[发明专利]一种压风-蓄冰-围岩蓄冷耦合控温系统及其控温方法

说明书

本发明公开了一种压风‑蓄冰‑围岩蓄冷耦合控温系统及其控温方法，包括避难硐室和过渡室，过渡室内设有蓄冰容器和空压机，空压机通过进风管道与蓄冰容器连接，蓄冰容器与避难硐室通过送风管道连接，蓄冰容器循环连接有制冷系统，制冷系统用于向蓄冰容器输送冷量。本发明的有益效果是：制冷系统能够不断为蓄冰容器输送冷量，降低蓄冰容器内的温度，空压机将空气通过进风管道送至蓄冰容器进行降温，降温后的空气再由送风管道送至避难硐室，对避难硐室进行降温，相较于传统的降温方式，具有使用安全、可靠性高、经济成本低的优势。

技术领域

本发明涉及避难硐室降温技术领域，具体涉及一种压风-蓄冰-围岩蓄冷耦合控温系统。

背景技术

我国是煤炭生产大国，全国大部分煤矿以井下开采方式进行作业。一旦发生事故，不仅人员撤离困难，而且实施救援也存在很大难度。因此，在矿井中设立避难硐室，给井下人员提供应急避难场所，同时为地面救援人员争取时间。

由于避难硐室是相对密闭的空间，因此设计建造时要考虑将硐室内的温度、湿度和氧气量等参数维持在人体可接受的范围。避难硐室内的人员、设施都能产生热量，使硐室内温度上升，如果不及时降温，硐室内的温度会持续上升，人体处于高温环境会感到不舒适，而且过高的环境温度会损害人体的热平衡，使人身心失常，严重损害人体健康，甚至危及生命。因此，必须对避难硐室内进行降温。

目前，已有的避难硐室降温方式包括：1、高压二氧化碳膨胀降温，通过两次减压使二氧化碳膨胀从液态变为气态实现制冷，利用高压二氧化碳膨胀气体驱动风扇促使热空气流经蒸发器，冷却后为生存环境降温，但二氧化碳用量大，导致储备容器体积大，存在泄漏的安全隐患，使用后降温系统恢复难度大；2、高压液态空气制冷设备降温，将液态空气封装在一个2m³的高压储罐内，平时利用冷冻机组将液态空气维持在-195℃，避难时液态空气减压为常压低温气体进入生存环境实现降温，该装置经济成本高，欠缺实用价值。

发明内容

针对以上现状，本发明提供一种压风-蓄冰-围岩蓄冷耦合控温系统，具有使用安全、可靠性高、经济成本低的优势。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种压风-蓄冰-围岩蓄冷耦合控温系统，包括避难硐室和过渡室，其关键在于：所述过渡室内设有蓄冰容器和空压机，其中，所述空压机通过进风管道与蓄冰容器连接，所述蓄冰容器与避难硐室通过送风管道连接，所述蓄冰容器循环连接有制冷系统，制冷系统用于向蓄冰容器输送冷量。

采用上述结构，启动压风-蓄冰-围岩蓄冷耦合控温系统，制冷系统能够不断为蓄冰容器输送冷量，降低蓄冰容器内的温度，空压机将空气通过进风管道送至蓄冰容器进行降温，降温后的空气再由送风管道送至避难硐室，完成对避难硐室的降温。同时，在非避难期间，降温后的空气可以对避难硐室的围岩进行预冷，将部分冷量储存在围岩内，当避难硐室温度升高时可以吸收一部分室内的热量。

作为优选：所述蓄冰容器内的介质为水，所述制冷系统能够将蓄冰容器内的水制成冰。采用上述结构，降温效率更高，在断电的情况下，冰块能够有效保存冷量，持续对避难硐室降温，为救援人员争取了时间。

作为优选：所述制冷系统包括制冷机组，以及连接在制冷机组与蓄冰容器之间的进液管和回液管，所述进液管和/或回液管上设有溶液泵。采用上述结构，溶液泵提供动力，使得制冷剂在蓄冰容器与制冷机组之间循环流动，不断为蓄冰容器输送冷量。

作为优选：所述蓄冰容器内设有与进口管道连通的分流管道，以及与所述送风管道连通的汇总管道，所述分流管道与汇总管道之间均匀分布有换热管束。采用上述结构，热空气进入蓄冰容器后降温更均匀，效率更高。

作为优选：所述换热管束的数量为18根，每根所述换热管束的直径为30mm。