CN202493283U - 井下救生舱空气降温、除湿、过滤系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了井下救生舱空气降温、除湿、过滤系统，包括压缩机(10)及其配套冷凝器(12)和散发器(11)；压缩空气瓶(1)、蓄冰池(3)、风扇马达(6)、气动马达(7)、水泵(8)和蒸发器(9)，其中，压缩空气瓶(1)通过空气开关(2)和蓄冰池(3)制冷盘管并行盘绕，蓄冰池通过调压阀(4)和调节开关(5)与风扇马达(6)连接，气动马达(7)连接风扇马达(6)；蒸发器(9)连接在水泵(8)和蓄冰池(3)之间，水泵(8)另一端口连接蓄冰池(3)。压缩空气制冷可实现救生舱中的空气流动，制冷效率高，可满足大型救生舱(硐室)的施救条件。蓄冰池中的水，可在紧急状态时供待施救人员直接饮用。

Description

井下救生舱空气降温、除湿、过滤系统

技术领域

本实用新型涉及一种井下救生舱空气降温、除湿、空气过滤系统，属于空气调节技术领域。

背景技术

在密闭环境中的空气降温、除湿、过滤洗涤(空调)技术，世界各国都在积极应用于煤矿、化工、隧道和一些高危险工作作业场合下的移动式救生舱、避难硐室中。

目前井下救生舱、避难硐室(硐室)空气降温(空调)系统的分类大体有：防爆型电动降温空调、锂电池蓄冰制冷空调、CO2空调制冷装置等三类。

防爆型电动空调系统可以很好地解决救生舱、硐室中的温度、湿度控制但解决不了舱内中有毒有害气体的过滤，需要单独增加一套空气过滤和洗涤装置。最主要的是矿难发生后大部分都会失去动力电源，使之无法工作，所以在井下救生舱、避难硐室中无法推广使用。

锂电池蓄冰空调，工作原理是在正常安全生产的时候将一定量的水冷冻成冰作为冷源进行储备，一旦矿难发生时，在没有动力电源的情况下，利用救生舱中配备的锂电池给空气降温系统的风扇、循环泵供电。取冷时，依靠蓄冰盘管内循环流动的载冷剂从冰槽内取冷，再通过板式换热器与空调水进行热交换，将冷量释放给空调水，内融冰系统具有安全、可靠、高效、技术成熟等诸多优点，是目前工程中普遍采用的蓄冰系统形式，然而，虽然内融冰取冷时实现了闭式循环，但是，由于采用了二次换热方式，其取冷温度上升，不能提供低温空调水，无法实现低温送风和降低系统造价的目标。

另一种是外融冰方式，与内融冰相比，由于外融冰系统中的空调水可以与冰直接接触进行取冷，其取冷效率更高，取冷温度更低，同时取冷过程更加平稳，使大温差低温送风成为可能。

锂电池蓄冰空调的致命缺点：在于锂电池的不安全性和电池寿命、能量的衰减。充满电的锂电池在井下多变的环境中容易产生爆炸，电能越多爆炸的能量越大。其次，锂电池的使用寿命、充放电次数有限，还有电池容量的自然衰减(2～3年容量衰减50％以上)。电池成本高价格昂贵。

实用新型内容

针对以上井下救生舱(硐室)空调系统的众多缺点和不足，本发明人提供一种在任何危险作业环境条件下或井下救生舱(硐室)密闭空间的空气降温、除湿、过滤系统，能满足大型舱(硐室)空调的需要。

井下救生舱空气降温、除湿、过滤系统，包括压缩机(10)及其配套冷凝器(12)和散发器(11)；压缩空气瓶(1)、蓄冰池(3)、风扇马达(6)、气动马达(7)、水泵(8)和蒸发器(9)，其中，压缩空气瓶(1)通过空气开关(2)和蓄冰池(3)制冷盘管并行盘绕，蓄冰池通过调压阀(4)和调节开关(5)与风扇马达(6)连接，气动马达(7)连接风扇马达(6)；蒸发器(9)连接在水泵(8)和蓄冰池(3)之间，水泵(8)另一端口连接蓄冰池(3)。

首先，在正常工作时将蓄冰池中足够量的水用电动制冷机将其水转化成冰，作为冷源储备起来，当矿难发生时在没有动力电源的情况下利用压缩空气作为动力推动气动马达完成空气调整功能。

压缩空气本身含有空气中的氧气，湿度小具有一定的补充氧气和空气除湿功能，成本低方便充罐，无毒无害，本质安全，可直接在救生舱(硐室)中排放，及时实现救生舱(硐室)正压条件。

压缩空气在蓄冰池盘管中降温后推动气动马达带动风扇、压缩机(水泵)工作，将冷却后的压缩空气排放到救生舱(硐室)中，形成压缩空气蓄冰冷却制冷和风动马达压缩机(水泵)循环制冷，形成两种方式同时制冷和单独压缩空气蓄冰制冷方式(延长施救时间)。压缩空气制冷可实现救生舱中的空气流动，制冷效率高，可满足大型救生舱(硐室)的施救条件。蓄冰池中的水，可在紧急状态时供待施救人员直接饮用。压缩空气瓶可以实现水平摆放，利用框架摆放可以节省救生舱(硐室)空间和体积。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

井下救生舱空气降温、除湿、空气过滤系统包括压缩机10及其配套冷凝器12和散发器11，散发器11在蓄冰池3内起制冷作用；压缩空气瓶1、蓄冰池3、风扇马达6、气动马达7、水泵8和蒸发器9，其中，压缩空气瓶1通过空气开关2和蓄冰池3制冷盘管并行盘绕，蓄冰池通过调压阀4和调节开关5与风扇马达6连接，气动马达7连接风扇马达6；蒸发器9连接在水泵8和蓄冰池3之间，水泵另一端口连接蓄冰池3。

通过井下正常作业的380伏电源，带动电机13，电机13带动压缩机10制冷，对蓄冰池3中的水进行制冷将水冻成冰——蓄冰——制冰，完成冷源储备。在救生舱或救生硐室中配备适量充满压缩空气的压缩空气瓶1，压缩空气通过空气开关2及连管和蓄冰池3中的制冷盘管并行盘绕，通过调压阀4或调压表将调好压力的空气，经过风量调节开关5控制适量的空气推动风扇马达6带动风扇和气动马达7，进而带动水泵8或压缩机(压缩机10是在正常状态下为蓄冰池中水制冰的压缩机。在示意图中只画了水泵制冷的状态，如果用压缩机制冷，可将水泵换成压缩机便可)(水泵8或压缩机二者可任选一)进行制冷工作。

气动马达7带动水泵8制冷原理为：气动马达7如果带动水泵8运转，水泵8将蓄冰池3中的冰水吸入蒸发器9中，风扇马达6带动风扇将舱内较热的空气通过蒸发器9冷却，再将冷却后的空气吹入舱内，最后水泵8再将换热后的水循环到蓄冰池中蓄水槽中。

气动马达7如果带动压缩机工作(将水泵8换成压缩机)制冷原理：气动马达7带动压缩机(将水泵8换成压缩机)工作，压缩机将液态的制冷介质经过压缩形成高压后，再经过毛细管和制冷剂分配器喷发室将液态的制冷介质汽化并分配到蒸发器9的制冷管内，制冷介质从液态转化成气态时要吸收大量的热量，风扇马达6带动风扇将舱内较热的空气通过蒸发器9冷却后再将冷却后的空气吹入舱内，使舱内实现降温，蒸发器9将气化的制冷介质循环到蓄冰池进行冷却并还原成液态实现制冷循环。气动马达7带动压缩机工作时可实现循环制冷。

压缩空气1经过空气开关2蓄冰池3冷却，再经过调压阀4调节开关5风扇马达6气动马达7，最后将冷却的空气通过冷风分配器放入救生舱或救生硐室中，保证救生舱(硐室)空气的正向压力，使舱外的有毒有害气体不能进入舱中(压缩空气瓶中的空气经过蓄冰池制冷后放入舱中使舱内的空气压力升高，舱内空气压力的保持是通过空气压力安全调节阀调整建立的)。

本系统利用井下正常380伏作业的电源带动电机、压缩机工作，将蓄冰池中的水冷冻成冰，冰便成为储备冷源。利用压缩空气作为在矿难发生时的动力源和冷气放入救生舱。

特点：

1.本系统为本质安全型。利用蓄冰制冷技术，将冷却系统盘管中的压缩空气进行冷却并推动气动马达带动水泵(压缩机)及风扇工作，最后将冷却后的压缩空气通过空气分配器排入救生舱(硐室)中进行降温。

2.气动马达带动制冷压缩机(水泵)运转实现制冷功能。制冷剂通过蒸发器吸热经过蓄冰池冷却水冷却后进入制冷循环。

3.气动马达带动风扇将救生舱(硐室)中较热的空气通过蒸发器进行冷却，并将救生舱中的CO、CO₂气体通过药剂(吸附剂)对救生舱(硐室)中的有毒有害气体进行过滤、洗涤、净化并完成空气除湿功能。

4.经过冷却的空气排入救生舱后既能降低救生舱(硐室)空气温度也能提高救生舱(硐室)气体压力，达到高于大气压200mPa的压力范围，保证舱外有毒有害气体不能进入救生舱和硐室中，同时能满足大型硐室空调的空气流动、降温、除湿、有毒有害气体过滤。

5.压缩空气中含有20％的氧气，可供应和补充舱内氧气的需求。

6.压缩空气是干燥的，连续排放可以减少舱内湿度，提高救生环境的适宜度。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种井下救生舱空气降温、除湿、过滤系统，其特征在于，包括压缩机(10)及其配套冷凝器(12)和散发器(11)；压缩空气瓶(1)、蓄冰池(3)、风扇马达(6)、气动马达(7)、水泵(8)和蒸发器(9)，其中，压缩空气瓶(1)通过空气开关(2)和蓄冰池(3)制冷盘管并行盘绕，蓄冰池通过调压阀(4)和调节开关(5)与风扇马达(6)连接，气动马达(7)连接风扇马达(6)；蒸发器(9)连接在水泵(8)和蓄冰池(3)之间，水泵(8)另一端口连接蓄冰池(3)。