[發明專利]一種壓風-蓄冰-圍巖蓄冷耦合控溫系統及其控溫方法

在審

• 申請號: 202310256948.2
• 申請日: 2023-03-16
• 公開（公告）號: CN116220784A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 郭韋雙;張祖敬;易小燕;靳婷;楊玲燕
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: E21F3/00
• 分類號: E21F3/00;E21F11/00;E21F17/16
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 唐攀

本發明公開了一種壓風?蓄冰?圍巖蓄冷耦合控溫系統及其控溫方法，包括避難硐室和過渡室，過渡室內設有蓄冰容器和空壓機，空壓機通過進風管道與蓄冰容器連接，蓄冰容器與避難硐室通過送風管道連接，蓄冰容器循環連接有制冷系統，制冷系統用于向蓄冰容器輸送冷量。本發明的有益效果是：制冷系統能夠不斷為蓄冰容器輸送冷量，降低蓄冰容器內的溫度，空壓機將空氣通過進風管道送至蓄冰容器進行降溫，降溫后的空氣再由送風管道送至避難硐室，對避難硐室進行降溫，相較于傳統的降溫方式，具有使用安全、可靠性高、經濟成本低的優勢。

技術領域

本發明涉及避難硐室降溫技術領域，具體涉及一種壓風-蓄冰-圍巖蓄冷耦合控溫系統。

背景技術

我國是煤炭生產大國，全國大部分煤礦以井下開采方式進行作業。一旦發生事故，不僅人員撤離困難，而且實施救援也存在很大難度。因此，在礦井中設立避難硐室，給井下人員提供應急避難場所，同時為地面救援人員爭取時間。

由于避難硐室是相對密閉的空間，因此設計建造時要考慮將硐室內的溫度、濕度和氧氣量等參數維持在人體可接受的范圍。避難硐室內的人員、設施都能產生熱量，使硐室內溫度上升，如果不及時降溫，硐室內的溫度會持續上升，人體處于高溫環境會感到不舒適，而且過高的環境溫度會損害人體的熱平衡，使人身心失常，嚴重損害人體健康，甚至危及生命。因此，必須對避難硐室內進行降溫。

目前，已有的避難硐室降溫方式包括：1、高壓二氧化碳膨脹降溫，通過兩次減壓使二氧化碳膨脹從液態變為氣態實現制冷，利用高壓二氧化碳膨脹氣體驅動風扇促使熱空氣流經蒸發器，冷卻后為生存環境降溫，但二氧化碳用量大，導致儲備容器體積大，存在泄漏的安全隱患，使用后降溫系統恢復難度大；2、高壓液態空氣制冷設備降溫，將液態空氣封裝在一個2m³的高壓儲罐內，平時利用冷凍機組將液態空氣維持在-195℃，避難時液態空氣減壓為常壓低溫氣體進入生存環境實現降溫，該裝置經濟成本高，欠缺實用價值。

發明內容

針對以上現狀，本發明提供一種壓風-蓄冰-圍巖蓄冷耦合控溫系統，具有使用安全、可靠性高、經濟成本低的優勢。

為實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種壓風-蓄冰-圍巖蓄冷耦合控溫系統，包括避難硐室和過渡室，其關鍵在于：所述過渡室內設有蓄冰容器和空壓機，其中，所述空壓機通過進風管道與蓄冰容器連接，所述蓄冰容器與避難硐室通過送風管道連接，所述蓄冰容器循環連接有制冷系統，制冷系統用于向蓄冰容器輸送冷量。

采用上述結構，啟動壓風-蓄冰-圍巖蓄冷耦合控溫系統，制冷系統能夠不斷為蓄冰容器輸送冷量，降低蓄冰容器內的溫度，空壓機將空氣通過進風管道送至蓄冰容器進行降溫，降溫后的空氣再由送風管道送至避難硐室，完成對避難硐室的降溫。同時，在非避難期間，降溫后的空氣可以對避難硐室的圍巖進行預冷，將部分冷量儲存在圍巖內，當避難硐室溫度升高時可以吸收一部分室內的熱量。

作為優選：所述蓄冰容器內的介質為水，所述制冷系統能夠將蓄冰容器內的水制成冰。采用上述結構，降溫效率更高，在斷電的情況下，冰塊能夠有效保存冷量，持續對避難硐室降溫，為救援人員爭取了時間。

作為優選：所述制冷系統包括制冷機組，以及連接在制冷機組與蓄冰容器之間的進液管和回液管，所述進液管和/或回液管上設有溶液泵。采用上述結構，溶液泵提供動力，使得制冷劑在蓄冰容器與制冷機組之間循環流動，不斷為蓄冰容器輸送冷量。

作為優選：所述蓄冰容器內設有與進口管道連通的分流管道，以及與所述送風管道連通的匯總管道，所述分流管道與匯總管道之間均勻分布有換熱管束。采用上述結構，熱空氣進入蓄冰容器后降溫更均勻，效率更高。

作為優選：所述換熱管束的數量為18根，每根所述換熱管束的直徑為30mm。