基于相变灭火剂的冷却消防系统技术方案

本发明专利技术涉及机械或电子设备的温控和消防，特别涉及基于相变灭火剂的冷却消防系统。基于相变灭火剂的冷却消防系统，包括使用阻燃型制冷剂的压缩机制冷系统，压缩机制冷系统包括依次设置的压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器，形成冷却循环回路；节流元件之后连接有灭火喷淋支路；冷却消防系统还包括补液容器，节流元件之后设有冷却回路阀门，补液容器通过补液管路连接到冷却回路阀门之后、蒸发器和灭火喷淋支路之前；补液容器连接有用于使补液容器内排出的阻燃型制冷剂形成所需压力的动力装置，补液管路上设有补液阀。本发明专利技术能够解决现有的冷却消防系统制冷模式时不能即时进行制冷剂补充，且在灭火模式下不易保证充足的灭火剂供应量的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于相变灭火剂的冷却消防系统


[0001]本专利技术涉及机械或电子设备的温控和消防，特别涉及基于相变灭火剂的冷却消防系统。

技术介绍

[0002]一些机械设备和机械设备的周围环境具有温控和消防需求。例如，对于蒸汽机、内燃机、汽轮机和喷气发动机等把内能转化为机械能的热机来说，工作过程中，燃烧的燃料在做功的同时会产生大量的热，这些热积聚起来会对机械本身造成不良影响，进而缩短使用寿命，影响其他部件，甚至引发事故。因此，热机工作时对自身工作状态下的温度控制有一定需求，对于做功过程中产生的多余热应尽快降温、散热，以达到保护机械、保障安全的目的。当热机发生燃料泄露或者局部热失控时，会引局部的火灾，一旦难以控制可能引发爆炸事故。并且，由于热机工作时温度高、发热量大，对于热机局部火灾的扑灭应该选取高效的灭火剂。
[0003]另外，目前很多大型电子设备运行时也会产生大量的热，对环境温度和散热有较高的要求。例如数据中心会布设大量服务器，服务器的运行会产生大量的热，服务器一般在接触温度不高于70℃，空间温度不高于90℃的情况下能够正常工作，高于此温度界限后，服务器容易死机甚至热失控烧毁。并且，数据中心往往都需要设置备用电源UPS，UPS一般为化学储能电池，在运行中存在一定的热失控风险。基于以上两点，在大型数据中心，温度调节装置与自动灭火装置是必备设备。同时，数据中心多为复杂用电环境，对灭火器材的要求较高，需要具有灭火高效、无腐蚀性、无导电、易于清理等特点。
[0004]目前对机械设备或电子设备进行降温一般采用空调系统，而对于消防需求一般采用能够满足设备环境要求的灭火系统，温控和消防是两套相互独立的系统，分别独立工作。目前温控和消防需要设置成独立系统的根本原因是，空调系统所用的制冷剂和消防系统所用的灭火剂所用材料不同，必须基于独立的制冷管道和消防管道分别进行相应制冷剂和灭火剂的输送。但是，这种结构形式就造成现有的冷却消防系统结构复杂，管路成本高。对此，申请公布号为CN112038728A的中国专利技术专利申请公开了一种储能装置用冷却消防混合系统，包括压缩机制冷系统，压缩机制冷系统包括依次通过管路连接的压缩机、冷凝器、储液罐、节流元件(即上述专利技术专利申请中的节流阀)等，形成了冷却循环回路，节流元件之后并联有与冷却循环回路并联的灭火喷淋支路，用于实现消防功能。压缩机制冷系统使用的制冷剂为阻燃型制冷剂(如七氯丙烷、全氟己酮等)，这类阻燃型制冷剂除了能够实现制冷系统的正常运行，而且是具有阻燃特性、汽化吸热特性的相变灭火剂，能够实现消防功能。运行时，上述冷却消防混合系统具有冷却模式和灭火模式，冷却模式时，通过压缩机压缩阻燃型制冷剂，经过冷凝器、节流阀后通入冷却支路，对储能系统进行冷却；灭火模式时，液态的阻燃型制冷剂直接通过喷淋支路输送至喷头，雾化后喷向储能装置，可快速扑灭明火并短时间地抑制火情。灭火模式下，为了保证足够的灭火剂供应、提高灭火效果，冷却循环回路上还于压缩机之前的管路上连接有灭火支路，灭火支路远离压缩机的一端连接至用于在灭
火模式下供应制冷剂的灭火剂罐，灭火剂罐内的灭火剂同样为阻燃型制冷剂，当储液罐内液相制冷剂只剩5％时，启动灭火支路上的阀门，使灭火剂罐内的灭火剂通过灭火支路进入冷却循环回路中，起到在灭火模式下补充供应制冷剂的作用。
[0005]但是，现有的压缩机制冷系统运行时不可避免地会出现制冷剂的损耗，上述冷却消防混合系统在冷却模式下工作时，制冷剂少于一定量后将影响系统的制冷效果，而添加制冷剂需要进行专业操作，不能即时进行，也会对机械设备或电子设备的正常运行和压缩机制冷系统的稳定运行产生影响，造成温度波动。并且，在灭火模式下，上述冷却消防混合系统中灭火剂罐内的灭火剂需要通过压缩机、冷凝器、储液罐向用于灭火的喷淋支路供应，中间环节较多，不易保证充足的灭火剂供应量，灭火效果受限。假如为了避免中间环节的影响，将灭火剂罐设置到压缩机之后，则无法依靠压缩机向灭火剂罐内的制冷剂提供输送动力，灭火剂罐将无法发挥补充制冷剂的作用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种基于相变灭火剂的冷却消防系统，解决现有的冷却消防系统制冷模式时不能即时进行制冷剂补充，且在灭火模式下不易保证充足的灭火剂供应量的问题。
[0007]本专利技术中基于相变灭火剂的冷却消防系统采用如下技术方案：
[0008]基于相变灭火剂的冷却消防系统，包括使用阻燃型制冷剂的压缩机制冷系统，压缩机制冷系统包括依次设置的压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器，形成冷却循环回路；节流元件之后连接有与蒸发器并联布置的灭火喷淋支路；冷却消防系统还包括盛装有所述阻燃型制冷剂的补液容器，节流元件之后设有冷却回路阀门，补液容器通过补液管路连接到冷却回路阀门之后、蒸发器和灭火喷淋支路之前；补液容器连接有用于使补液容器内排出的阻燃型制冷剂形成所需压力的动力装置，补液管路上设有补液阀。
[0009]上述技术方案的有益效果是，与现有技术中通过压缩机提供灭火喷淋动力相比，通过补液管路连接到冷却循环回路上的补液容器上连接有动力装置，阻燃型制冷剂能够依靠动力装置形成所需压力，在补液阀开启后即向冷却循环回路即时补充助燃型制冷剂；同时，阻燃型制冷剂能够依靠动力装置形成的压力为阻燃型制冷剂的喷出提供动力，而且补液管路连接在位于节流元件的下游的冷却回路阀门之后、蒸发器和灭火喷淋支路之前，不需经过其他元件，直接通过阀门和管路向灭火喷淋支路供应灭火剂，从而能够更容易地保证充足的灭火剂供应量；另外，冷却回路阀门能够避免连接有动力装置的补液容器向节流元件之前的管路反向加压，在满足灭火剂供应需求的同时，能够避免对压缩机制冷系统造成损害。
[0010]作为一种进一步限定的技术方案：补液阀为单向阀，单向阀朝向冷却循环回路和灭火喷淋支路单向导通。
[0011]上述进一步限定的技术方案的有益效果是，采用单向阀时，通过选用具有设定的开启压力的单向阀即可在冷却循环回路中的压力低于临界压力时自动向冷却循环回路补充阻燃型制冷剂，设定的开启压力与冷却循环回路内需补充制冷剂时的临界压力对应，这样不需另外设置驱动装置来控制补液阀的启闭，有利于简化结构，降低成本。
[0012]作为一种进一步限定的技术方案：冷却循环回路上设有用于检测阻燃型制冷剂的
流速和/或压力的检测装置。
[0013]上述进一步限定的技术方案的有益效果是，通过检测装置能够方便地获知冷却循环回路是否需要补充制冷剂，相比于通过监测制冷效果来进行判断更加直观和准确。
[0014]作为一种进一步限定的技术方案：冷却消防系统还包括控制装置，检测装置、冷却回路阀门和动力装置与控制装置连接。
[0015]上述进一步限定的技术方案的有益效果是，通过设置控制装置并与检测装置、冷却回路阀门和动力装置连接能够实现自动化控制，有利于系统即时可靠地发挥作用。
[0016]作为一种进一步限定的技术方案：冷却消防系统还包括用于盛装压缩的动力气体的压缩气体容器，压缩气体容器与补液容器之间设有供气阀门；动力装置由压缩气体容器和所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于相变灭火剂的冷却消防系统，包括使用阻燃型制冷剂的压缩机制冷系统，压缩机制冷系统包括依次设置的压缩机(11)、冷凝器(12)、节流元件(13)和蒸发器(14)，形成冷却循环回路；节流元件(13)之后连接有与蒸发器(14)并联布置的灭火喷淋支路(21)；其特征在于，冷却消防系统还包括盛装有所述阻燃型制冷剂的补液容器(41)，节流元件(13)之后设有冷却回路阀门(17)，补液容器(41)通过补液管路连接到冷却回路阀门(17)之后、蒸发器(14)和灭火喷淋支路(21)之前；补液容器(41)连接有用于使补液容器(41)内排出的阻燃型制冷剂形成所需压力的动力装置，补液管路上设有补液阀(44)。2.根据权利要求1所述的基于相变灭火剂的冷却消防系统，其特征在于，补液阀(44)为单向阀，单向阀朝向冷却循环回路和灭火喷淋支路(21)单向导通。3.根据权利要求2所述的基于相变灭火剂的冷却消防系统，其特征在于，冷却循环回路上设有用于检测阻燃型制冷剂的流速和/或压力的检测装置。4.根据权利要求3所述的基于相变灭火剂的冷却消防系统，其特征在于，冷却消防系统还包括控制装置，检测装置、冷却回路阀门(17)和动力装置与控制装置连接。5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的基于相变灭火剂的冷却消防系统，其特征在于，冷却消防系统还包括用于盛装压缩的动力气体的压缩气体容器(42)，压缩气体容器(42)与补液容器(41)之间设...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍忠余，
申请(专利权)人：河南保营机电有限公司，
类型：发明
国别省市：