[發明專利]一種波動入口換熱系統及其方法

在審

• 申請號: 201610124765.5
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105758113A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 肖閣;孫方軍
• 申請（專利權）人: 浙江大學常州工業技術研究院
• 主分類號: F25J1/02
• 分類號: F25J1/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

技術領域

本發明涉及氣體的冷凝換熱領域，尤其涉及一種波動入口換熱系統及其方法。

背景技術

常規情況下，氣體密度小，體積大，不易運輸儲存，目前的運輸儲存方式主要為將氣體壓縮或液化，相較于壓縮氣體，將氣體液化可以達到更高的儲能密度，且體積更小，儲存效率更高。

利用氣體制冷機的循環是低溫氣體的制冷和液化循環的常用手段，制冷機冷端的換熱效率是影響氣體冷凝液化的重要因素，影響換熱的因素包括換熱系數、換熱面積及平均溫差。一般情況下，改進制冷機冷端的換熱器是提升換熱效率的有效手段，但此種手段較為復雜，且成本較高。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術流程的不足，提供一種波動入口換熱系統及其方法。

本發明公開了一種波動入口換熱系統，包括：氣體儲罐、第一控制閥、制冷機、儲罐、第二控制閥；其中氣體儲罐、第一控制閥、制冷機、儲罐、第二控制閥順次相連。

根據本發明一個優選的實施例，所述波動入口換熱系統還包括泵，儲罐的氣體出口與泵相連，泵與氣體儲罐的氣體入口相連。

根據本發明一個優選的實施例，所述波動入口換熱系統還包括穩壓罐和閥；所述儲罐的氣體出口與泵、穩壓罐、閥順次相連，閥出口與制冷機的入口相連。

本發明所述系統的波動入口換熱的方法，包括以下步驟：

1)氣體經氣體儲罐流出，通過對第一控制閥和第二控制閥的動態調節，使氣流的流量、壓力產生波動；

2)波動氣流進入制冷機冷凝，冷凝后的氣液兩相物質進入儲罐；

3)儲罐中的未冷凝氣體通過第二控制閥排出。

當第二控制閥常開時，對第一控制閥的調節僅能調節進入制冷機的氣流的流量。

本發明優選實施例的波動入口換熱的方法，包括以下步驟：

1)氣體經氣體儲罐流出，通過對第一控制閥和第二控制閥的動態調節，使氣流的流量、壓力產生波動；

2)波動氣流進入制冷機冷凝，冷凝后的氣液兩相物質進入儲罐；

3)儲罐中的未冷凝氣體通過第二控制閥和泵回到儲罐。

本發明另一個優選實施例的波動入口換熱的方法，包括以下步驟：

1)氣體經氣體儲罐流出，通過對第一控制閥和第二控制閥的動態調節，使氣流的流量、壓力產生波動；

2)波動氣流進入制冷機冷凝，冷凝后的氣液兩相物質進入儲罐；

3)儲罐中的未冷凝氣體通過第二控制閥、泵、穩壓罐、閥再次進入制冷機冷凝。

通過對第一控制閥和第二控制閥的靜態調節，可以控制處于制冷機內氣體冷凝的壓力以及流量。

本發明在傳統的氣體冷凝換熱系統中增加了兩個控制閥，通過對控制閥的動態調節，使進入制冷機的氣流的流量、壓力產生波動，提高了冷凝換熱系數，提升了冷凝效率。

附圖說明

圖1為波動入口換熱系統結構示意圖；

圖2為以氣體儲罐為穩壓罐的含再冷凝環路的波動入口換熱系統結構示意圖；

圖3為含穩壓罐的再冷凝環路的波動入口換熱系統結構示意圖；

圖中，氣體儲罐(1)、第一控制閥(2.1)、制冷機(3)、儲罐(4)、第二控制閥(2.2)、泵(5)、穩壓罐(6)、閥(7)。

具體實施方式

下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明，

如圖1所示，本發明公開了一種波動入口換熱系統，包括：氣體儲罐(1)、第一控制閥2.1、制冷機3、儲罐4、第二控制閥2.2；其中氣體儲罐1、第一控制閥2.1、制冷機3、儲罐4、第二控制閥2.2順次相連。

本發明所述系統的波動入口換熱的方法，包括以下步驟：

1)氣體經氣體儲罐1流出，通過對第一控制閥2.1和第二控制閥2.2的動態調節，使氣體的流量、壓力產生波動；

2)波動氣流進入制冷機3冷凝，冷凝后的氣液兩相物質進入儲罐4；

3)儲罐4中的未冷凝氣體通過第二控制閥2.2排出。

當第二控制閥2.2常開時，對第一控制閥2.1的調節僅能調節進入制冷機3的氣流的流量。

如圖2所示，根據本發明一個優選的實施例，所述波動入口換熱系統還包括泵5，儲罐4的氣體出口與泵5相連，泵5與氣體儲罐1的氣體入口相連。

本發明優選實施例的波動入口換熱的方法，包括以下步驟：

1)氣體經氣體儲罐1流出，通過對第一控制閥2.1和第二控制閥2.2的動態調節，使氣流的流量、壓力產生波動；

2)波動氣流進入制冷機3冷凝，冷凝后的氣液兩相物質進入儲罐4；