專利名稱:礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種制冷技術(shù)領(lǐng)域,特別是指一種為礦用應(yīng)急救生艙而設(shè)計(jì)的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù):
長(zhǎng)期以來(lái),礦井內(nèi)部經(jīng)常出現(xiàn)各類事故,其中有不少事故引起重大的人員傷亡。分析這些被困人員傷亡的原因,大多是因?yàn)楸焕藛T不能及時(shí)逃離又得不到及時(shí)的救援和及時(shí)的防護(hù)所造成。如果能夠有一種方法,在被困人員不能得到及時(shí)救援的情況下,能有一個(gè)暫時(shí)的避難地方,將可以大幅度地降低人員的傷亡數(shù)量?,F(xiàn)有的礦井下的避難所的具體實(shí)施方案是在礦井下不同位置設(shè)置小型的密閉箱體,當(dāng)?shù)V難發(fā)生時(shí),被困人員如果不能及時(shí)逃離礦井,就躲進(jìn)所設(shè)的箱體內(nèi)部等待救援。進(jìn)入該箱體后,將門(mén)關(guān)閉后箱體就完全密閉了,箱體內(nèi)部貯存有食物、飲用水、氧氣發(fā)生器等各種應(yīng)急救生用的工具、物品,這樣就不必?fù)?dān)心礦井巷道中的瓦斯氣體或其它氣體或是地下水了,只需等待外部救援人員排除各種安全因素外,將人員救出。這種救生艙里面,一般設(shè)計(jì)成可以躲進(jìn)6-30人左右,也有做成更多人使用的救生艙。礦井內(nèi)部在異常情況下,空氣溫度會(huì)達(dá)到35-45°C以上,還可能更高。而躲進(jìn)救生艙內(nèi)部的人員本身也會(huì)散發(fā)熱量,因此必須為密閉救生艙內(nèi)提供制冷裝置,以將救生艙內(nèi)的溫度降為適宜被困人員生存的溫度。然而,現(xiàn)有技術(shù)的救生艙內(nèi)的制冷方案均不盡人意,主要存在的問(wèn)題有1.采用蓄冰進(jìn)行制冷的方案,蓄冰系統(tǒng)復(fù)雜,體積龐大,重量大,用電量大,維護(hù)工
作量多。2.采用二氧化碳制冷的方案,救生艙內(nèi)采用二氧化碳罐蓄冷,壓力高,所占體積大,而且需要始終為二氧化碳罐提供一個(gè)溫度低于30°C的環(huán)境。3.采用氨制冷劑的方案,氨直接膨脹制冷時(shí)由于氨的毒性,一般情況下都得小心使用。4.環(huán)保制冷劑直接膨脹制冷的方法解決了毒性問(wèn)題,但由于常規(guī)制冷劑的蒸發(fā)潛熱較小,從而使制冷劑儲(chǔ)存裝置體積過(guò)大。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此,本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小、重量輕、實(shí)施簡(jiǎn)便容易、制造成本低的目的。技術(shù)方案1 一種礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),電連接的充電控制器、蓄電池組、供電開(kāi)關(guān)和制冷系統(tǒng)依次串聯(lián),所述充電控制器與外部交流電相連。由技術(shù)方案1可知,在正常情況下,由充電控制裝置監(jiān)視所述蓄電池組的儲(chǔ)能量并為蓄電池組充電,使其始終保持電力充滿狀態(tài),僅消耗極少的電能,使用過(guò)程消耗電能低,當(dāng)發(fā)生礦難并且電力供應(yīng)終止時(shí),蓄電池仍保留足夠的電能。蓄電池組用于為制冷系統(tǒng)供電;所述供電開(kāi)關(guān)用于控制向制冷系統(tǒng)的供電的開(kāi)閉。人員進(jìn)入救生艙后,只需要合上制冷裝置的供電開(kāi)關(guān),即可啟動(dòng)制冷系統(tǒng),為救生艙內(nèi)部提供制冷。該礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,成本低,體積小,可以全部安裝于救生艙的內(nèi)部,而不對(duì)救生艙容積產(chǎn)生大的影響。而且該礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)容易擴(kuò)展儲(chǔ)能能力,如果必要時(shí),只需要增加電池的數(shù)量或單個(gè)電池的容量即可。所提供的儲(chǔ)能電池可以為倉(cāng)內(nèi)其它用電設(shè)備提供電能,從而省去其它用電設(shè)備的電源和投資,從而進(jìn)一步降低整個(gè)救生艙的投資。技術(shù)方案2 根據(jù)技術(shù)方案1所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),所述制冷系統(tǒng)為壓縮式制冷系統(tǒng),包括依次串聯(lián)形成回路的壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器;所述壓縮機(jī)為直流壓縮機(jī)。由技術(shù)方案2可知,壓縮式制冷系統(tǒng),可在礦難發(fā)生后,為救生艙內(nèi)部提供制冷, 使救生艙內(nèi)部的高溫降低至適合人生存的溫度。直流壓縮機(jī)具有無(wú)級(jí)變速功能,制冷量可在較大范圍內(nèi)均勻連接調(diào)節(jié),一方面提高了艙內(nèi)舒適度,更主要的是制冷效率大幅度提高,從而使制冷裝置的供冷時(shí)間延長(zhǎng)。技術(shù)方案3 根據(jù)技術(shù)方案1所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),還包括溫度控制裝置,與所述制冷系統(tǒng)電連接,用于自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)壓縮式制冷系統(tǒng)的制冷能力。如技術(shù)方案3所述的溫度控制裝置自動(dòng)控制壓縮機(jī)的開(kāi)?;蜣D(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)壓縮機(jī)或制冷系統(tǒng)的制冷能力,使艙內(nèi)的溫度保持在人員所需要的溫度,一般為27°C到30°C。技術(shù)方案4:根據(jù)技術(shù)方案2所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),所述冷凝器安裝在救生艙的外部面板內(nèi),所述蒸發(fā)器安裝在救生艙的內(nèi)部面板上。由技術(shù)方案4可知,將冷凝器安裝在救生艙的外面,如頂部或側(cè)面,主要作用是將內(nèi)部的熱量排向救生艙外部。蒸發(fā)器安裝在救生艙的內(nèi)部面板上目的是為了使蒸發(fā)器的安裝不增加救生艙艙體的尺寸,將所述蒸發(fā)器與內(nèi)墻板貼合在一起,使蒸發(fā)器的制冷量從墻板傳遞到艙內(nèi)空氣中。不僅節(jié)省了救生艙的尺寸,還更好的傳遞了制冷量。技術(shù)方案5 根據(jù)技術(shù)方案2所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),所述蒸發(fā)器的下部安裝接水盤(pán)及凈水裝置。由技術(shù)方案5可知,制冷系統(tǒng)工作時(shí)在蒸發(fā)器上產(chǎn)生的冷凝水可以回收作為飲用水,從而減少救生艙內(nèi)的儲(chǔ)水量。由于這是一個(gè)密閉環(huán)境,通過(guò)這種方法,不但可以回收人體散發(fā)的水分大部分,還可以回收一部份制冷量,從而減少對(duì)空調(diào)機(jī)制冷量的需要,延長(zhǎng)蓄電池的使用時(shí)間,即空調(diào)機(jī)的供冷時(shí)間。即使艙內(nèi)食物已經(jīng)用完,人員可以依靠空調(diào)裝置及凈水裝置提供的冷量、水分生存更長(zhǎng)時(shí)間。技術(shù)方案6 根據(jù)技術(shù)方案2所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),所述冷凝器為并聯(lián)連接的多組冷凝器,每組冷凝器兩端均設(shè)置開(kāi)關(guān),連接每個(gè)冷凝器的管路上有壓力表。技術(shù)方案7 根據(jù)技術(shù)方案6所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),所述每組冷凝器兩端設(shè)置的開(kāi)關(guān)、連接每個(gè)冷凝器的管路上的壓力表與所述溫度控制裝置電連接;所述溫度控制裝置還用于根據(jù)所述壓力表值、或制冷能力控制對(duì)應(yīng)所述開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉。由技術(shù)方案6和技術(shù)方案7可知,在所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)中并聯(lián)連接多組冷凝器,便于救生艙整艙對(duì)制冷系統(tǒng)的集成,在使用救生艙時(shí)根據(jù)壓力表選擇無(wú)故障 (如因?yàn)榈V井塌陷可能會(huì)造成部分冷凝器故障)的冷凝器,開(kāi)啟上述開(kāi)關(guān)使用。并且,可以根據(jù)開(kāi)啟的冷凝器的數(shù)量來(lái)方便的控制制冷功率。溫度控制裝置可根據(jù)所述壓力表值、或制冷能力控制對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉,從而更好的控制制冷系統(tǒng)。技術(shù)方案8 根據(jù)技術(shù)方案1所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),還包括利用礦井內(nèi)的溫度低于常溫而設(shè)置的換熱系統(tǒng),用于為救生艙換熱。由技術(shù)方案8可知,利用礦井內(nèi)的溫度低于常溫而設(shè)置的換熱系統(tǒng)為救生艙換熱,不僅占用很小的救生艙空間,還大大節(jié)省了蓄電池組提供的電能,使制冷系統(tǒng)維持更長(zhǎng)的時(shí)間,以更大程度的救助被困人員。
圖1為礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)示意圖;圖2為礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)在救生艙內(nèi)的示意圖;圖3為礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)內(nèi)各裝置的連接示意圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-充電控制器;2-蓄電池組;3-供電開(kāi)關(guān);4-壓縮式制冷系統(tǒng);5-溫度控制裝置; 6-壓縮機(jī);7-蒸發(fā)器;8-節(jié)流裝置;9-冷凝器;10-救生艙艙體;11-膨脹閥;12-外部電源;13-接水盤(pán)及凈水裝置;14-其他用電設(shè)備;100-第一管道;200-第二管道;300-第三管道。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)圖來(lái)具體論述該礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)。圖1為礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)示意圖,如該圖所示該礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)包括充電控制器1、蓄電池組2、供電開(kāi)關(guān)3、壓縮式制冷系統(tǒng)4和溫度控制裝置5,充電控制器1用于監(jiān)視所述蓄電池組2的儲(chǔ)能量并為所述蓄電池組2充電,使所述蓄電池組2始終保持電力充滿狀態(tài),所述充電控制器1直接與交流電相連;所述蓄電池組5為所述礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)供電,與所述充電控制器4串聯(lián);所述供電開(kāi)關(guān)3用于控制向壓縮式制冷系統(tǒng)4供電,與所述蓄電池組2串聯(lián);所述溫度控制裝置5用于自動(dòng)控制壓縮式制冷系統(tǒng)4 中的壓縮機(jī)6的開(kāi)停和轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)壓縮機(jī)6或壓縮式制冷系統(tǒng)4的制冷能力。圖2為礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)在救生艙內(nèi)的示意圖,所述蓄電池組2安裝在救生艙內(nèi)的座位下。蓄電池組2由一節(jié)或多節(jié)蓄電池組成。采用多節(jié)蓄電池方案時(shí),可以將多節(jié)蓄電池安放在艙內(nèi)的座位下或某個(gè)角落,盡量不占用救生艙內(nèi)的有效空間。將蓄電池放在倉(cāng)內(nèi)的一個(gè)好處是蓄電池在放電時(shí),可以提供一部份制冷量,從而提升整個(gè)系統(tǒng)的供冷能力。所述壓縮式制冷系統(tǒng)4包括壓縮機(jī)6、冷凝器9、膨脹閥8和蒸發(fā)器7,所述壓縮機(jī) 6的出口通過(guò)第一管道100與所述冷凝器9的入口連接,所述冷凝器9的出口通過(guò)第二管道200與所述蒸發(fā)器7的入口連接,所述蒸發(fā)器7的出口通過(guò)第三管道300與所述壓縮機(jī) 6的入口連接,膨脹閥(或毛細(xì)管)8設(shè)置在第二管道200中。所述壓縮機(jī)6為直流壓縮機(jī),本實(shí)用新型優(yōu)選直流電壓為12V、24V或48V的壓縮機(jī)6,電壓低,安全性能好。圖3為礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)內(nèi)各裝置的連接示意圖。如圖3所示,蒸發(fā)器7 一般應(yīng)安裝于救生艙艙體10內(nèi)部墻板上,以便于冷凝水的收集利用;其結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單地制作成蛇形管,以減少救生艙寬度或長(zhǎng)度方向的尺寸。所述蒸發(fā)器7的下部安裝接水盤(pán)及凈水裝置13。這樣,制冷系統(tǒng)工作時(shí)在蒸發(fā)器 7上產(chǎn)生的冷凝水可以回收作為飲用水,從而減少救生艙內(nèi)的儲(chǔ)水量。由于救生艙是一個(gè)密閉環(huán)境,通過(guò)這種方法,不但可以將人體散發(fā)的水分大部分回收,還可以回收一部分制冷量,從而減少對(duì)制冷系統(tǒng)制冷量的需要,延長(zhǎng)蓄電池組2的使用時(shí)間,即制冷系統(tǒng)的供冷時(shí)間。即使救生艙內(nèi)食物已經(jīng)用完,被困人員仍然可以依靠空調(diào)裝置及凈水裝置提供的制冷量、水分生存更長(zhǎng)時(shí)間。如果,救生艙集成商不需要接水盤(pán)與凈化裝置13,也可以將蒸發(fā)器7直接安裝在救生艙艙體10的墻板內(nèi)部,從而使蒸發(fā)器7的安裝不增加救生艙艙體10的尺寸。方法是 將該蒸發(fā)器7與內(nèi)墻板貼合在一起,使蒸發(fā)器7的制冷量從內(nèi)墻板傳遞到艙內(nèi)空氣中。蒸發(fā)器7也可以根據(jù)救生艙總體集成設(shè)計(jì)的要求,設(shè)計(jì)制作成不同的形狀,安裝于頂部、角部等不影響總體空調(diào)的地方,也可以與救生艙內(nèi)的空氣消毒與凈化裝置集成在一起(利用該裝置的風(fēng)機(jī)來(lái)強(qiáng)化蒸發(fā)器的傳熱),這時(shí)蒸發(fā)器可以做得更小,節(jié)省更多的倉(cāng)內(nèi)空間并降低蒸發(fā)器的成本。冷凝器9安裝于救生艙艙體10的外部面板上,冷凝器9可以在工廠制作成一個(gè)完整的部件,類似于冰箱的絲管式空氣冷凝器9即可,也可以是其它類型的冷凝器9。冷凝器9安裝于艙體側(cè)面或者頂部或設(shè)備艙的其它合適位置,根據(jù)艙體外形尺寸而定。也可以像冰箱一樣,將冷凝器9集成在艙體側(cè)板或頂板內(nèi)部,緊貼外部面板,通過(guò)外部面板向外散熱,這樣就可以減少救生艙艙體10的尺寸,同時(shí)也可以起到外部面板對(duì)冷凝器9的保護(hù), 避免礦道內(nèi)的礦渣等對(duì)冷凝器9的損壞。在所述蒸發(fā)器7的連接管路上并聯(lián)連接多組冷凝器9,每組蒸發(fā)器7上均設(shè)置開(kāi)關(guān),連接每個(gè)冷凝器9的管路上有壓力表。礦井塌陷后很容易損壞設(shè)置于救生艙外部的冷凝器9,所以可以多設(shè)置機(jī)組冷凝器9,以預(yù)防冷凝器被損壞后整個(gè)制冷系統(tǒng)癱瘓。冷凝器9可設(shè)置在救生艙的不同位置,減少冷凝器9同時(shí)被損壞的幾率。每組蒸發(fā)器7的去路和回路上均設(shè)置開(kāi)關(guān),在使用救生艙時(shí),根據(jù)壓力表選擇無(wú)故障的冷凝器9,開(kāi)啟與之對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)使用即可。并且,可以根據(jù)開(kāi)啟的冷凝器9的數(shù)量來(lái)方便的控制制冷功率。不難理解,也可以通過(guò)采用壓力傳感器替代上述壓力表,并將壓力傳感器與溫度控制裝置5電連接,由溫度控制裝置5根據(jù)壓力傳感器上報(bào)的壓力參數(shù)判斷對(duì)應(yīng)的冷凝器9是否故障,以去控制相應(yīng)的開(kāi)關(guān)。即將手動(dòng)的方式由自動(dòng)控制的方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然,同樣可以由溫度控制裝置5根據(jù)所需溫度去控制開(kāi)啟的冷凝器 9的數(shù)量,即方便的控制制冷功率。制冷裝置中的膨脹閥8,可以簡(jiǎn)單地采用毛細(xì)管,降低成本,簡(jiǎn)化產(chǎn)品。溫度控制裝置5主要控制艙內(nèi)溫度與壓縮機(jī)6的啟?;蜣D(zhuǎn)速,以調(diào)節(jié)制冷量和溫度。充電控制器1監(jiān)視蓄電池組2的儲(chǔ)能量,必要時(shí)補(bǔ)充充電,使蓄電池組2的儲(chǔ)能量始終保持在足夠的數(shù)量。本實(shí)用新型的溫度控制裝置5可以專門(mén)設(shè)計(jì),也可以采用目前許多直流壓縮機(jī)6本身自帶的控制裝置。所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng)還包括利用礦井內(nèi)的溫度低于常溫而設(shè)置的換熱系統(tǒng),用于為救生艙換熱。利用礦井內(nèi)的溫度低于常溫而設(shè)置的換熱系統(tǒng)為救生艙換熱, 不僅占用很小的救生艙空間,還大大節(jié)省了蓄電池組提供的電能,使制冷系統(tǒng)維持更長(zhǎng)的時(shí)間,以更大程度的救助被困人員。 以上所述的實(shí)施例,只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種,本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所做的類似變化,例如不同的蒸發(fā)器7、冷凝器9結(jié)構(gòu)類型、不同的控制方式、不同類型的電池組、在制冷系統(tǒng)內(nèi)增加過(guò)濾器、保護(hù)開(kāi)關(guān)、為提供可靠性或因?yàn)闆](méi)有足夠大的壓縮機(jī)而采用雙壓縮機(jī)或雙系統(tǒng)設(shè)計(jì)等等,均應(yīng)包含在本專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),其特征在于,電連接的充電控制器、蓄電池組、供電開(kāi)關(guān)和制冷系統(tǒng)依次串聯(lián),所述充電控制器與外部交流電相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),其特征在于,所述制冷系統(tǒng)為壓縮式制冷系統(tǒng),包括依次串聯(lián)形成回路的壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器;所述壓縮機(jī)為直流壓縮機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),其特征在于,還包括溫度控制裝置,與所述制冷系統(tǒng)電連接,用于自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)壓縮式制冷系統(tǒng)的制冷能力。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),其特征在于,所述冷凝器安裝在救生艙的外部面板內(nèi),所述蒸發(fā)器安裝在救生艙的內(nèi)部面板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),其特征在于,所述蒸發(fā)器的下部安裝接水盤(pán)及凈水裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),其特征在于,所述冷凝器為并聯(lián)連接的多組冷凝器,每組冷凝器兩端均設(shè)置開(kāi)關(guān),連接每個(gè)冷凝器的管路上有壓力表。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),其特征在于,所述每組冷凝器兩端設(shè)置的開(kāi)關(guān)、連接每個(gè)冷凝器的管路上的壓力表與所述溫度控制裝置電連接;所述溫度控制裝置還用于根據(jù)所述壓力表值、或制冷能力控制對(duì)應(yīng)所述開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),其特征在于,還包括利用礦井內(nèi)的溫度低于常溫而設(shè)置的換熱系統(tǒng),用于為救生艙換熱。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種礦用救生艙儲(chǔ)能制冷系統(tǒng),包括依次串聯(lián)電連接的充電控制器、蓄電池組、供電開(kāi)關(guān)和制冷系統(tǒng),所述充電控制器用于監(jiān)視所述蓄電池組的儲(chǔ)能量并為所述蓄電池組充電,所述充電控制器與外部交流電相連;所述蓄電池組用于為所述制冷系統(tǒng)供電;所述供電開(kāi)關(guān)用于控制向制冷系統(tǒng)的供電的開(kāi)閉。該制冷方案具有體積小、重量輕、實(shí)施簡(jiǎn)便容易、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201982133SQ20102068282
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者劉安全 申請(qǐng)人:阿爾西制冷工程技術(shù)(北京)有限公司