专利名称：矿难救生用co2空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置的制作方法
技术领域：
它是在矿难发生时，没有能源条件下依靠C02工质的物理性质和能量，实现空调降温除湿空气净化的集成技术，它是生命工程的核心部分之一。
背景技术：
矿难救生用C02空调制冷装置，在没有电能供应的条件下，依靠C02的物理性质与能量继续完成空调降温除湿空气净化的技术，在避险硐室、救生舱内呵护和延续生命的生命工程技术。其核心技术基础是C02工质资源的科学利用，目前集中在以制冷为核心展开， C02制冷是开放式制冷循环，包括制冷剂C02从容器经减压器、管道、控制阀门(膨胀阀)、 蒸发器、气动马达推动风扇，风扇推动空气同时完成制冷换热和气体净化的循环，还有增加级表面换热器的技术；目前，具有代表性的装置是**外国公司的C02空调制冷降温除湿过滤装置、C02气体提供空气过滤动力。现在所有的C02的空调降温除湿空气过滤的装置，都面临如何全面利用C02工质资源一物理性能和能量，研究新技术，设计、开发救生舱内空调、降温、除湿、 空气净化的系统工程装置，强化、提高系统呵护生命工程价值。还存在的以下不足人均单位时间C02消耗量大，根据资料最好的是0. 88Kg/人*时；C02的单位质量制冷量利用没有达到C02工质最佳工况；空气净化效率与空调制冷过程热交换的效率不高、互相干扰。浪费制冷工质、空气净化效率低导致增加空气净化的投资(例如增加空气净化帘幕设施等)、限制它在矿难时发挥救生功能与作用。国外数据证明矿难发生时，切断一切能源供应时在救生舱内，由于温度升高和人体排出的C02浓度增加导致中毒而死亡；在无外界能源补充条件下、只依靠蓄电池电能，很难实现较长时间空调降温除湿空气净化、投资非常大。国内外的技术都是开发C02开放式制冷技术、解决无电源时较长时间空调降温除湿空气净化、探索利用它的能量的方法与提高能量利用率。目前，引进的救生舱/避险硐室中C02技术，不适合中国国情，外国公司提供的资料中，其系统原理图中存在空气过滤与制冷换热的矛盾、没有处理好气体运动耗能与相变势能的关系、在工质能源分配尚有可以改进的地方。国内的技术是模仿、学习、改造国外技术，目前只有制冷、还没有制冷与净化相结合的产品和技术。总之，矿难用C02技术是C02封闭循环制冷的零部件，没有注意它与C02开放循环零部件结构方面的区别；探索各种功能之间的关系协调(各种功能空调、除湿、降温、空气净化等)。为了克服现有技术的缺点，本发明，公开矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置。本发明较好利用C02工质性能和能量，发挥在救生、避险过程呵护和延续生命的最大效果，在提高C02的单位质量制冷效率、充分利用它的能量方面有创新的技术。
发明内容
本发明，公开矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置。更具体的说， 它是在矿难发生时，没有能源条件下依靠C02工质的物理性质和能量，实现空调降温除湿空气净化的集成技术，它是生命工程的核心部分之一。本发明通过以下技术方案实现的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，包括制冷剂C02从容器 (1)经管道排(2)、控制阀门(4)、减压器(3)、蒸发器(5)、C02气体推动马达(6)风扇(7) 经阀门(9)、管道(8)排出救生舱外、马达风扇完成气体循环，上面所述的集成装置是C02工质开放制冷循环与C02的气动马达风扇完成空气降温除湿净化的气体循环集成；上面所述的C02工质开放制冷循环的蒸发器( 一端连接减压器C3)及控制阀门G)、另一端连接气动马达(6)、马达的出气口连接阀门(9)及管道(8)、C02气体通过管道(8)向舱外排气； 上面所述的C02气体马达的出气口通过管道连接旁通阀(10)、旁通阀的另一端连接减压器 (3)；上面所述的C02工质开放制冷循环的蒸发器( 是C02液体闪蒸原理的蒸发器；上面所述的C02液体闪蒸原理的蒸发器是闪蒸器(15)、联箱(16)、翅片(17)、集管(18)；上面所述的气体净化降温除湿的气体循环是空气由净化箱(11)经气室(12)、蒸发器(5)、导流板 (13)、风扇(7)进入舱内的气体循环；上面所述的空气净化箱(11)内装有空气净化材料集合体(14)；其特征是，上面所述的空气净化材料集合体是C02气体吸收材料与活性炭结合的集合体；上面所述的吸收材料是钠石灰或者钙石灰或者氢氧化锂的复合材料；本发明的有益结果是1、使用一个风扇完成空气净化循环，减少C02的消耗，结构简单；2、提高空气净化效果；减少C02工质储存能量的消耗；增加救生机会、延续呵护生命的时间；3、提高救生舱或者避险硐室呵护生命的生命工程价值；
图1是C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置、图2是图1中A部放大图、图3 是图1中B部放大图图中1容器、2管道排、3减压器、4控制阀门、5蒸发器、6气动马达、7风扇、8管道、 9出气口阀门、10旁通阀、11净化箱、12气室、13导流罩、14净化材料集合体、15闪蒸器、16 联箱、17翅片、18集管；
具体实施例方式包括对比例和实施例对比例单位质量C02的制冷效率对比，对比技术是被中国业界普遍认为最好的技术是“**外国公司”的产品，其公开的资料中80L/瓶装液体C02，可以满足一个人IOOh 的制冷空调空气净化的需求；平均消耗是0. 88KgC02/人*h、按lKgC02液体的制冷量是 150Kcal计算(这不是最佳的制冷效率)，相当于人均需要制冷量是13Ical/人*h ；生物学资料是2000Kcal/人*d = 83Kcal/人*h、考虑其他热能20大卡/h，则，平均按每人一小时总的需要制冷量是83+20 = 103Kcal/h*人，**外国公司的C02单位质量制冷效率是 103/132 = 0. 78 ；从资料的系统原理图可以知道空气净化和换热制冷组合的综合效率不如分离的气体净化效率、制冷换热效率。实施例
实施条件空调工况是+35 °C _2°C，制冷量是IOOKcal/人*h，救生舱外温度是 550C，救生舱的保温效果是舱内的温度35°C，救生舱空间要求是大于或者等于1. 5立方米/ 人，平均活动面积大于0. 5平方米/人。基本条件与引进外国技术的工况相同。矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，包括制冷剂C02从容器 (1)经管道排(2)、控制阀门(4)、减压器(3)、蒸发器(5)、C02气体推动马达(6)风扇(7) 经阀门(9)、管道(8)排出救生舱外、马达风扇使舱内空气由净化箱(11)经空调机完成气体净化降温除湿的循环，其循环是C02工质开放制冷循环与C02的气动马达风扇完成气体循环集成；C02工质开放制冷循环的蒸发器( 一端连接减压器C3)及控制阀门G)、另一端连接气动马达(6)、马达的出气口连接阀门(9)及管道(8)、C02气体通过管道(8)向舱外排气；C02气体马达的出气口通过管道连接旁通阀(10)、旁通阀的另一端连接减压器(3)； C02工质开放制冷循环的蒸发器(5)是C02液体闪蒸原理的蒸发器；C02液体闪蒸原理的蒸发器是闪蒸器(15)、联箱(16)、翅片(17)、集管(18)；气体净化降温除湿的气体循环是空气由净化箱(11)经气室(12)、蒸发器(5)、导流板(13)、风扇(7)进入舱内的气体循环；空气净化箱(11)内装有空气净化材料集合体(14)；空气净化材料集合体是C02气体吸收材料与活性炭结合的集合体；吸收材料是钠石灰或者钙石灰或者氢氧化锂的复合材料。按照同样的C02单位质量制冷量是150Kcal计算，发明技术系统实际测量制冷量是1350大卡/h，消耗C02是9Kg/h，同样是按人均发热量消耗冷量103大卡/h*人计算，则 1350/103 = 13人，那么每一个人消耗的C02量是9KgC02/13人=0. 68Kg，本发明技术与从外国引进的C02制冷技术进行比较，在人均小时少消耗C02是0. 88-0. 68 = 0. 2Kg/人*h、 C02的单位质量制冷效率提高约20%，这是初步的结果。
权利要求
1.矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，包括制冷剂C02从容器(1) 经管道排O)、控制阀门G)、减压器(3)、蒸发器( 、⑶2气体推动马达(6)风扇(7)经阀门(9)、由管道(8)排出救生舱外、马达风扇完成气体的循环，其特征是，上面所述的集成装置是C02工质开放制冷循环与C02气动马达风扇完成净化闪蒸降温除湿的气体循环集成。
2.根据权利要求1所述的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，其特征是，上面所述的C02工质开放制冷循环的蒸发器( 一端连接减压器C3)及控制阀门 G)、另一端连接气动马达(6)、马达的出气口连接阀门(9)及管道(8)、C02气体通过管道 (8)向舱外排气。
3.根据权利要求1或者2所述的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，其特征是，上面所述的C02马达的出气口通过管道连接旁通阀(10)、旁通阀的另一端连接减压器(3)及控制阀G)。
4.根据权利要求1或者2所述的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，其特征是，上面所述的C02工质开放制冷循环的蒸发器( 是C02液体闪蒸原理的蒸发ο
5.根据权利要求1或者2或者4所述的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，其特征是，上面所述的C02液体闪蒸原理的蒸发器是闪蒸器(15)、联箱(16)、翅片 (17)、集管(18)。
6.根据权利要求1所述的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，其特征是，上面所述的气体循环是空气从净化箱(11)经气室(12)、蒸发器(5)、导流板(13)、风扇(7)进入舱内的循环。
7.根据权利要求1或者5所述的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，其特征是，上面所述的空气净化箱(11)内装有空气净化材料集合体(14)。
8.根据权利要求1或者5所述的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，其特征是，上面所述的空气净化材料集合体是C02气体吸收材料与活性炭的结合的集合体。
9.根据权利要求1或者5所述的矿难救生用C02空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置，其特征是，上面所述的吸收材料是钠石灰或者钙石灰或者氢氧化锂的复合材料。
全文摘要
矿难救生用CO2空调闪蒸降温除湿空气净化集成装置。不需要备用与外接能源，发挥救生舱或者避险硐室呵护生命功能的生命工程技术。它是CO2工质开放制冷循环与气动马达风扇完成降温除湿空气净化气体循环的集成。闪蒸蒸发器是闪蒸器(15)、联箱(16)、翅片(17)、集管(18)；空气从净化箱(11)经气室(12)、蒸发器(5)、导流板(13)、风扇(7)进入舱内的循环；净化箱内CO2气体吸收材料与活性炭的结合的集合体(14)，吸收材料是钠石灰或者钙石灰或者氢氧化锂的复合材料。有益的效果是提高制冷工质的制冷效率和技术舱内空气净化效率，提高救助和保护生命的能力，提升救生舱或者避险硐室的生命工程价值。
文档编号E21F11/00GK102562134SQ20101058023
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日
发明者于喆, 于润淇 申请人:于润淇