[發(fā)明專利]礦用蓄冷和二氧化碳耦合式制冷系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210511889.0
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102966366A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳于金;何廷梅;余秀清;廖樹蕓;張世濤;張祖敬;汪東平
• 申請（專利權(quán)）人: 中煤科工集團重慶研究院
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00;E21F11/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種礦用蓄冷和二氧化碳耦合式制冷系統(tǒng)，其特征在于：

包括二氧化碳鋼瓶（1）、二氧化碳匯流排（2）、截止閥（3）、三通換向閥（4）、蓄冷箱（7）、第一段冷卻管道（12）、單向閥（11）、一級節(jié)流閥（5）、一級蒸發(fā)器（6）、第二段冷卻管道（13）、二級節(jié)流閥（8）、二級蒸發(fā)器（9）和氣動風機（10）；

所述二氧化碳鋼瓶（1）的出氣口與二氧化碳匯流排（2）進氣口相連，所述二氧化碳匯流排（2）的出氣口與截止閥（3）進氣口相連，所述截止閥（3）出氣口與三通換向閥（4）的第一端相連，所述三通換向閥（4）的第二端與第一段冷卻管道（12）的入口相連，所述第一段冷卻管道（12）的出口與單向閥（11）的入口相連，所述單向閥（11）的出口分成兩路，一路與三通換向閥（4）的第三端相連，另一路與一級節(jié)流閥（5）的入口相連，所述一級節(jié)流閥（5）的出口與一級蒸發(fā)器（6）的入口相連，所述一級蒸發(fā)器（6）的出口與第二段冷卻管道（13）的入口相連，所述第二段冷卻管道（13）的出口與二級節(jié)流閥（8）的入口相連，所述二級節(jié)流閥（8）的出口與二級蒸發(fā)器（9）的入口相連，所述二級蒸發(fā)器（9）的出口與氣動風機（10）進氣口相連；所述氣動風機的出氣口與密閉空間外相通；

所述第一段冷卻管道（12）和第二段冷卻管道（13）位于蓄冷箱（7）內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦用蓄冷和二氧化碳耦合式制冷系統(tǒng)，其特征在于：所述一級蒸發(fā)器（6）和二級蒸發(fā)器（9）為毛細管式蒸發(fā)器；所述一級節(jié)流閥（5）和二級節(jié)流閥（8）為毛細管式節(jié)流閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的礦用蓄冷和二氧化碳耦合式制冷系統(tǒng)的制冷方法，其特征在于包括以下過程：

當?shù)V井內(nèi)的溫度高于31.1℃，所述三通換向閥（4）的第一端和第二端相通；所述二氧化碳鋼瓶（1）內(nèi)的高壓常溫二氧化碳氣體經(jīng)過第一段冷卻管道（12）預冷，變成高壓低溫的二氧化碳液體；所述高壓低溫的二氧化碳液體經(jīng)過一級節(jié)流閥（5）后，變成中壓低溫的二氧化碳液體；所述中壓低溫的二氧化碳液體通過一級蒸發(fā)器（6）與艙內(nèi)氣體熱交換后，變成中壓常溫的二氧化碳氣體；所述中壓常溫的二氧化碳氣體經(jīng)過第二段冷卻管道（13）進一步預冷后，變成中壓低溫的二氧化碳液體；所述中壓低溫的二氧化碳液體經(jīng)過二級節(jié)流閥（8）后，變成低壓低溫的二氧化碳氣體；所述低壓低溫的二氧化碳氣體通過二級蒸發(fā)器（9）與艙內(nèi)氣體實現(xiàn)熱量交換后，變成低壓常溫的二氧化碳氣體；所述低壓常溫的二氧化碳氣體驅(qū)動氣動風機（10）之后排出艙外；所述氣動風機（10）帶動艙內(nèi)氣體與一級蒸發(fā)器（6）和二級蒸發(fā)器（9）進行熱量交換；

當?shù)V井內(nèi)的溫度低于31.1℃，所述三通換向閥（4）的第三端、第一端相通；所述二氧化碳鋼瓶（1）內(nèi)的高壓常溫二氧化碳液體直接進入一級節(jié)流閥（5）后成中壓常溫二氧化碳氣體；所述中壓常溫二氧化碳氣體快速通過一級蒸發(fā)器（6）進入第二段冷卻管道（13）預冷后成中壓低溫二氧化碳液體；所述中壓低溫二氧化碳液體經(jīng)二級節(jié)流閥（8）后變成低壓低溫二氧化碳氣體；所述低壓低溫二氧化碳氣體通過二級蒸發(fā)器（9）與艙內(nèi)氣體實現(xiàn)熱量交換后變成低壓常溫二氧化碳氣體；所述低壓常溫二氧化碳氣體驅(qū)動氣動風機（10）之后排出艙外；所述氣動風機（10）帶動艙內(nèi)氣體與一級蒸發(fā)器（6）和二級蒸發(fā)器（9）進行熱量交換。