[發明專利]一種低負荷無故障連續運行的嵌套式制冷方法及制冷系統

有效

• 申請號: 202010146307.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111336704B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 樸勇;郭兵兵;高紅玉;華秀鳳
• 申請（專利權）人: 郭兵兵;樸勇
• 主分類號: F25B1/10
• 分類號: F25B1/10;F25B31/00;F25B45/00
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所(普通合伙) 31251
• 代理人: 郭桂峰

1.一種低負荷下無故障連續運行的嵌套式制冷方法，至少包括兩級制冷系統，高溫原料依次經過上一級制冷系統和下一級制冷系統，逐級降低所述高溫原料的溫度，其特征在于：

所述高溫原料依次與上一級制冷系統和下一級制冷系中的載冷劑換熱，下一級制冷系統的目標溫度比上一級制冷系統的目標溫度低；

當下一級的制冷系統的溫度低于其目標溫度時，所述下一級制冷系統中的載冷劑攜帶冷量泄放至上一級制冷系統的載冷循環管路中，上一級的載冷劑溢流至下一級的制冷系統的載冷循環管路中；

當下一級制冷系統的溫度達到其目標溫度時，停止載冷劑的泄放；

通過外界冷卻液流經最初一級制冷系統中的制冷機組，以給最初一級制冷系統中的制冷機組降溫，所述最初一級制冷系統中冷量過剩時，通過外界冷卻液進行熱交換將多余冷量輸送至制冷系統外；且各級制冷系統中的載冷劑均能夠達到各自的目標溫度，以使高溫原料經過各級制冷系統時，所述高溫原料的溫度降至各級制冷系統所要求的溫度。

2.根據權利要求1所述的一種低負荷下無故障連續運行的嵌套式制冷方法，其特征在于：所述上一級制冷系統中的部分載冷劑攜帶冷量與所述下一級制冷系統中的制冷機組中的制冷劑進行換熱，并給所述下一級制冷機組降溫。

3.根據權利要求1所述的一種低負荷下無故障連續運行的嵌套式制冷方法，其特征在于：所述載冷劑的溫度適用范圍為30℃～-120℃，且所述載冷劑的種類為無機低凝固點溶液中的1-3種，或者有機低凝固點溶液中的1-3種，或者專用載冷劑中的1-3種。

4.根據權利要求3所述的一種低負荷下無故障連續運行的嵌套式制冷方法，其特征在于：所用載冷劑為無毒或低毒、低腐蝕性的溶液作為載冷劑。

5.一種低負荷下無故障連續運行的嵌套式制冷系統，至少包括疊加的一級制冷系統和二級制冷系統，其特征在于：

所述一級制冷系統包括由依次連通的一級冷媒罐、一級循環泵、一級制冷機組、一級制冷換熱器；

所述二級制冷系統包括由依次連通的二級冷媒罐、二級循環泵、二級制冷機組、二級制冷換熱器；

其中所述一級冷媒罐與所述二級冷媒罐單向連通，以使所述二級冷媒罐中的載冷劑能夠溢流至所述二級冷媒罐中；

在所述二級制冷換熱器和所述二級制冷機組之間設置第一旁路管道，所述第一旁路管道與所述一級制冷系統的載冷劑循環管路連通，可使所述二級制冷系統中冷量過剩時，所述載冷劑攜帶冷量泄放至所述一級制冷系統的載冷劑循環管路中進行循環；

下一級制冷系統的目標溫度比上一級制冷系統的目標溫度低；

高溫原料依次經過上一級制冷系統和二級制冷系統，并與一級制冷換熱器和二級制冷換熱器中的載冷劑進行換熱，當二級制冷系統的溫度達到其目標溫度時，停止載冷劑的泄放，且各級制冷系統中的載冷劑均能夠達到各自的目標溫度，以使高溫原料經過各級制冷系統時，所述高溫原料的溫度降至各級制冷系統所要求的溫度；

在所述一級制冷系統中，還包括進水管道、出水管道和一級回收換熱器，所述一級回收換熱器設置在所述一級制冷機組和所述一級制冷換熱器之間，且所述一級制冷機組、一級回收換熱器和一級制冷換熱器順次連通，所述進水管道、一級回收換熱器以及出水管道順次連通，以使外界冷卻液流經一級回收換熱器將過剩的冷量輸送至制冷系統外。

6.根據權利要求5所述的一種低負荷下無故障連續運行的嵌套式制冷系統，其特征在于：在所述一級制冷機組和所述一級制冷換熱器之間設置第二旁路管道，所述第二旁路管道、二級制冷機組和一級冷媒罐順次連通，以使所述一級制冷系統中降溫后的所述載冷劑與所述二級制冷機組中的制冷劑進行換熱時能給所述二級制冷機組降溫。