[发明专利]一种矿井避险硐室、救生舱的降温除湿方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿井用空气制冷装置，尤其是一种矿井避险硐室、救生舱的降温除湿方法及装置；属于矿山专用制冷技术设备领域。

背景技术

矿井避险硐室和救生舱是一种放置在进行采掘作业的矿井中的紧急避难场所或设备。当矿井下突发爆炸、火灾等重大事故时，井下工作人员若无法及时升井逃生，或者选择就近进入矿井避险硐室和救生舱内等待救援，就会造成重大人生灾难。矿井避险硐室或救生舱内一般均储存有一定量的食物、供氧等基本生存设备以供避险人员使用。当大量人员进入后，由于硐室和救生舱为隔绝外部有毒有害气体侵入而采用全封闭设计，人们生存活动所产生的热量，再加上瓦斯爆炸燃烧所产生的外部热量会使得内部温度逐渐升高。由此，不仅导致舱内和室内的温度升高，同时也会因内外温差和室内人员生理活动引起舱内或室内的湿度也增加；这种恶劣的狭小生存环境会严重影响避难人员的精神状态。因此，亟需及时对内部的气体降温。

中国专利CN201020689015.0公开了一种煤矿救生舱用防爆空调装置，通过对常见的空调装置进行防爆加固处理，可持续对救生舱内气体进行温度调节，由于该空调装置为电气设备，在恶劣的矿井环境中，若设备发生故障或者因人员误操作存在引发火灾事故的隐患。同时，该设备在使用过程中需消耗大量电力，在井下发生事故后，存在电力供应中断的风险，若使用救生舱内的蓄电池供电，由于救援时间不定，长时间制冷会耗费宝贵的电力，甚至影响其他生存设备的正常使用。矿井下场地狭小，避难硐室和救生舱内空间更加有限，安置大量的蓄电池显然不可行，也不符合矿井生产环境的安全要求。

为避免上述问题，中国专利CN200920288259.5公开了一种采用液态二氧化碳作为制冷剂的喷射式制冷系统，这是一种较为先进的无源制冷方式，解决了电气制冷设备所面临的电力紧缺活中断的问题，但作为储存液态二氧化碳的高压气体钢瓶，这种金属高压容器本身也存在一定安全隐患，需定期检查和更换，由于矿井下环境恶劣，运输装配过程中也容易因为磕碰造成损伤，万一发生泄漏更会导致环境中二氧化碳浓度增加，使得避难场所的生存环境更加恶劣。

目前矿井救生舱和避难硐室常用的空气制冷装置正如上述两个专利分别所采用的防爆空调装置和高压存储的压缩空气制冷剂，在使用中均存在一定安全隐患和缺陷。因此，如何提供一种安全高效的矿井用制冷装置是广大科研工作者所面临的问题。

发明内容

本发明的目的：在于提供一种安全、高效的避险硐室、救生舱的降温除湿方法及装置。希望利用高效无毒的化学制冷剂溶解吸热的特性，通过热交换单元将空气中的温度传导到水中，整个装置操作简单，维护成本低廉，固体制冷剂可长期储存，安全系数极高，适用于恶劣的矿井生产环境。

这种矿井避险硐室、救生舱内部降温除湿方法，其特征在于：利用储存在高位贮水箱体内的常温水、并通过在高位水体降落的路径上设置的致冷剂，使水体在经致冷剂处理后变成接近于0度的低温水，随后由该低温水通过热交换向避险硐室、救生舱内部提供低温空气，达到内部可控降温目的。

根据以上方法提出的避险硐室、救生舱内部降温除湿方法，包括由高位水箱、贮水柜、致冷药筒和热交换单元构成的水冷式降温系统；所述的高位水箱设置于支架上部，所述的致冷药筒设置于支架中部，由高位水箱向装载有制冷剂的致冷药筒提供常温流水，降温后的水体自由下落在热交换单元中，并通过风机将热交换单元产生的低温空气送入避险硐室、救生舱内部空间。

所述制冷剂为硝酸铵、硝酸钾、氯化铵、碳酰二胺、碳酰胺、脲、硫酸钠、草酸钠中的一种。

所述的高位水箱与致冷药筒之间设置有控制分配器，所述控制分配器的上部通过主输水管与高位水箱底部连接，所述控制分配器的底部通过与致冷药筒一一对应的分支输水管与药筒顶端连接；所述的热交换单元设置于支架底部并通过热交换单元上部的输水管与致冷药筒底端相连，由此构成无源的化学制冷装置。

所述的高位水箱通过水泵与储水箱连接，所述的储水箱放置在支架外。

所述水泵采用手动水泵或采用蓄电池供电的微型水泵。

所述致冷药筒为内空柱体，筒腔内装填有固体制冷剂，所述致冷药筒的上部设有倒置的圆台形分水器，所述致冷药筒的下部设有防止固体制冷剂外漏的滤网。

所述的控制分配器上设有一控制阀，用于开启空气制冷装置。

所述控制阀为手动阀或者自动阀。