制冷通风机

权利要求书： 1.一种制冷通风机，其特征在于，所述制冷通风机包括进风段(10)、制冷段(20)、排风段(30)，所述制冷段(20)的一端与所述进风段(10)同轴固定连接，另一端与所述排风段(30)同轴固定连接；

所述制冷段(20)包括管道(21)、与所述管道(21)内部固定连接的蒸发器(26)、分别与所述管道(21)外壁固定连接的压缩机(25)、电气控制装置(22)、冷凝器(23)、膨胀阀组件(24)，所述压缩机(25)的出口端与所述冷凝器(23)进口端管道连接，所述冷凝器(23)出口端与所述膨胀阀组件(24)进口端连接，所述膨胀阀组件(24)出口端穿过所述管道(21)的管壁与所述蒸发器(26)进口端连通，所述蒸发器(26)出口端穿过所述管道(21)的管壁与所述压缩机(25)进口端连通；

所述电气控制装置(22)分别与所述压缩机(25)、所述冷凝器(23)电连接；

所述冷凝器包括风冷冷凝器或水冷冷凝器，所述风冷冷凝器包括多个冷凝器风扇(231)，多个所述冷凝器风扇(231)与所述电气控制装置(22)电连接。

2.根据权利要求1所述的制冷通风机，其特征在于，所述蒸发器(26)包括支撑杆(261)、盘管(262)，多根所述支撑杆(261)垂直于所述管道(21)轴线的平面平行设置，所述盘管(262)固定绕设在多根所述支撑杆(261)之间。

3.根据权利要求2所述的制冷通风机，其特征在于，所述盘管(262)外壁设置多个翅片结构。

4.根据权利要求1所述的制冷通风机，其特征在于，所述进风段(10)包括风机(11)，所述风机(11)同所述进风段(10)管道同轴线固定设置，所述风机(11)与所述电气控制装置(22)电连接。

5.根据权利要求1?4任意一项所述的制冷通风机，其特征在于，所述进风段(10)、所述排风段(30)分别固定设置至少一个温度传感器，多个所述温度传感器与所述电气控制装置(22)电连接。

6.根据权利要求1所述的制冷通风机，其特征在于，所述水冷冷凝器包括管壳式换热器或板式换热器。

7.根据权利要求1所述的制冷通风机，其特征在于，所述蒸发器(26)包括沿所述制冷段(20)的所述管道(21)轴线方向设置至少1个多层蒸发器。

8.根据权利要求1所述的制冷通风机，其特征在于，所述制冷段(20)的一端与所述进风段(10)通过轴套连接套或法兰连接，另一端与所述排风段(30)同轴通过轴套连接套或法兰固定连接。

9.根据权利要求1?4、6?8任意一项所述的制冷通风机，其特征在于，所述排风段(30)包括软管。

10.根据权利要求9所述的制冷通风机，其特征在于，所述排风段(30)还包括布料风管。

说明书： 制冷通风机技术领域[0001] 本实用新型涉及矿山机械技术领域，特别涉及一种制冷通风机。背景技术[0002] 轴流通风机(AxialFlowBlower)广泛应用于矿山安全生产，即实现外部环境中的新鲜空气与矿山作业区进行强制通风交互的重要设备，以及在隧道施工过程中，采用通

风机进行局部通风，增加作业区内部小区域对流；特别是封闭式矿井作业区，有效地将外部

新鲜空气输送至作业区实现系统通风需求至关重要，轴流通风机能够在矿山局部实现通

风，是矿山安全生产和灾害防治的基础，轴流通风机在矿山、隧道、水泥等行业具有很广泛

的应用。

[0003] CN211116712U公开了一种矿用轴流通风机，包括支架、风筒、电机、叶片和风向控制装置，所述支架上设置有风筒，且风筒内设置有电机，所述电机上设置有叶片，所述风筒

两端均设置有过滤网，所述风筒的两端均设置有风向控制装置，所述风向控制装置包括支

撑架、风向叶和连接杆，所述支撑架的两侧设置有限位支撑孔，且支撑架内部两侧均设置有

连接杆，所述连接杆内均匀设置有风向叶。

[0004] 传统的矿用轴流通风机通风质量影响着整个矿山作业安全稳定，目前非露天式封闭矿山作业过程需要安全性、可靠性更高的通风系统，由于矿山作业封闭、温度高、湿度大

等恶劣工况，加之不确定环境因素的影响，传统的矿用轴流通风机以及控制方法难以满足

矿山作业区有效地通风与热量交互需求，进而影响整个矿山的作业效率与安全生产。

实用新型内容

[0005] 经过长期生产实践发现，封闭的矿山作业区通常温度、湿度高、通风不畅导致作业工况恶劣，加之不确定的环境因素变化，不仅增加作业工人的劳动强度，且矿山作业效率

低，进而导致矿山的安全问题。

[0006] 有鉴于此，本实用新型旨在提出一种制冷通风机包括：进风段、制冷段、排风段，所述制冷段的一端与所述进风段同轴固定连接，另一端与所述排风段同轴固定连接；

[0007] 所述制冷段包括管道、与所述管道内部固定连接的蒸发器、分别与所述管道外壁固定连接的压缩机、电气控制装置、冷凝器、膨胀阀组件，所述压缩机的出口端与所述冷凝

器进口端管道连接，所述冷凝器出口端与所述膨胀阀组件进口端连接，所述膨胀阀组件出

口端穿过所述管道的管壁与所述蒸发器进口端连通，所述蒸发器出口端穿过所述管道的管

壁与所述压缩机进口端连通；

[0008] 所述电气控制装置分别与所述压缩机、所述冷凝器电连接；[0009] 所述冷凝器包括风冷冷凝器或水冷冷凝器，所述风冷冷凝器包括多个冷凝器风扇，多个所述冷凝器风扇与所述电气控制装置电连接。

[0010] 优选地，所述蒸发器包括支撑杆、盘管，多根所述支撑杆垂直于所述管道轴线的平面平行设置，所述盘管固定绕设在多根所述支撑杆之间。

[0011] 优选地，所述盘管外壁设置多个翅片结构。[0012] 优选地，所述进风段包括风机，所述风机同所述进风段管道同轴线固定设置，所述风机与所述电气控制装置电连接。

[0013] 优选地，所述进风段、所述排风段分别固定设置至少一个温度传感器，多个所述温度传感器与所述电气控制装置电连接。

[0014] 优选地，所述水冷冷凝器包括管壳式换热器或板式换热器。[0015] 优选地，所述蒸发器包括沿所述制冷段的所述管道轴线方向设置至少1个多层蒸发器。

[0016] 优选地，所述制冷段的一端与所述进风段通过轴套连接套或法兰连接，另一端与所述排风段同轴通过轴套连接套或法兰固定连接。

[0017] 优选地，所述排风段包括软管。[0018] 优选地，所述排风段还包括布料风管。[0019] 根据本实用新型实施例，一种制冷通风机，采用在制冷通风机的进风段、排风段中间设置制冷段，在制冷段的管道外壁设置压缩机、冷凝器，并将蒸发器设置在所述制冷段管

道内，当进风端将温度高的新鲜空气吸入制冷段后，经过蒸发器进行制冷，制冷后的空气根

据各工作区域的需要进行供给，实现将温度适宜的新鲜空气供给对应的工作区域，以满足

矿山封闭作业区域的通风需要与改善工作条件；更为有效地通风与满足热量交互需求，从

而提升通风系统的安全性、可靠性，进而提升整个矿山的作业效率与安全生产。

[0020] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明[0021] 构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

[0022] 图1为本实用新型一种实施方式的制冷通风机的结构图；[0023] 图2为本实用新型一种实施方式的制冷通风机制冷段总结构图；[0024] 图3为本实用新型另一种实施方式的制冷通风机制冷段侧视图；[0025] 图4为本实用新型一种实施方式的制冷通风机进风段的侧视图。[0026] 附图标记说明：[0027] 10进风段20制冷段[0028] 30排风段11风机[0029] 21管道22电气控制装置[0030] 23冷凝器24膨胀阀组件[0031] 25压缩机26蒸发器[0032] 231冷凝器风扇261支撑杆[0033] 262盘管具体实施方式[0034] 以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

[0035] 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的

实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实

施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应

当属于本实用新型保护的范围。

[0036] 需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样

使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包

括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤

或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包

括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0037] 为了解决背景技术部分所指的由于矿山作业封闭、温度高、湿度高等恶劣工况，加之不确定环境因素的影响，传统的制冷通风机以及控制方法难以满足矿山作业区有效地通

风与热量交互需求，进而影响整个矿山的作业效率与安全生产的问题。本实用新型提供一

种制冷通风机，如图1?图4所示，本实用新型的一种制冷通风机的总结构图，所述一种制冷

通风机包括：所述制冷通风机包括进风段10、制冷段20、排风段30，所述制冷段20的一端与

所述进风段10同轴固定连接，另一端与所述排风段30同轴固定连接；

[0038] 所述制冷段20包括管道21、与所述管道21内部固定连接的蒸发器26、分别与所述管道21外壁固定连接的压缩机25、电气控制装置22、冷凝器23、膨胀阀组件24，所述压缩机

25的出口端与所述冷凝器23进口端管道连接，所述冷凝器23出口端与所述膨胀阀组件24进

口端连接，所述膨胀阀组件24出口端穿过所述管道21的管壁与所述蒸发器26进口端连通，

所述蒸发器26出口端穿过所述管道21的管壁与所述压缩机25进口端连通；

[0039] 所述电气控制装置22分别与所述压缩机25、所述冷凝器23电连接；[0040] 所述冷凝器包括风冷冷凝器或水冷冷凝器，所述风冷冷凝器包括多个冷凝器风扇231，多个所述冷凝器风扇231与所述电气控制装置22电连接。

[0041] 本实用新型采用在制冷通风机的进风段、排风段中间设置制冷段，在制冷段的管道外壁设置压缩机、冷凝器，并将蒸发器设置在所述制冷段管道内，当进风端将温度高的新

鲜空气吸入制冷段后，经过蒸发器进行制冷，制冷后的空气根据各工作区域的需要进行供

给，实现将温度适宜的新鲜空气供给对应的工作区域，以满足矿山封闭作业区域的通风需

要与改善工作条件；能够有效地通风与满足热量交互需求，从而提升通风系统的安全性、可

靠性，进而提升整个矿山的作业效率与安全生产。

[0042] 为了使得由进风段10吸进管道的新鲜空气的温度在流经制冷段20时快速实时进行冷却，在本实用新型优选的情况下，所述蒸发器26包括支撑杆261、盘管262，多根所述支

撑杆261垂直于所述管道21轴线的平面平行设置，所述盘管262固定绕设在多根所述支撑杆

261之间。

[0043] 为了更好、更快速地冷却由进风段10吸进管道的新鲜空气的温度，增加所述盘管262与流动空气的接触时间和面积，更好地实现蒸发器26中的制冷剂与流动空气热量交换，

在本实用新型优选的情况下，所述盘管262外壁设置多个翅片结构。更为优选的情况下，根

据制冷量的不同，设置多组多层蒸发器。

[0044] 为了从外界吸入足够新鲜空气进入制冷段，从而实现矿山作业区的通风，在本实用新型优选的情况下，所述进风段10包括风机11，所述风机11同所述进风段10管道同轴线

固定设置，所述风机11与所述电气控制装置22电连接。更为优选的情况下，所述风机11可配

置单独的控制模块。

[0045] 为了将新鲜空气送入不同的作业区域，实现在不同工业区域的通风需要，在本实用新型优选的情况下，所述排风段30包括软管。

[0046] 为了更好地将新鲜空气送至对应的作业区域，进一步，本实用新型更为优选的情况下，所述排风段30采用可伸缩、可弯折的聚氯乙烯PC软管，更为优选的情况下，所述排风

段30采用布料软管制作成的风筒，当封闭作业区域需要通风时，则把排风管30拉伸至对应

的工作区域，对工作区域进行通风和降温。

[0047] 为了更好地对所述冷凝器23进行散热，根据不同的安装空间需求以及制冷要求，在本实用新型优选的情况下，所述冷凝器包括风冷冷凝器或水冷冷凝器，所述风冷冷凝器

包括平行于冷凝器设置的多个冷凝器风扇231；所述水冷冷凝器包括管壳式换热器或板式

换热器。

[0048] 为了更好地获知进风段10和排风段30管内的温度信息数据，用于作为制冷段20控制压缩机25的反馈信号，本实用新型更为优选的情况下，所述进风段10、所述排风段30分别

固定设置至少一个温度传感器，多个所述温度传感器与所述电气控制装置22电连接。更为

优选的情况下，所述排风段30出口端固定设置有湿度传感器，用于获取作业区域的环境湿

度信号。

[0049] 例如，当所述排风段30低于某个温度阈值，则温度传感器将所述排风段30的空气温度数据经过A/D转换之后传输至所述电气控制装置22，从而减小所述压缩机25的功率；当

所述排风段30高于等于某个温度阈值，则温度传感器将所述排风段30的空气温度数据经过

A/D转换之后传输至所述电气控制装置22，增大所述压缩机25的功率；在本实用新型优选的

情况下，调节所述压缩机25通过调频方式，采用控制所述压缩机25输入的电信号的脉冲宽

度调制(PulseWidthModulation，PWM)的频率，例如，增加压缩机频率，则加大PWM的频率，

反之，则减小PWM的频率。

[0050] 为了更好地对所述冷凝器23进行散热，根据不同的安装空间需求以及制冷要求，在本实用新型优选的情况下，所述水冷冷凝器包括管壳式换热器或板式换热器。

[0051] 为了更好地对制冷需求，在本实用新型优选的情况下，所述蒸发器26包括沿所述制冷段20的所述管道21轴线方向设置至少1个多层蒸发器。例如，某工作区域要求制冷需求

较大，依靠单个蒸发器所需要的功率大，为了更好地实现制冷效果，沿着所述制冷段20的所

述管道21轴线方向设置多个多层蒸发器，更为优选的为2?4个。

[0052] 为了更稳固地连接所述制冷段20与所述进风段10、所述制冷段20与所述排风段30，在本实用新型优选的情况下，所述制冷段20的一端与所述进风段10通过轴套连接套或

法兰连接，另一端与所述排风段30同轴通过轴套连接套或法兰固定连接。

[0053] 为了更好地将制冷段20吹出的新鲜空气送至所需要的工作区域，在本实用新型优选的情况下，所述排风段30包括软管，所述排风段30采用可伸缩、可弯折的聚氯乙烯PC软

管。

[0054] 为了更好地将制冷段20吹出的新鲜空气送至所需要的工作区域，在本实用新型优选的情况下，所述排风段30还包括布料风管。

[0055] 由于矿山封闭作业区域的环境工况变化大，且环境变量非线性、非稳态变化，需要根据具体作业区域内的不确定环境变量进行调整和修正控制方法，本实用新型提供的自适

应控制方法，综合作业区域的环境变量，由自适应器模块调节压缩机工作的PWM频率，进而

控制压缩机工作的功率，更为有效地通风与满足热量交互需求，从而提升通风系统的安全

性、可靠性，进而提升整个矿山的作业效率与安全生产。

[0056] 为了使控制系统中的被控对象能够更好地快速自适应外界干扰变化，在本实用新型更为优选的情况下，所述自适应器模块包括MRACS模型参考自适应控制系统(Model

ReferenceAdaptiveControlSystem,MRACS)，在本实用新型更为优选的情况下，所述自

适应器模块还包括神经网络模型，通过神经网络自适应特性，输入多组环境变量，输出控制

变量，从而更容易实现控制系统的收敛和成熟速度。

[0057] 为了更好地控制压缩机实现稳定的通风量与温度控制，在本实用新型优选的情况下，在步骤S3中，当所述控制数据大于等于预定阈值时，增加控制压缩机25运行的PWM频率

△f1；当所述控制数据小于预定阈值时，减小控制压缩机25运行的PWM频率△f2。

[0058] 矿山工作区域的环境温度通常高于外界环境温度，为了更为快捷地调节或将反馈信号发送至压缩机的控制模块，例如，所述控制数据X＝α1(T1)+α2(T2)+α3(|T1?T2|)，其中T1、

T2分别为进风段10、排风段30环境温度变量，α1、α2、α3为加权权重，其之和为1，当T1的温度

高，T2的温度小，则|T1?T2|偏大，那么X大于等于预定阈值，则表示矿山作业区域内的工作温

度过高，远远大于外界温度，急需降温，则控制压缩机增大功率，通过控制增加控制压缩机

25运行的PWM频率△f1；反之，减小控制压缩机25运行的PWM频率△f2。

[0059] 本实用新型实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述方法。

[0060] 需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本实用新型并不受所描述的动作顺序的限制，

因为依据本实用新型，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也

应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是

本实用新型所必须的。

[0061] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

[0062] 在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为

一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或

者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互

之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连

接，可以是电性或其它的形式。

[0063] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个

网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目

的。

[0064] 另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成

的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

[0065] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本

质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的

形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计

算机设备(可为个人计算机、移动终端、服务器或者网络设备等)执行本实用新型各个实施

例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read?Only

Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种

可以存储程序代码的介质。

[0066] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则

之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。