專利名稱：無電二氧化碳制冷除濕空調的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無電二氧化碳制冷除濕空調，主要安裝于煤礦救生艙或避難硐室內部。
背景技術：
控制救生艙或避難硐室內部溫度和濕度是阻礙當前救生艙和避難硐室進展的難題之一。救生艙或避難硐室是煤礦避險系統(tǒng)的關鍵部件，其加工或建造時都經過隔熱處理， 而且是密閉的，所以當井下發(fā)生礦難井下人員進入救生艙或硐室后，電力供應會切斷，人體的發(fā)熱和汗液會使其內部的溫度和濕度升高，為了使其內部的生存環(huán)境適于人生存，就必須將其內部的溫度和濕度控制在適于人生存的范圍。目前共有4種在井下降溫除濕的方法電力空調、蓄冰降溫、通風降溫、液態(tài)二氧化碳汽化。電力空調對電的依賴性較強，當發(fā)生險情后如果外部電力供應切斷，那么就必須依靠內部蓄電池來供電，這樣就對蓄電池的容量要求較高，同時電力空調的壓縮機置于艙外，防爆要求較高，存在安全隱患，而且當外界溫度大于50°C時空調就無法制冷；蓄冰降溫對并的用量較大，這樣就需要在救生艙或避難硐室內要有足夠大的空間來存放冰，也對冰的保溫要求較高，冰的更換也較為頻繁；通風降溫，主要是將救生艙或避難硐室內的壓風管路與井下的壓風系統(tǒng)連接，為避險設施內的人員供氧和降溫，但是在發(fā)生險情后無法保證壓風系統(tǒng)的電力供應正常、壓風管路未受損、 壓風空氣不含有毒有害氣體；液態(tài)二氧化碳汽化吸熱是目前使用方法較多的一種，目前使用較多的是從澳大利亞進口的一種噴射制冷空調，售價較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術的不足，提供一種可在切斷電力供應情況下降低救生艙或硐室內部的溫度和濕度、從而使其內部環(huán)境適于人生存的無電二氧化碳制冷除
濕空調。本發(fā)明包括箱體、節(jié)流降壓器、控制閥和緊急控制閥、蒸發(fā)器、氣動風機、進液管路和排氣管路、高壓壓力表和低壓壓力表、擴口式轉接頭；控制閥和緊急控制閥為同型號高壓截止閥。箱體正面安裝有緊急控制閥、控制閥、高壓壓力表和低壓壓力表；箱體右側面設有出風口，頂部設有進風口 ；控制閥的兩個接口均為卡套式接口，控制閥進液端與進液管路連接，另一端與節(jié)流降壓器連接；節(jié)流降壓器的出口端與蒸發(fā)器的進口焊接；蒸發(fā)器安裝在出風口處，與箱體固定連接；蒸發(fā)器的出口處管路較長，通過擴口式轉接頭與氣動風機連接；氣動風機的排氣口通過擴口式轉接頭與排氣管路連接；高壓壓力表安裝在進液管路上，低壓壓力表裝在蒸發(fā)器出口處的管路上；節(jié)流降壓器包括進液粗管、干燥器、細網、細長管、出口、保溫材料和降壓器外殼。進液管是較粗的紫銅管，與干燥器直通并焊接在一起； 細長管采用徑長比小于0. 0075的銅管，與干燥器直通并焊接；進液管、細長管與干燥器連接處分別位于干燥器的兩端；干燥器是圓柱筒形容器，里面靠近細長管位置裝有用于去除制冷劑中固體雜質的細網，細網前端裝有用于吸水的干燥劑；降壓器外殼是紫銅管，包覆在干燥器、細長管和進液粗管外，并與進液粗管和細長管外表面焊接；降壓器外殼為密封結構，降壓器外殼內部間隙填充保溫材料，保溫材料采用含鋯陶瓷纖維。箱體需經耐腐蝕處理。在氣動風機與箱體之間的間隙處填充減震材料，在氣動風機所在位置周圍的箱體內表面粘貼吸音板。進液管路、高壓截止閥閥體、高壓壓力表表座外均包有保溫層，保溫層材質為泡沫塑料。進液管路分成多條支路，其中一條支路只安裝緊急控制閥，并在此支路不安裝節(jié)流降壓器，作為應急用；其余支路都安裝有控制閥和節(jié)流降壓器，使裝置的制冷量得到控制。成型的節(jié)流降壓器粗口端為進口，細口端為出口。節(jié)流降壓器的使用替代了在常規(guī)制冷器中常用的熱力膨脹閥和噴射器等制冷元件。根據能量守恒定律，制冷劑二氧化碳的總能量即動能、內能的和是恒定不變的，在節(jié)流降壓器中流動時，由于管路的阻力會消耗大量的動能，同時根據流體的制冷守恒定律，在節(jié)流降壓器進出口的質量流量是相同的，由于進口粗而出口細，所以出口的流速要大于進口處的流速，也就是說制冷劑經過節(jié)流降壓器后其大部分內能轉化為動能，也就使制冷劑的內能降低，降低制冷劑自身的溫度，從而達到使液態(tài)二氧化碳在節(jié)流降壓器中降低壓力形成低溫氣液混合物的目的。作為制冷除濕設備，優(yōu)先采用ODP為0、GffP為1的二氧化碳做制冷劑，除此之外， 二氧化碳還具有不可燃燒、不助燃的特性，因此更適于在井下使用，它可在大氣中直接提取，排放后亦不污染大氣。制冷劑二氧化碳以液態(tài)高壓形式進入設備，通過控制閥控制其進入設備的流量，在節(jié)流降壓器中根據流體在管路中的沿程壓力損失原理壓力降至臨界壓力值以下，部分液體在此汽化，制冷劑大部分內能轉化為動能，也就使制冷劑的內能降低， 降低制冷劑自身的溫度，從而使液態(tài)二氧化碳在節(jié)流降壓器中降低壓力形成低溫氣液混合物，流向蒸發(fā)器。低溫飽和氣液混合物以高速流向蒸發(fā)器中，在蒸發(fā)器中未汽化的液態(tài)二氧化碳在此完全汽化，吸收大量的熱，熱量從蒸發(fā)器所在的空間通過蒸發(fā)器的翅片傳至氣體， 使周圍空氣溫度降低。由于汽化吸熱蒸發(fā)器的翅片溫度極低，空氣中的水分在此遇冷凝結成水珠降低空氣的濕度，水珠沿翅片流至箱體的接水槽中；汽化后的低溫氣體繼續(xù)在蒸發(fā)器的管路中流動，同時不斷吸收熱量，不斷使空氣中的水分凝結，直至氣體溫度與環(huán)境溫度相同；氣體在溫度升高后，自蒸發(fā)器流出進入氣動風機，這時氣體的壓力大于大氣壓力，通過氣體源源不斷的流動和壓力即可驅動風機轉動，使裝置中的空氣流通，及時將溫濕度都以降低的氣體流出裝置，將溫濕度較高的氣體補充至蒸發(fā)器，以提高蒸發(fā)器的熱交換效率， 同時流出裝置的空氣推動外部空間的氣體流通。液態(tài)二氧化碳用盡后，瓶中還有部分氣態(tài)的二氧化碳，這些氣體在經過節(jié)流降壓器時，壓力發(fā)生突變，使氣體溫度也降低，低溫氣體進入蒸發(fā)器后通過蒸發(fā)器與周圍環(huán)境進行熱交換，使設備繼續(xù)工作；氣態(tài)二氧化碳僅在液態(tài)二氧化碳消耗盡后的緊急狀態(tài)下使用，但氣態(tài)二氧化碳的用量很大，會加速氣體的消耗。本發(fā)明以節(jié)流降壓器為制冷元件，在降壓器外殼與進液粗管和細長管之間填充保溫材料。制冷除濕效果好，成本低。在切斷電力供應情況下，可降低救生艙或硐室內部的溫度和濕度，從而使其內部環(huán)境適于人生存。


圖1為本發(fā)明結構示意圖； 圖2為本發(fā)明的外形圖；圖3為本發(fā)明安裝在救生艙內位置及運行空氣流通狀態(tài)圖； 圖4為本發(fā)明節(jié)流降壓器結構示意圖。圖中，1、箱體，2、節(jié)流降壓器，3、控制閥，4、控制閥，5、氣動風機，6、進液管路，7、進風口，8、出風口，9、高壓壓力表，10、低壓壓力表，11、緊急控制閥，12、橫梁拉筋，13、有害氣體吸收藥劑，14、冷風，15、生存艙，16、進液粗管，17、排氣管，18、積水槽，19、積水箱，20、排水軟管，21、進液口，22、干燥器，23、細網，24、細長管，25、出口，26、保溫材料。
具體實施例方式箱體1是由鈑金加工成的板件拼裝而成，板件加工完成后經耐腐蝕處理，主要部件安裝在箱體1內，同時要在箱體1內部形成所需的風道。節(jié)流降壓器2、控制閥3安裝在箱體1的內側面，蒸發(fā)器安裝在出風口 8，在蒸發(fā)器后面安裝氣動風機5，在氣動風機5側面安裝顯示二氧化碳進出的高壓壓力表9和低壓壓力表10。液態(tài)二氧化碳從進液粗管16進入干燥器22后濾除其中的水分，通過細網23去除其中的固體雜質，然后進入細長管對。液態(tài)二氧化碳在經過細長管時壓力降低，流速增加， 由于保溫材料隔熱會使液態(tài)二氧化碳的溫度降低，在出口處形成低溫氣液混合物。使用中，本發(fā)明裝置安裝于救生艙內部靠近存放液態(tài)二氧化碳氣瓶的一端，液態(tài)二氧化碳足量。在裝置頂部，放置有吸收艙內有害氣體的藥劑。出風口 8與救生艙的走向一致。通過進液粗管16將液態(tài)二氧化碳氣瓶與裝置相連，進液粗管16外包有絕熱層。裝置排除的氣體通過排氣管路排除艙外，排氣管路與外界連接處裝有單向閥。運行時，液態(tài)二氧化碳從進液管路6進入后，經節(jié)流降壓器2形成氣液混合物，在蒸發(fā)器中完全汽化吸熱并升溫，蒸發(fā)器與氣動風機5相連，升溫后的二氧化碳為氣動風機5提供動力，驅動其運行將冷卻后的空氣吹出降溫除濕空調。在救生艙內，冷空氣自出風口 8吹出，溫度較高的空氣自裝置頂部進風口 7吸入，在艙內形成空氣流的循環(huán)制冷，并在裝置內除去空氣中的水分，達到降溫除濕的目的。
權利要求
1.一種無電二氧化碳制冷除濕空調，其特征是包括箱體、節(jié)流降壓器、控制閥和緊急控制閥、蒸發(fā)器、氣動風機、進液管路和排氣管路、高壓壓力表和低壓壓力表、擴口式轉接頭； 箱體正面安裝有緊急控制閥、控制閥、高壓壓力表和低壓壓力表；箱體右側面設有出風口， 頂部設有進風口 ；控制閥的兩個接口為卡套式接口，控制閥進液端與進液管路連接，另一端與節(jié)流降壓器連接；節(jié)流降壓器的出口端與蒸發(fā)器的進口連接；蒸發(fā)器安裝在出風口處， 與箱體固定連接；蒸發(fā)器的出口處管路較長，通過擴口式轉接頭與氣動風機連接；氣動風機的排氣口通過擴口式轉接頭與排氣管路連接；高壓壓力表安裝在進液管路上，低壓壓力表裝在蒸發(fā)器出口處的管路上；節(jié)流降壓器包括進液粗管、干燥器、細網、細長管、出口、保溫材料和降壓器外殼；進液管是較粗的紫銅管，與干燥器直通并焊接在一起；細長管與干燥器直通并焊接；進液管、細長管與干燥器連接處分別位于干燥器的兩端；干燥器是圓柱筒形容器，里面靠近細長管位置裝有用于去除制冷劑中固體雜質的細網，細網前端裝有用于吸水的干燥劑；降壓器外殼是紫銅管，包覆在干燥器、細長管和進液粗管外，并與進液粗管和細長管外表面焊接連接；降壓器外殼為密封結構，降壓器外殼內部間隙填充保溫材料， 保溫材料采用含鋯陶瓷纖維。
2.如權利要求1所述的無電二氧化碳制冷除濕空調，其特征是在氣動風機與箱體之間的間隙處填充減震材料，在氣動風機所在位置周圍的箱體內表面粘貼吸音板。
3.如權利要求1所述的無電二氧化碳制冷除濕空調，其特征是進液管路、高壓截止閥閥體、高壓壓力表表座外均包有保溫層，保溫層材質為泡沫塑料。
4.如權利要求1所述的無電二氧化碳制冷除濕空調，其特征是進液管路分成多條支路，其中一條支路只安裝緊急控制閥，其余支路都安裝有控制閥和節(jié)流降壓器。
5.如權利要求1所述的無電二氧化碳制冷除濕空調，其特征是箱體需經耐腐蝕處理。
6.如權利要求1所述的無電二氧化碳制冷除濕空調，其特征是控制閥和緊急控制閥為同型號高壓截止閥。
7.如權利要求1所述的無電二氧化碳制冷除濕空調，其特征是節(jié)流降壓器中細長管采用徑長比小于0. 0075的銅管。
全文摘要
一種無電二氧化碳制冷除濕空調，目的是在切斷電力情況下降低救生艙或硐室內部溫度和濕度；本發(fā)明包括箱體、節(jié)流降壓器、控制閥和緊急控制閥、蒸發(fā)器、氣動風機、進液管路和排氣管路、高壓壓力表和低壓壓力表、擴口式轉接頭；箱體正面安裝有緊急控制閥、控制閥、高壓壓力表和低壓壓力表；箱體右側面設有出風口，頂部設有進風口；節(jié)流降壓器包括進液粗管、干燥器、細網、細長管、出口、保溫材料和降壓器外殼；干燥器是圓柱筒形容器，里面靠近細長管位置裝有用于去除制冷劑中固體雜質的細網，細網前端裝有用于吸水的干燥劑；降壓器外殼內部間隙填充保溫材料，保溫材料采用含鋯陶瓷纖維。
文檔編號E21F11/00GK102287215SQ20111026750
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月10日 優(yōu)先權日2011年9月10日
發(fā)明者史慧錦, 康晉 申請人:陽泉煤業(yè)集團華越機械有限公司