通过对矿井救生舱的热量分析、计算得出舱室内总热负荷,并根据相变材料的潜热值,计算出相变材料总量。在舱室内壁(硐室内壁)加装固定支架,将相变材料固定其上。通过平时蓄冷装置,使相变材料处于蓄冷状态,在发生灾变时,相变材料会根据自身特性,缓慢从周围环境吸取热量,将环境温度控制在适宜范围内。
整套温控系统可以将舱室内环境温度控制在最佳范围,同时通过相变材料的潜热蓄能和释能,使热量通过相变材料存储和转移,辅助其他降温设备,解决舱室内温度过高的问题。
三、矿用相变材料的无源制冷方案
相变材料温度控制系统在矿井救生舱及避难硐室中的应用
"降温"一直是逃生舱的难点问题。当巷道内发生事故,尤其是发生爆炸、火灾时,在舱外,爆炸产生的巨大热量可以短时间内使巷道温度上升到50℃以上。在舱内,人体及设备释放的热量也会使舱内持续升温。
3.1 相变材料温度控制系统蓄冷方案
根据相变材料自身特性,在作为矿井救生舱和避难硐室的温度控制系统时,需要在平时保持相变材料蓄冷状态。从而才能在发生灾变时,相变材料起到温度控制的作用。根据不同的矿井条件,可选择不同的蓄冷方式。主要包括:涡流制冷方案、自然冷却方案、水冷方案
3.1.1 涡流制冷方案
如井下环境温度超过24℃,且无其他冷源利用,可采用压风机产生的压缩气体(5~8KPa)接入涡流管中,根据涡流管自身特性,在涡流管的冷端可产生低于环境温度40℃以下的冷风,用于为相变材料提供冷源,保持相变材料蓄冷状态。
3.1.2 自然冷却方案
如井下环境温度条件适宜(<24℃),可将相变材料蓄冷结晶后,放入舱室(硐室),利用井下自然风量,将井下空气引入舱室内,并保证空气流通,根据相变材料相变点温度在环境温度之上,可以保证相变材料在持续结晶状态(即蓄冷状态)。