權(quán)利要求書： 1.一種用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：包括設(shè)置在井下的換熱單元和與所述換熱單元連接的低壓閃蒸降溫單元，

所述換熱單元包括設(shè)置在礦井內(nèi)、內(nèi)部設(shè)有制冷介質(zhì)的盤管（1）和與所述盤管（1）連接的換熱器，所述換熱器包括通過管道連接的蒸發(fā)器（19）和冷凝器（3），所述蒸發(fā)器（19）的一側(cè)與盤管（1）連接，蒸發(fā)器（19）內(nèi)的介質(zhì)通過設(shè)有壓縮機(jī)（18）的管道與冷凝器（3）連接，所述冷凝器（3）內(nèi)的介質(zhì)通過設(shè)有節(jié)流閥（2）的管道與蒸發(fā)器（19）連接；

所述低壓閃蒸降溫單元包括壓力罐（15），所述冷凝器（3）處設(shè)有制冷介質(zhì)，所述制冷介質(zhì)通過進(jìn)水管（4）與壓力罐（15）的上部連接，壓力罐（15）的下部通過出水管（16）與制冷介質(zhì)連接，壓力罐（15）的頂部設(shè)有與大氣連通的風(fēng)道（7）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：所述進(jìn)水管（4）上設(shè)有溫控閥，設(shè)置在壓力罐（15）內(nèi)進(jìn)水管（4）的末端設(shè)有噴頭（9），所述噴頭（9）的下方設(shè)有填料（10）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：所述噴頭（9）上方的壓力罐（15）內(nèi)設(shè)有擋板（20）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：所述壓力罐（15）的頂部設(shè)有壓力表（5）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：所述壓力罐（15）的一側(cè)設(shè)有水位計(jì)（11）。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：所述風(fēng)道（7）上設(shè)有與蓄水池（13）連接的回水管（8），風(fēng)道（7）內(nèi)設(shè)有真空循環(huán)泵（6）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：所述蓄水池（13）的一側(cè)通過循環(huán)泵（14）與壓力罐（15）連接，蓄水池（13）的另一側(cè)與補(bǔ)水裝置（12）連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：所述出水管（16）上設(shè)有與溫控表連接的補(bǔ)水泵（17）。

9.根據(jù)權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的用于礦井降溫的制冷裝置，其特征在于：所述壓縮機(jī)（18）為復(fù)疊式壓縮機(jī)。

說明書： 一種用于礦井降溫的制冷裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型涉及礦井降溫領(lǐng)域，具體的說是一種用于礦井降溫的制冷裝置。背景技術(shù)[0002] 礦井內(nèi)的地?zé)?、礦物、燃料等放出的熱量、采掘機(jī)電設(shè)備工作時(shí)放出的熱量和風(fēng)流下流時(shí)自壓縮放出的熱量是造成深井高溫的主要原因。礦井高溫?zé)岷σ殉蔀橹萍s井下安全

開采的重大問題之一。有關(guān)專家認(rèn)為未來礦山的極限開采深度將取決于礦井降溫技術(shù)和裝

備的發(fā)展水平。

[0003] 高溫高濕的環(huán)境不僅嚴(yán)重危害人體的健康，而且時(shí)刻威脅生產(chǎn)的順利進(jìn)行。人體長(zhǎng)時(shí)間在濕熱的空氣中會(huì)出現(xiàn)熱痙攣現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)中暑、嘔吐、濕疹、暈倒等癥狀影

響人體健康。長(zhǎng)期在熱濕環(huán)境下工作，中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制，注意力分散，動(dòng)作的準(zhǔn)精確

性和協(xié)調(diào)性下降，且工人心理上易煩躁不安，加上繁重的體力勞動(dòng)，機(jī)警能力下降，事故發(fā)

生率上升，有必要采用礦井制冷降溫控制高溫高濕的井下環(huán)境。

[0004] 目前礦井降溫方法有：人工制冰降溫法、鼓風(fēng)降溫和井下降溫系統(tǒng)（水源熱泵式）三種。人工制冰降溫輸送冷媒冷損較大，適用于不太深的礦井；鼓風(fēng)降溫，在降溫的同時(shí)鼓

真空循環(huán)泵組同時(shí)產(chǎn)生了大量的熱，影響了降熱效果；井下降溫系統(tǒng)，由熱力學(xué)第二定律可

知，冷熱源在同一個(gè)工作環(huán)境的條件下，冷熱源的換熱效率低下，既浪費(fèi)了不必要的能源，

也使熱泵工作產(chǎn)熱增加。運(yùn)行費(fèi)用高。

實(shí)用新型內(nèi)容

[0005] 本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種用于礦井降溫的制冷裝置，將低壓閃蒸與制冷循環(huán)換熱相結(jié)合，使氣壓罐中的水低壓狀態(tài)下沸騰汽化利用潛熱將系統(tǒng)的熱量帶

走，地下礦井的溫度降低。

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：[0007] 本實(shí)用新型包括設(shè)置在井下的換熱單元和與所述換熱單元連接的低壓閃蒸降溫單元，所述換熱單元包括設(shè)置在礦井內(nèi)、內(nèi)部設(shè)有制冷介質(zhì)的盤管和與所述盤管連接的換

熱器，所述換熱器包括通過管道連接的蒸發(fā)器和冷凝器，所述蒸發(fā)器的一側(cè)與盤管連接，蒸

發(fā)器內(nèi)的介質(zhì)通過設(shè)有壓縮機(jī)的管道與冷凝器連接，所述冷凝器內(nèi)的介質(zhì)通過設(shè)有節(jié)流閥

的管道與蒸發(fā)器連接；所述低壓閃蒸降溫單元包括壓力罐，所述冷凝器處設(shè)有制冷介質(zhì)，所

述制冷介質(zhì)通過進(jìn)水管與壓力罐的上部連接，壓力罐的下部通過出水管與制冷介質(zhì)連接，

壓力罐的頂部設(shè)有與大氣連通的風(fēng)道。

[0008] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述進(jìn)水管上設(shè)有溫控閥，設(shè)置在壓力罐內(nèi)進(jìn)水管的末端設(shè)有噴頭，所述噴頭的下方設(shè)有填料。

[0009] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述噴頭上方的壓力罐內(nèi)設(shè)有擋板。[0010] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述壓力罐的頂部設(shè)有壓力表。[0011] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述壓力罐的一側(cè)設(shè)有水位計(jì)。[0012] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述風(fēng)道上設(shè)有與蓄水池連接的回水管，風(fēng)道內(nèi)設(shè)有真空循環(huán)泵。

[0013] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述蓄水池的一側(cè)通過循環(huán)泵與壓力罐連接，蓄水池的另一側(cè)與補(bǔ)水裝置連接。

[0014] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述出水管上設(shè)有與溫控表連接的補(bǔ)水泵。[0015] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于：所述壓縮機(jī)為復(fù)疊式壓縮機(jī)。[0016] 由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型取得的有益效果是：[0017] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特，首次將低壓閃蒸技術(shù)與制冷循環(huán)換熱相結(jié)合用于礦井降溫，通過制冷循環(huán)將礦井工作端的工作熱量傳送到壓力罐中利用低壓閃蒸技術(shù)將當(dāng)下

溫度和壓力的水沸騰汽化，其核心是從壓力罐內(nèi)抽取空氣，使壓力罐中的水在低壓狀態(tài)下

沸騰汽化利用潛熱將系統(tǒng)的熱量帶走，地下礦井的溫度降低，為長(zhǎng)期工作在礦井內(nèi)的工作

人員提供舒適、低溫的工作環(huán)境，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。不僅大大降低了地下礦井降溫的投

入成本，而且做到對(duì)能源的回收利用，提高了能源的利用效率。其適用范圍廣，市場(chǎng)前景好，

有大力推廣的必要。

附圖說明[0018] 圖1是本實(shí)用新型的工作原理結(jié)構(gòu)示意圖。[0019] 其中，1、盤管；2、節(jié)流閥；3、冷凝器；4、進(jìn)水管；5、壓力表；6、真空循環(huán)泵；7、風(fēng)道；8、回水管；9、噴頭；10、填料；11、水位計(jì)；12、補(bǔ)水裝置；13、蓄水池；14、循環(huán)泵；15、壓力罐；

16、出水管；17、補(bǔ)水泵；18、壓縮機(jī)；19、蒸發(fā)器；20、擋板。

具體實(shí)施方式[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明：[0021] 一種用于礦井降溫的制冷裝置，如圖1所示，其包括設(shè)置在井下的換熱單元和與所述換熱單元連接的低壓閃蒸降溫單元，換熱單元的介質(zhì)吸取礦井內(nèi)的熱量溫度升高轉(zhuǎn)化為

高溫高壓的液態(tài)介質(zhì)，當(dāng)該介質(zhì)升至系統(tǒng)設(shè)定溫度值時(shí)進(jìn)入低壓閃蒸降溫單元，在當(dāng)下溫

度和壓力的環(huán)境下，液態(tài)介質(zhì)迅速沸騰汽化經(jīng)風(fēng)道排出達(dá)到系統(tǒng)降溫的目的。

[0022] 所述換熱單元設(shè)置在礦井內(nèi)的盤管1和與所述盤管1連接的換熱器，所述換熱器包括設(shè)置在井下的蒸發(fā)器19、冷凝器3和連接所述蒸發(fā)器19與冷凝器3的管道，所述蒸發(fā)器19

內(nèi)的介質(zhì)通過設(shè)有壓縮機(jī)18的管道與冷凝器3連接，所述壓縮機(jī)18最好為復(fù)疊式壓縮機(jī)，確

保經(jīng)過一個(gè)壓縮過程達(dá)到冷凝器3與75℃水的換熱過程。所述冷凝器3內(nèi)的介質(zhì)通過設(shè)有節(jié)

流閥2的管道與蒸發(fā)器19連接，所述管道內(nèi)介質(zhì)為環(huán)保型工質(zhì)R134a、乙二醇溶液或其它制

冷劑。

[0023] 所述盤管1與蒸發(fā)器19連接，盤管1內(nèi)設(shè)置的制冷介質(zhì)為水，所述水吸收地下礦井的余熱溫度升高，蒸發(fā)器19吸收盤管1內(nèi)水的熱量，也可以直接吸收地下礦井的余熱。

[0024] 所述蒸發(fā)器19內(nèi)低溫低壓的液態(tài)介質(zhì)吸收盤管1內(nèi)水的熱量或地下礦井的余熱后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍鈶B(tài)進(jìn)入壓縮機(jī)18，經(jīng)過壓縮機(jī)18的壓縮后變?yōu)楦邷馗邏旱臍鈶B(tài)，高溫高

壓的氣態(tài)制冷劑在冷凝器3內(nèi)放熱，所述冷凝器3放出的熱量加熱礦井內(nèi)冷凝器3處設(shè)置的

制冷介質(zhì)，制冷介質(zhì)吸收熱量溫度升高。所述冷凝器3處的制冷介質(zhì)通過設(shè)有溫控閥的進(jìn)水

管4與壓力罐15的上部連接，所述制冷介質(zhì)為水，所述溫控閥包括溫度傳感器、控制器和調(diào)

節(jié)閥，溫度傳感器測(cè)得的溫度信息傳遞給控制器的輸入端，當(dāng)該處的制冷介質(zhì)溫度升高到

設(shè)定值時(shí)，控制器根據(jù)接收到的溫度信息與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較判斷以后向調(diào)節(jié)閥發(fā)出

開啟或關(guān)閉的命令。

[0025] 冷凝器3內(nèi)高溫高壓的氣態(tài)制冷劑放出熱量后變?yōu)楦邷馗邏旱囊簯B(tài)制冷劑，經(jīng)過節(jié)流閥2變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍鈶B(tài)進(jìn)入蒸發(fā)器19，在蒸發(fā)器19內(nèi)吸收熱量變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍鈶B(tài)，

周而復(fù)始的循環(huán)，利用制冷劑的相變不斷的將地下礦井的余熱轉(zhuǎn)移到冷凝器3處設(shè)置的制

冷介質(zhì)內(nèi)。

[0026] 壓力罐15的設(shè)置為系統(tǒng)提供一個(gè)低壓的運(yùn)行環(huán)境，起到平衡水量和壓力的作用，各點(diǎn)控制均為聯(lián)鎖反應(yīng)，自動(dòng)運(yùn)行，壓力波動(dòng)范圍小，安全可靠、節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益好，可

有效避免安全閥的頻繁開啟和自動(dòng)補(bǔ)水閥的頻繁補(bǔ)水。物質(zhì)的沸點(diǎn)是隨壓力增大而升高，

而壓力越低，沸點(diǎn)就越低。這樣就可以讓高壓高溫流體經(jīng)過減壓，使其沸點(diǎn)降低。當(dāng)水在大

氣壓力下被加熱時(shí)，100℃是該壓力下液體水所能允許的最高溫度。再加熱也不能提高水的

溫度，而只能將水轉(zhuǎn)化成蒸汽。水在升溫至沸點(diǎn)前的過程中吸收的熱叫“顯熱”，在同樣大氣

壓力下將飽和水轉(zhuǎn)化成蒸汽所需要的熱叫“潛熱”。壓力降低，部分顯熱釋放出來，這部分超

量熱就會(huì)以潛熱的形式被吸收，引起部分水被“閃蒸”成蒸汽。

[0027] 將壓力罐15通過抽氣裝置進(jìn)行抽氣降壓處理，冷凝器3內(nèi)介質(zhì)達(dá)到設(shè)定溫度值時(shí)，進(jìn)水管4上的溫控閥開啟冷凝器3內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)入壓力罐15內(nèi)。在壓力罐15內(nèi)進(jìn)水管4的端部

設(shè)有噴頭9，在壓力罐15內(nèi)通過噴頭9噴出而瞬間被霧化，噴頭9的設(shè)置增大了液體汽化的表

面積，使液體在低壓狀態(tài)下迅速沸騰汽化，并實(shí)現(xiàn)兩相分離，然后通過壓力罐15頂部與大氣

連通的風(fēng)道7順利將熱量帶出。

[0028] 當(dāng)下溫度的水進(jìn)入低壓狀態(tài)的壓力罐15內(nèi)瞬間汽化，以潛熱形式被“閃蒸”成蒸汽。部分蒸汽通過壓力罐15頂部風(fēng)道7內(nèi)的真空循環(huán)泵6將蒸汽抽入風(fēng)道7內(nèi)被送出以供它

用，部分蒸汽在風(fēng)道7內(nèi)冷凝成水經(jīng)與風(fēng)道7連接的回水管8流回蓄水池13，回水管8的設(shè)置

可將風(fēng)道7內(nèi)的蒸汽冷凝水引入蓄水池13，既避免了水分在風(fēng)道7內(nèi)滯留，又達(dá)到水分循環(huán)、

節(jié)約能源的效果。

[0029] 所述蓄水池13的一側(cè)通過循環(huán)泵14與壓力罐15連接，蓄水池13的另一側(cè)與補(bǔ)水裝置12連接。當(dāng)壓力罐15一側(cè)的水位計(jì)11顯示水量不足時(shí)，開啟循環(huán)泵14向壓力罐15內(nèi)補(bǔ)水

確保壓力罐15內(nèi)水位恒定。蓄水池13內(nèi)水量不足時(shí)通過補(bǔ)水裝置12補(bǔ)充。

[0030] 所述壓力罐15內(nèi)噴頭9的下方設(shè)有填料10，填料10的設(shè)置利于釋放更多的熱量。噴頭9噴出的水蒸氣部分經(jīng)填料10進(jìn)入壓力罐15的水內(nèi)，使水溫度升高，當(dāng)水溫升高到設(shè)定值

時(shí)，經(jīng)出水管16在補(bǔ)水泵17的作用下將壓力罐15內(nèi)的水送入制冷介質(zhì)內(nèi)，再度吸收冷凝器3

放出的熱量，周而復(fù)始。

[0031] 所述壓力罐15的下部通過出水管16與制冷介質(zhì)連接，所述出水管16上設(shè)有與溫控表連接的補(bǔ)水泵17。所述溫控表包括溫度傳感器和控制器，當(dāng)溫度傳感器測(cè)得的溫度值傳

遞給控制器的輸入端，控制器將接收的溫度值與內(nèi)部的設(shè)定值比較、判斷，然后向補(bǔ)水泵17

發(fā)出開啟或關(guān)閉的命令。

[0032] 所述噴頭9上方的壓力罐15內(nèi)設(shè)有擋板20，在噴頭9處沸騰汽化后蒸汽經(jīng)過擋板20時(shí)水蒸氣順利通過，水分被留住，可防止在壓力罐15負(fù)壓環(huán)境下，真空循環(huán)泵6將水抽出壓

力罐15。

[0033] 所述噴頭9上方的壓力罐15上設(shè)有壓力表5，壓力表5的設(shè)置可直觀顯示壓力罐15的壓力值，利于該裝置的壓力控制，為裝置的正常運(yùn)行提供可靠的壓力保證。

[0034] 本實(shí)用新型通過制冷循環(huán)將工作端的工作熱量傳送到壓力罐15內(nèi)，在壓力罐15內(nèi)利用低壓閃蒸技術(shù)使當(dāng)下溫度和壓力下的水迅速沸騰汽化，利用相變潛熱將工作環(huán)境的熱

量帶走以供他用，使地下礦井的溫度降低。

[0035] 最后應(yīng)該說明的是：上述實(shí)例只是為清楚表述本實(shí)用新型而做的舉例，并不具備唯一性，亦絕非是對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)

上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)，在此無法對(duì)所有的實(shí)施方式進(jìn)行窮舉，而由此

所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。