[发明专利]矿用蓄冷和二氧化碳耦合式制冷系统及方法

权利要求书

1.一种矿用蓄冷和二氧化碳耦合式制冷系统，其特征在于：

包括二氧化碳钢瓶（1）、二氧化碳汇流排（2）、截止阀（3）、三通换向阀（4）、蓄冷箱（7）、第一段冷却管道（12）、单向阀（11）、一级节流阀（5）、一级蒸发器（6）、第二段冷却管道（13）、二级节流阀（8）、二级蒸发器（9）和气动风机（10）；

所述二氧化碳钢瓶（1）的出气口与二氧化碳汇流排（2）进气口相连，所述二氧化碳汇流排（2）的出气口与截止阀（3）进气口相连，所述截止阀（3）出气口与三通换向阀（4）的第一端相连，所述三通换向阀（4）的第二端与第一段冷却管道（12）的入口相连，所述第一段冷却管道（12）的出口与单向阀（11）的入口相连，所述单向阀（11）的出口分成两路，一路与三通换向阀（4）的第三端相连，另一路与一级节流阀（5）的入口相连，所述一级节流阀（5）的出口与一级蒸发器（6）的入口相连，所述一级蒸发器（6）的出口与第二段冷却管道（13）的入口相连，所述第二段冷却管道（13）的出口与二级节流阀（8）的入口相连，所述二级节流阀（8）的出口与二级蒸发器（9）的入口相连，所述二级蒸发器（9）的出口与气动风机（10）进气口相连；所述气动风机的出气口与密闭空间外相通；

所述第一段冷却管道（12）和第二段冷却管道（13）位于蓄冷箱（7）内。

2.根据权利要求1所述的矿用蓄冷和二氧化碳耦合式制冷系统，其特征在于：所述一级蒸发器（6）和二级蒸发器（9）为毛细管式蒸发器；所述一级节流阀（5）和二级节流阀（8）为毛细管式节流阀。

3.根据权利要求1或2所述的矿用蓄冷和二氧化碳耦合式制冷系统的制冷方法，其特征在于包括以下过程：

当矿井内的温度高于31.1℃，所述三通换向阀（4）的第一端和第二端相通；所述二氧化碳钢瓶（1）内的高压常温二氧化碳气体经过第一段冷却管道（12）预冷，变成高压低温的二氧化碳液体；所述高压低温的二氧化碳液体经过一级节流阀（5）后，变成中压低温的二氧化碳液体；所述中压低温的二氧化碳液体通过一级蒸发器（6）与舱内气体热交换后，变成中压常温的二氧化碳气体；所述中压常温的二氧化碳气体经过第二段冷却管道（13）进一步预冷后，变成中压低温的二氧化碳液体；所述中压低温的二氧化碳液体经过二级节流阀（8）后，变成低压低温的二氧化碳气体；所述低压低温的二氧化碳气体通过二级蒸发器（9）与舱内气体实现热量交换后，变成低压常温的二氧化碳气体；所述低压常温的二氧化碳气体驱动气动风机（10）之后排出舱外；所述气动风机（10）带动舱内气体与一级蒸发器（6）和二级蒸发器（9）进行热量交换；

当矿井内的温度低于31.1℃，所述三通换向阀（4）的第三端、第一端相通；所述二氧化碳钢瓶（1）内的高压常温二氧化碳液体直接进入一级节流阀（5）后成中压常温二氧化碳气体；所述中压常温二氧化碳气体快速通过一级蒸发器（6）进入第二段冷却管道（13）预冷后成中压低温二氧化碳液体；所述中压低温二氧化碳液体经二级节流阀（8）后变成低压低温二氧化碳气体；所述低压低温二氧化碳气体通过二级蒸发器（9）与舱内气体实现热量交换后变成低压常温二氧化碳气体；所述低压常温二氧化碳气体驱动气动风机（10）之后排出舱外；所述气动风机（10）带动舱内气体与一级蒸发器（6）和二级蒸发器（9）进行热量交换。