǒng)中的重要技術(shù)設(shè)備，而國家對救生艙內(nèi)的生命保障系統(tǒng)，即溫度調(diào)節(jié)、空氣 凈化系統(tǒng)又有相關(guān)的規(guī)定。研究生產(chǎn)救生艙內(nèi)制冷空調(diào)系統(tǒng)，以提供維持生命的可持續(xù)環(huán) 境應(yīng)運而生。
[0004] 目前國內(nèi)約有12萬家礦山企業(yè)，根據(jù)國家規(guī)定今后每個礦井里的每段作業(yè)面都 要配備救生艙，一般一家礦井有數(shù)段乃至數(shù)十段作業(yè)面，據(jù)估算救生艙的總需求量約有20 萬臺，目前國內(nèi)專門生產(chǎn)與各類別可移動式救生艙和避難硐室相配套的空調(diào)系統(tǒng)的公司并 不是很多，主要依靠進口，價格昂貴。關(guān)于救生艙空調(diào)系統(tǒng)正處于研發(fā)階段，技術(shù)和產(chǎn)品都 相對不成熟，在相關(guān)領(lǐng)域還有很多空白需要我們?nèi)ヌ钛a。尤其是現(xiàn)階段，救生艙空調(diào)系統(tǒng)不 具備容錯能力，僅能適應(yīng)有限的工作條件。
[0005] 因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。 實用新型內(nèi)容
[0006] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種滿足多 種工作條件、適用多個情況、制冷機與蓄冰槽并聯(lián)供冷的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于， 包括制冷機、蓄冰槽、末端裝置、控制模塊，所述蓄冰槽位于第一支路，所述末端裝置位于第 二支路，所述制冷機可分別與所述第一支路和所述第二支路連接，所述控制模塊接收工作 指示信號，所述控制模塊設(shè)置為：所述工作信號表示礦井正常工作時，所述控制模塊控制所 述制冷機與所述第一支路連通，若所述蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所述制冷機為所述蓄冰 槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄冷槽的最大蓄冷量范圍內(nèi)，若所述蓄冷槽達到最大蓄冷量，所述 制冷機不為所述蓄冰槽蓄冷；
[0008] 所述工作信號表示礦井發(fā)生礦難且制冷機電源正常工作時，若所述蓄冷槽達到最 大蓄冷量，所述控制模塊控制所述制冷機與所述第二支路連通并為所述末端裝置供冷，若 所述蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所述控制模塊控制所述制冷機同時連通所述第一支路與所 述第二支路，所述制冷機與所述第一支路連通為所述蓄冰槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄冷槽 的最大蓄冷量范圍內(nèi)，所屬制冷機與所述第二支路連通并為所述末端裝置供冷；
[0009] 所述工作信號表示礦井發(fā)生礦難且制冷機電源非正常工作時，所述控制模塊控制 所述第一支路與所述第二支路連通組成閉合環(huán)路，即所述蓄冰槽為所述末端裝置供冷。
[0010] 進一步地，所述最大蓄冷量大于95%。
[0011] 進一步地，所述制冷機為冷水機。
[0012] 進一步地，所述末端裝置包括礦用救生艙。
[0013] 進一步地，所述蓄冷槽為高溫相變材料制成。
[0014] 進一步地，所述礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)還包括第一電磁閥、第二電磁閥，所述第 一電磁閥與所述蓄冰槽連接組成第一支路，所述第二電磁閥與所述末端裝置連接組成第二 支路。
[0015] 進一步地，所述第一電磁閥打開，所述第一支路為可連通的；所述第一電磁閥關(guān) 閉，所述第一支路為不可連通的。
[0016] 進一步地，所述第二電磁閥打開，所述第二支路為可連通的；所述第二電磁閥關(guān) 閉，所述第二支路為不可連通的。
[0017] 進一步地，所述第一電磁閥與所述第二電磁閥為均打開、均關(guān)閉或一者打開、一者 關(guān)閉。
[0018] 采用制冷機組與蓄冰槽并聯(lián)制冷、制冷機組優(yōu)先式運行的策略，制冷機組首先直 接供冷，蓄冰槽最大限度的蓄冷，當(dāng)斷電時可由蓄冰槽釋冷供冷。
[0019] 本實用新型在蓄冰槽內(nèi)采用高溫相變材料蓄冷，相變儲熱是利用相變材料在其相 變變化過程從環(huán)境吸收熱（冷）量或向環(huán)境釋放冷（熱）量，從而達到能量的儲存或釋放 的目的，高溫相變材料系統(tǒng)具有較高的相變溫度，能與空調(diào)工況蒸發(fā)溫度相匹配，可直接利 用制冷機組及空調(diào)系統(tǒng)，同時蓄冷設(shè)備冷損失小、制冷機C0P值大，滿足救生艙空調(diào)系統(tǒng)對 蓄冷材料的要求。
[0020] 高溫相變材料具有較高的相變溫度，能與空調(diào)工況蒸發(fā)溫度相匹配，可直接利用 制冷機組及空調(diào)系統(tǒng)，同時蓄冷設(shè)備冷損失小、制冷機C0P值大，滿足救生艙空調(diào)系統(tǒng)對蓄 冷材料的要求。同時我們所選用的高溫相變材料汽化潛熱227KJ/kg，在蓄冷時間相同的情 況下，高溫相變材料比起其它材料具有更大的蓄冷量，在救生艙空調(diào)系統(tǒng)中，高溫相變材料 可充分利用主機供冷時來儲存更多的冷量。
[0021] 利用高溫相變材料蓄冷具體優(yōu)勢有：
[0022] 蓄冷能效大幅度提高：與冰蓄冷相比，由于制冷機的蒸發(fā)溫度提高，夜間蓄冷時的 機組能效提高30%以上，節(jié)能效果十分顯著；
[0023] 占地面積大幅度減?。号c水蓄冷相比，相變蓄冷利用的是潛熱量，單位體積中的蓄 冷量是水的5-7倍，由此使得蓄冷槽的體積縮小到水蓄冷的15-20%，使蓄冷技術(shù)在小面積 的密閉空間內(nèi)廣泛應(yīng)用成為可能；
[0024] 無需大量不凍液：現(xiàn)有的冰蓄冷技術(shù)中，無論是冰球還是盤管技術(shù)，均需采用大量 的不凍液，不但大幅度增加了蓄冷系統(tǒng)的成本，而且對環(huán)境造成污染。相變蓄冷的相變溫度 為5-8°C，可以直接用冷凍水進行凍結(jié)，由此完全避免了使用不凍液，使得載冷劑的成本大 幅度下降；
[0025] 國內(nèi)樓宇80%使用的是離心機組，最大缺點在于制冷溫度無法降低到0°C以下 (除非特殊定制）。而相變蓄冷的蓄冷溫度正好適合離心機組。因此，相變蓄冷將填補80% 的機組無法蓄冷的空白，大大推進蓄冷技術(shù)的推廣應(yīng)用。
[0026] 蓄冰槽內(nèi)采用高溫相變材料正十四烷蓄冷，其汽化潛熱較大使夜間蓄冷時的機組 能效提高30%以上，同時附帶有一體式空氣處理凈化設(shè)備，保證在密閉空間內(nèi)的空氣質(zhì)量。 采用新型的空氣再生與凈化材料，性能穩(wěn)定，安全可靠，可以實現(xiàn)超過120小時的避險，與 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)配合使用，在額定防護時間內(nèi)保證艙內(nèi)空氣及有毒有害氣體濃度滿足人體生 存要求。
[0027] 本實用新型提供的礦用救生蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，采用制冷機組與蓄冰槽并聯(lián)制冷、制 冷機組優(yōu)先式運行的策略，制冷機組首先直接供冷，蓄冰槽最大限度的蓄冷，當(dāng)斷電時可由 蓄冰槽釋冷供冷，滿足多種礦井工作條件，大大提高了礦用救生蓄冷空調(diào)的適用能力，滿足 礦井實際工作的需求，保證了礦井救生艙的生存條件，從而具有重大的工程意義。
[0028] 以下將結(jié)合附圖對本實用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說 明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本實用新型的較佳實施例的系統(tǒng)示意圖。
[0030] 其中，1表示控制模塊，2表示制冷機，3表示第一電磁閥，4表示第二電磁閥，5表示 蓄冰槽，6表示末端裝置。

【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作詳細(xì)說明：本實施例在以本實用新型技術(shù) 方案前提下進行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范 圍不限于下述的實施例。
[0032] 本實用新型提供了一種礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，包括制冷機、蓄冰槽、末端裝 置、控制模塊，所述蓄冰槽位于第一支路，所述末端裝置位于第二支路，所述制冷機可分別 與所述第一支路和所述第二支路連接，所述控制模塊接收工作指示信號，所述控制模塊設(shè) 置為：所述工作信號表示礦井正常工作時，所述控制模塊控制所述制冷機與所述第一支路 連通，若所述蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所述制冷機為所述蓄冰槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄 冷槽的最大蓄冷量范圍內(nèi)，若所述蓄冷槽達到最大蓄冷量，所述制冷機不為所述蓄冰槽蓄 冷；
[0033] 所述工作信號表示礦井發(fā)生礦難且制冷機電源正常工作時，若所述蓄冷槽達到最 大蓄冷量，所述控制模塊控制所述制冷機與所述第二支路連通并為所述末端裝置供冷，若 所述蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所述控制模塊控制所述制冷機同時連通所述第一支路與所 述第二支路，所述制冷機與所述第一支路連通為所述蓄冰槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄冷槽 的最大蓄冷量范圍內(nèi)，所屬制冷機與所述第二支路連通并為所述末端裝置供冷；
[0034] 所述工作信號表示礦井發(fā)生礦難且制冷機電源非正常工作時，所述控制模塊控制 所述第一支路與所述第二支路連通，即所述蓄冰槽為所述末端裝置供冷。
[0035] 本實施中，所述礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)還包括第一電磁閥、第二電磁閥，所述第 一電磁閥與所述蓄冰槽連接組成第一支路，所述第二電磁閥與所述末端裝置連接組成第二 支路。所述第一電磁閥打開，所述第一支路為可連通的；所述第一電磁閥關(guān)閉，所述第一支 路為不可連通的。所述第二電磁閥打開，所述第二支路為可連通的；所述第二電磁閥關(guān)閉， 所述第二支路為不可連通的。所述第一電磁閥與所述第二電磁閥為均打開、均關(guān)閉或一者 打開、一者關(guān)閉。
[0036] 所述工作信號表示礦井正常工作時，所述控制模塊控制所述第一電磁閥打開、所 述第二電磁閥關(guān)閉，所述制冷機與所述第一支路連通，若所述蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所 述制冷機為所述蓄冰槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄冷槽的最大蓄冷量范圍內(nèi)，若所述蓄冷槽 達到最大蓄冷量，所述制冷機不為所述蓄冰槽蓄冷。
[0037] 所述工作信號表示礦井發(fā)生礦難且制冷機電源正常工作時，若所述蓄冷槽達到最 大蓄冷量，所述控制模塊控制所述第一電磁閥關(guān)閉、所述第二電磁閥打開，所述制冷機與所 述第二支路連通并為所述末端裝置供冷，若所述蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所述控制模塊 控制所述第一電磁閥打開、第二電磁閥打開，所述制冷機同時連通所述第一支路與所述第 二支路，所述制冷機與所述第一支路連通為所述蓄冰槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄冷槽的最 大蓄冷量范圍內(nèi)，所屬制冷機與所述第二支路連通并為所述末端裝置供冷。
[0038] 所述工作信號表示礦井發(fā)生礦難且制冷機電源非正常工作時，所述控制模塊控制 所述第一電磁閥打開、第二電磁閥打開，所述控制模塊控制所述第一支路與所述第二支路 連通，組成閉合環(huán)路，即所述蓄冰槽為所述末端裝置供冷。
[0039] 本實用新型在蓄冰槽內(nèi)采用高溫相變材料蓄冷，相變儲熱是利用相變材料在其相 變變化過程從環(huán)境吸收熱（冷）量或向環(huán)境釋放冷（熱）量，從而達到能量的儲存或釋放 的目的，高溫相變材料系統(tǒng)具有較高的相變溫度，能與空調(diào)工況蒸發(fā)溫度相匹配，可直接利 用制冷機組及空調(diào)系統(tǒng)，同時蓄冷設(shè)備冷損失小、制冷機C0P值大，滿足救生艙空調(diào)系統(tǒng)對 蓄冷材料的要求。
[0040] 以上詳細(xì)描述了本實用新型的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無 需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中 技術(shù)人員依本實用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可 以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，包括制冷機、蓄冰槽、末端裝置、控制模 塊，所述蓄冰槽位于第一支路，所述末端裝置位于第二支路，所述制冷機可分別與所述第一 支路和所述第二支路連接，所述控制模塊接收工作指示信號，所述控制模塊設(shè)置為：所述工 作信號表示礦井正常工作時，所述控制模塊控制所述制冷機與所述第一支路連通，若所述 蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所述制冷機為所述蓄冰槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄冷槽的最大 蓄冷量范圍內(nèi)，若所述蓄冷槽達到最大蓄冷量，所述制冷機不為所述蓄冰槽蓄冷； 所述工作信號表示礦井發(fā)生礦難且制冷機電源正常工作時，若所述蓄冷槽達到最大蓄 冷量，所述控制模塊控制所述制冷機與所述第二支路連通并為所述末端裝置供冷，若所述 蓄冷槽未達到最大蓄冷量，所述控制模塊控制所述制冷機同時連通所述第一支路與所述第 二支路，所述制冷機與所述第一支路連通為所述蓄冰槽蓄冷，所述蓄冷在所述蓄冷槽的最 大蓄冷量范圍內(nèi)，所屬制冷機與所述第二支路連通并為所述末端裝置供冷； 所述工作信號表示礦井發(fā)生礦難且制冷機電源非正常工作時，所述控制模塊控制所述 第一支路與所述第二支路連通組成閉合環(huán)路，即所述蓄冰槽為所述末端裝置供冷。
2. 如權(quán)利要求1所述的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述最大蓄冷量大于 95%。
3. 如權(quán)利要求1所述的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷機為冷水機。
4. 如權(quán)利要求1所述的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述末端裝置包括礦 用救生艙。
5. 如權(quán)利要求1所述的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄冷槽為高溫相 變材料制成。
6. 如權(quán)利要求1所述的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述礦用救生艙蓄冷 空調(diào)系統(tǒng)還包括第一電磁閥、第二電磁閥，所述第一電磁閥與所述蓄冰槽連接組成第一支 路，所述第二電磁閥與所述末端裝置連接組成第二支路。
7. 如權(quán)利要求6所述的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電磁閥打開， 所述第一支路為可連通的；所述第一電磁閥關(guān)閉，所述第一支路為不可連通的。
8. 如權(quán)利要求6所述的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二電磁閥打開， 所述第二支路為可連通的；所述第二電磁閥關(guān)閉，所述第二支路為不可連通的。
9. 如權(quán)利要求6所述的礦用救生艙蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電磁閥與所 述第二電磁閥為均打開、均關(guān)閉或一者打開、一者關(guān)閉。
【文檔編號】E21F3/00GK203891916SQ201420268547
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】姬長發(fā), 吳亮亮, 孟然, 付永建, 劉濤, 魚瓊 申請人:西安科技大學(xué)