[發明專利]一種流體冷卻裝置

無效

• 申請號: 200910083724.6
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101556091A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 王嘉;邵雙全;石文星;張春杰;王寶龍;戴興泉;李先庭
• 申請（專利權）人: 清華大學;山西新華人工環境設備有限責任公司
• 主分類號: F25B5/00
• 分類號: F25B5/00;F25B6/00;F25B39/02;F25B39/04
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明提供一種流體冷卻裝置，特別適用于難以直接利用外界環境冷卻介質將高溫流體(通常高于50℃)進行預冷卻的場合，屬于制冷設備技術領域。

背景技術

對高溫流體(通常高于50℃)進行冷卻處理已成為當前諸多生產、科研中的常見工藝流程。采用附圖1所示的蒸氣壓縮式制冷設備是實現冷卻過程的基本方式。常規制冷設備由壓縮機1、冷凝器4、節流裝置5和蒸發器6及其連接管路構成，其工作過程為“壓縮-冷凝-節流-蒸發-壓縮”，待冷卻流體經流體冷卻通道7進入流體冷卻通道9，由蒸發器6吸收熱量，再由流體冷卻通道出口8流出。

上述方式雖然能實現對流體進行冷卻的目的，但存在三方面的不足：1)高溫流體的熱量均需由蒸發器帶走，故制冷設備的裝機容量大、需要配置的制冷系統各部件的容量、體積大；2)制冷設備的耗電量大；3)對冷凝側環境變化時的調節性能差、制冷設備的運行穩定性差，例如采用室外環境空氣作為制冷設備的放熱環境時，一年四季室外空氣溫度差別較大，導致制冷裝置的運行穩定性差，嚴重時將導致制冷系統不能運行。

發明內容

為解決高溫流體冷卻裝置現有技術中存在的不足，本發明提供一種利用冷凝后制冷劑作為預冷介質的具有節能性，并提高全年運行穩定性的流體冷卻裝置技術方案。

本發明的技術方案如下：

一種流體冷卻裝置，含有壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器以及流體冷卻通道，所述的蒸發器設置在流體冷卻通道內，其特征在于：所述的流體冷卻裝置還包括輔助冷凝器和設置在流體冷卻通道內的輔助蒸發器；壓縮機的制冷劑出口管與輔助冷凝器的制冷劑入口管相連，輔助冷凝器的制冷劑出口管與輔助蒸發器的制冷劑入口管相連，輔助蒸發器的制冷劑出口管與冷凝器的制冷劑入口管相連，使壓縮機、輔助冷凝器、輔助蒸發器、冷凝器、節流裝置、蒸發器和壓縮機順序連接構成“壓縮-冷凝-蒸發-冷凝-節流-蒸發-壓縮”的制冷循環；待冷卻流體由流體冷卻通道入口進入流體冷卻通道，先后流經輔助蒸發器和蒸發器，再由流體冷卻通道出口流出。

在上述的一種流體冷卻裝置中，其特征在于：所述的蒸發器為翅片管式換熱器、板式換熱器或殼管式換熱器；所述的輔助蒸發器為翅片管式換熱器、板式換熱器或殼管式換熱器。

在上述的一種流體冷卻裝置中，其特征在于：所述的冷凝器為風冷式、水冷式或蒸發冷卻式換熱器；所述的輔助冷凝器為風冷式、水冷式或蒸發冷卻式換熱器。

采用上述技術方案后的流體冷卻裝置具有如下優點：①制冷裝置提供的冷量由輔助蒸發器和蒸發器兩部分輸出，即冷卻高溫流體的一部分冷量由輔助蒸發器提供，使得制冷裝置的容量減小，所配置的壓縮機容量減小，耗電量降低，具有節能效果；②在外溫較高時，冷凝器和輔助冷凝器正常工作，當外溫降低時，通過分別調節流過冷凝器和輔助冷凝器的外界環境冷卻介質的流量(如空氣、水的流速)，可以提高冷卻裝置的運行穩定性，改善其調節性能，拓寬了本裝置正常使用時的外界溫度條件。

附圖說明

圖1為現有技術“壓縮-冷凝-節流-蒸發-壓縮”的制冷裝置結構原理圖。

圖2為本發明公開的“一種流體冷卻裝置”的結構原理圖。

圖1至圖2的各部件名稱為：

1-壓縮機，2-輔助冷凝器，3-輔助蒸發器，4-冷凝器，5-節流裝置，6-蒸發器，7-流體冷卻通道入口，8-流體冷卻通道出口，9-流體冷卻通道。

具體實施方式

圖2給出了本發明提供的“一種流體冷卻裝置”的結構原理圖。該裝置含有壓縮機1、冷凝器4、節流裝置5、蒸發器6以及流體冷卻通道9，所述的蒸發器6設置在流體冷卻通道內；該流體冷卻裝置還包括輔助冷凝器2和設置在流體冷卻通道內的輔助蒸發器3；壓縮機1的制冷劑出口管與輔助冷凝器2的制冷劑入口管相連，輔助冷凝器2的制冷劑出口管與輔助蒸發器3的制冷劑入口管相連，輔助蒸發器3的制冷劑出口管與冷凝器4的制冷劑入口管相連，使壓縮機1、輔助冷凝器2、輔助蒸發器3、冷凝器4、節流裝置5、蒸發器6和壓縮機1順序連接構成“壓縮-冷凝-蒸發-冷凝-節流-蒸發-壓縮”的制冷循環；待冷卻流體由流體冷卻通道入口7進入流體冷卻通道9，先后流經輔助蒸發器3和蒸發器6，再由流體冷卻通道出口8流出。