一种矿井内用液态CO2循环制冷系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种矿井内用液态CO2循环制冷系统，包括液态CO2罐，包括液态CO2罐给区段进风巷中的CO2蒸发器供入高压液态CO2，高压液态CO2在CO2蒸发器中气化吸热，使CO2蒸发器降温并吸收巷道中的热量，实现井下工作面降温；液态CO2在CO2蒸发器中气化吸收大量热量之后，进入气态CO2输送管道，由空气压缩机将低压气态CO2压缩成高压液态CO2，再由高压液态CO2输送管道输送至井下，实现CO2循环利用。

A liquid CO2 circulating refrigeration system in mines

The utility model discloses a liquid CO2 circulating refrigeration system used in a mine, which comprises a liquid CO2 tank, a CO2 evaporator supplied by a liquid CO2 tank to a high-pressure liquid CO2 evaporator in an air inlet lane of a section, and a high-pressure liquid CO2 evaporator gasifies and absorbs heat in a CO2 evaporator so as to cool down the CO2 evaporator and absorb heat from the lane, thus realizing the cooling of the underground working face. The liquid CO2 is gasified in the CO2 evaporator and absorbed a large amount of heat, then it enters the gas CO2 transportation pipeline, compresses the low pressure gas CO2 into the high pressure liquid CO2 by the air compressor, and then transports the high pressure liquid CO2 transportation pipeline to the underground to realize the CO2 recycling.

【技术实现步骤摘要】
一种矿井内用液态CO2循环制冷系统
本技术涉及矿井制冷
，特别涉及一种矿井内用液态CO2循环制冷系统。
技术介绍
随着近年来煤矿开采深度的加深以及开采机械化程度的提高，我国很多煤矿采掘工作面温度达到35℃以上。矿工持续在高温环境中作业时，将造成人体机能迅速下降；工作效率降低；甚至造成人体中暑；工人机警能力下降造成安全事故，严重影响着矿工的健康与安全并阻碍煤炭的开采。因此，热害的防治成为一个亟待解决的问题。现有工作面降温方法包括：矿井通风、空气压缩式制冷降温、冰块降温、制冷空调等方式，但上述降温系统复杂，投资运行费用较高，且不能持续降温。
技术实现思路
本技术提供一种矿井内用液态CO2循环制冷系统，利用液态CO2气化吸收大量热量，对井下采掘工作面进行降温，并对CO2进行循环利用，改善工作面的工作条件。本技术提供了一种矿井内用液态CO2循环制冷系统，包括液态CO2罐、气态CO2罐、液态CO2输送管道和气态CO2输送管道，所述液态CO2罐和气态CO2罐位于矿井之外；所述液态CO2罐的输出端通过第一截断阀与液态CO2输送管道连接，所述气态CO2罐的输出端通过第二截断阀也与CO2输送管道连接；所述液态CO2输送管道上还从左到右依次设置有增压泵、稳压阀、第一流量传感器、压力变送器、第一温度传感器，所述增压泵、稳压阀、第一流量传感器、压力变送器、第一温度传感器均位于矿井之外；所述第一温度传感器右端的液态CO2输送管道从立井进入矿井内并延伸至区段进风巷，位于区段进风巷中的液态CO2输送管道上安装有若干个CO2蒸发器，所述液态CO2输送管道的末端通过第四截断阀与设置在区段进风巷中的气态CO2输送管道连接，所述气态CO2输送管道的另一端与矿井外的液态CO2输送管道相连，所述气态CO2输送管道的另一端与矿井外的液态CO2输送管道相连处位于第一流量传感器和压力变送器之间；所述气态CO2输送管道位于矿井外的管路上安装有一台空气压缩机，所述空气压缩机用于将气态CO2压缩成液体CO2；所述气态CO2输送管道位于矿井外的管路上还设置有第三截断阀，所述第三截断阀位于空气压缩机的左端；所述气态CO2输送管道位于矿井外的管路上还设置有CO2释放口，所述CO2释放口位于所述空气压缩机的右侧，所述CO2释放口上设置有第五截断阀；所述第一截断阀、第二截断阀、增压泵、稳压阀、第一流量传感器、压力变送器、第一温度传感器、第三截断阀、第四截断阀、第五截断阀分别与计算机信号相连。较佳地，所述CO2蒸发器包括液态CO2输入管、分散管、排管、导热片和气液混合CO2输出管；所述排管的左侧通过分散管与液态CO2输入管连通，所述液态CO2输入管的左端口与液态CO2输送管道相连接；所述排管的右侧也通过分散管与气液混合CO2输出管连通，所述气液混合CO2输出管的右端口与气态CO2输送管道相连接；所述排管中分布有若干个制冷片。较佳地，矿井中的工作面中设置有第二温度传感器和CO2浓度传感器，所述第二温度传感器和CO2浓度传感器分别与计算机信号相连。本技术和现有技术相比，其优点在于：本技术提供的一种矿井内液态CO2循环制冷系统，通过在区段进风巷中安设CO2蒸发器，高压液态CO2在CO2蒸发器中气化吸热，使CO2蒸发器降温并吸收巷道中的热量，实现井下工作面降温；液态CO2在CO2蒸发器中气化吸收大量热量之后，进入气态CO2输送管道，由空气压缩机将低压气态CO2压缩成高压液态CO2，再由高压液态CO2输送管道输送至井下，实现CO2循环利用。附图说明图1为本技术提供的一种矿井内用液态CO2循环制冷系统结构示意图；图2为CO2蒸发器示意图。附图标记说明：1、液态CO2罐；2、气态CO2罐；3、第一截断阀；4、第二截断阀；5、增压泵；6、稳压阀；7、第一流量传感器；8、第三截断阀；9、空气压缩机；10、压力变送器；11、第一温度传感器；12、液态CO2输送管道；13、CO2蒸发器；14、第四截断阀；15、区段进风巷；16、第二温度传感器；17、CO2浓度传感器；18、工作面；19、采空区；20、区段回风巷；21、气态CO2输送管道；22、第五截断阀；23、CO2释放口；24、液态CO2输入管；25、分散管；26、排管；27、制冷片；28、气液混合CO2输出管。具体实施方式下面结合附图，对本技术的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。如图1-2所示，本技术实施例提供了一种矿井内用液态CO2循环制冷系统，包括液态CO2罐1、气态CO2罐2，其中液态CO2储存罐用于提供液态CO2，气态CO2储存罐用于提供气态CO2，液态CO2输送管道12和气态CO2输送管道21，液态CO2罐1和气态CO2罐2位于矿井之外；液态CO2罐1的输出端通过第一截断阀3与液态CO2输送管道12连接，该第一截断阀用于控制液态CO2的输出，气态CO2罐2的输出端通过第二截断阀4也与CO2输送管道12连接，该第二截断阀用于控制液态CO2的输出；液态CO2输送管道12上还从左到右依次设置有增压泵5、稳压阀6、第一流量传感器7、压力变送器10、第一温度传感器11，增压泵用于向液态CO2输送管道内提供高压液态CO2，稳压阀用于向液态CO2输送管道中提供稳定压力的液态CO2，流量传感器用于监测液态CO2输送管道中CO2的输出量，压力变送器用于监测液态CO2输送管道内管道压力，第一温度传感器用于监测液态CO2输送管道内的温度，其中增压泵5、稳压阀6、第一流量传感器7、压力变送器10、第一温度传感器11均位于矿井之外；第一温度传感器11右端的液态CO2输送管道12从立井进入矿井内并延伸至区段进风巷15，位于区段进风巷15中的液态CO2输送管道12上安装有若干个CO2蒸发器13，液态CO2输送管道12的末端通过第四截断阀14与设置在区段进风巷15中的气态CO2输送管道21连接，气态CO2输送管道21的另一端与矿井外的液态CO2输送管道12相连，气态CO2输送管道21的另一端与矿井外的液态CO2输送管道12相连处位于第一流量传感器7和压力变送器10之间；气态CO2输送管道21位于矿井外的管路上安装有一台空气压缩机9，空气压缩机9用于将气态CO2压缩成液体CO2；气态CO2输送管道21位于矿井外的管路上还设置有第三截断阀8，第三截断阀用于控制高压CO2液体输出，该第三截断阀8位于空气压缩机9的左端；气态CO2输送管道21位于矿井外的管路上还设置有CO2释放口23，CO2释放口23位于空气压缩机9的右侧，CO2释放口23上设置有第五截断阀22；第一截断阀3、第二截断阀4、增压泵5、稳压阀6、第一流量传感器7、压力变送器10、第一温度传感器11、第三截断阀8、第四截断阀14、第五截断阀22分别与计算机信号相连。在本技术实施例中，CO2蒸发器13包括液态CO2输入管24、分散管25、排管26、导热片和气液混合CO2输出管28；排管26的左侧通过分散管25与液态CO2输入管24连通，液态CO2输入管24的左端口与液态CO2输送管道12相连接；排管26的右侧也通过分散管25与气液混合CO2输出管28连通，气液混合CO2输出管28的右端口与气态C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿井内用液态CO2循环制冷系统，其特征在于，包括液态CO2罐(1)、气态CO2罐(2)、液态CO2输送管道(12)和气态CO2输送管道(21)，所述液态CO2罐(1)和气态CO2罐(2)位于矿井之外；所述液态CO2罐(1)的输出端通过第一截断阀(3)与液态CO2输送管道(12)连接，所述气态CO2罐(2)的输出端通过第二截断阀(4)也与CO2输送管道(12)连接；所述液态CO2输送管道(12)上还从左到右依次设置有增压泵(5)、稳压阀(6)、第一流量传感器(7)、压力变送器(10)、第一温度传感器(11)，所述增压泵(5)、稳压阀(6)、第一流量传感器(7)、压力变送器(10)、第一温度传感器(11)均位于矿井之外；所述第一温度传感器(11)右端的液态CO2输送管道(12)从立井进入矿井内并延伸至区段进风巷(15)，位于区段进风巷(15)中的液态CO2输送管道(12)上安装有若干个CO2蒸发器(13)，所述液态CO2输送管道(12)的末端通过第四截断阀(14)与设置在区段进风巷(15)中的气态CO2输送管道(21)连接，所述气态CO2输送管道(21)的另一端与矿井外的液态CO2输送管道(12)相连，所述气态CO2输送管道(21)的另一端与矿井外的液态CO2输送管道(12)相连处位于第一流量传感器(7)和压力变送器(10)之间；所述气态CO2输送管道(21)位于矿井外的管路上安装有一台空气压缩机(9)，所述空气压缩机(9)用于将气态CO2压缩成液体CO2；所述气态CO2输送管道(21)位于矿井外的管路上还设置有第三截断阀(8)，所述第三截断阀(8)位于空气压缩机(9)的左端；所述气态CO2输送管道(21)位于矿井外的管路上还设置有CO2释放口(23)，所述CO2释放口(23)位于所述空气压缩机(9)的右侧，所述CO2释放口(23)上设置有第五截断阀(22)；所述第一截断阀(3)、第二截断阀(4)、增压泵(5)、稳压阀(6)、第一流量传感器(7)、压力变送器(10)、第一温度传感器(11)、第三截断阀(8)、第四截断阀(14)、第五截断阀(22)分别与计算机信号相连。...

【技术特征摘要】
1.一种矿井内用液态CO2循环制冷系统，其特征在于，包括液态CO2罐(1)、气态CO2罐(2)、液态CO2输送管道(12)和气态CO2输送管道(21)，所述液态CO2罐(1)和气态CO2罐(2)位于矿井之外；所述液态CO2罐(1)的输出端通过第一截断阀(3)与液态CO2输送管道(12)连接，所述气态CO2罐(2)的输出端通过第二截断阀(4)也与CO2输送管道(12)连接；所述液态CO2输送管道(12)上还从左到右依次设置有增压泵(5)、稳压阀(6)、第一流量传感器(7)、压力变送器(10)、第一温度传感器(11)，所述增压泵(5)、稳压阀(6)、第一流量传感器(7)、压力变送器(10)、第一温度传感器(11)均位于矿井之外；所述第一温度传感器(11)右端的液态CO2输送管道(12)从立井进入矿井内并延伸至区段进风巷(15)，位于区段进风巷(15)中的液态CO2输送管道(12)上安装有若干个CO2蒸发器(13)，所述液态CO2输送管道(12)的末端通过第四截断阀(14)与设置在区段进风巷(15)中的气态CO2输送管道(21)连接，所述气态CO2输送管道(21)的另一端与矿井外的液态CO2输送管道(12)相连，所述气态CO2输送管道(21)的另一端与矿井外的液态CO2输送管道(12)相连处位于第一流量传感器(7)和压力变送器(10)之间；所述气态CO2输送管道(21)位于矿井外的管路上安装有一台空气压缩机(9)，所述空气压缩机(9)用于将气态CO2压缩成液体C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，徐宇，翟小伟，习红军，蒋上荣，王伟峰，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61