一种低温制冷装置

本发明涉及低温制冷领域，具体而言，涉及一种低温制冷装置。

背景技术：

1、随着科学发展和技术进步，大型低温工程、空分、能源输运等领域面临更大的需求，也正朝着更大规模方向发展。将气体液化后进行储存、运输、分配、集中的需求也在持续扩张。如天然气经过液化后从出口国经过远洋运输到进口国，氢经液化后并存储后运输到加氢站、航天发射中心，氮气、氧气等在空分工厂液化后储存在大型储罐中，运输到用户。

2、在低温液体储存、运输的链条中，面临着因漏热导致的蒸发损失问题，特别是在大规模低温液体储存、运输过程中，其蒸发损失不可忽略，对低温储罐的绝热性能提出了较为苛刻的要求。而爆炸性气体、温室气体直接向大气排放更应避免，应该采取措施避免排放或以安全、无害的方式处理，但后者意味着总量的损失。

3、对于蒸发的低温流体，蒸发过程只损失了其潜热，将其重新液化只需要提供其潜热对应的冷能即可。因此，采取再液化的方式处理蒸发气体，是无损或相对低代价的。以大型lng接收站为例，再液化可以采用大型低温制冷系统、多台小型低温制冷机串联等方式。而大型低温制冷机结构复杂，一般在其设计制冷量运行，小型低温制冷机需要多台并联才能完成天然气接收站的大且变动大的制冷需求。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种低温制冷装置，以提高制冷系统的效率。

2、根据本发明的一实施例，提供了一种低温制冷装置，包括：压缩机c1，泵p1，冷却器l1、l2，三通t1、t2，换热器h1、h2，气液相分离器s1、s2，膨胀机e1，节流阀门v1，电机m；电机m和膨胀机e1为压缩机c1提供动力；其中：

3、从三通t1流出的工质经过换热器h1进入气液相分离器s2，分离得到的气体通过膨胀机e1降温降压后，汇入三通t2；气液相分离器s2分离得到的液相经过节流阀v1进入三通t2；从三通t2流出的工质进入换热器h2，将冷能输出给换热器h2的c-d流，而后进入换热器h1，将冷能输出给t1来流；从换热器h1升温后的工质进入气液相分离器s1，分离得到的气体依次进入压缩机c1、冷却器l2后，汇入三通t1；从气液相分离器s1分离得到的液体经过泵p1、冷却器l1后，汇入三通t1，至此完成整体循环。

4、进一步地，电机m、压缩机c1、膨胀机e1共用一根传动轴。

5、进一步地，膨胀机e1的膨胀功与电机m一起为压缩机c1供能。

6、进一步地，从三通t2流出的工质进入换热器h2，将冷能输出给换热器h2的c-d流，而后进入换热器h1，将冷能输出给换热器h1的a-b流及t1来流。

7、进一步地，装置的工质为任意满足要求的不同制冷工质的混合物，优选为天然气。

8、根据本发明的一实施例，提供了一种低温制冷装置，包括：压缩机c1，泵p1，冷却器l1、l2，三通t1，换热器h1、h2，气液相分离器s1，膨胀机e1，电机m；电机m和膨胀机e1为压缩机c1提供动力；其中：

9、从三通t1流出的工质经过换热器h1进入膨胀机e1，通过膨胀机e1降温降压后，进入换热器h2；将冷能输出给换热器h2的c-d流，而后进入换热器h1，将冷能输出给t1来流；从换热器h1升温后的工质进入气液相分离器s1，分离得到的气体依次进入压缩机c1、冷却器l2后，汇入三通t1；从气液相分离器s1分离得到的液体经过泵p1、冷却器l1后，汇入三通t1，至此完成整体循环。

10、进一步地，膨胀机e1为允许气液混合物进入的两相膨胀机。

11、进一步地，电机m、压缩机c1、膨胀机e1共用一根传动轴；膨胀机e1的膨胀功与电机m一起为压缩机c1供能。

12、进一步地，从三通t1流出的工质经过换热器h1进入膨胀机e1，通过膨胀机e1降温降压后，进入换热器h2；将冷能输出给换热器h2的c-d流，而后进入换热器h1，将冷能输出给换热器h1的a-b流及t1来流。

13、进一步地，装置的工质为任意满足要求的不同制冷工质的混合物，优选为天然气。

14、本发明实施例中的低温制冷装置，采用混合工质的方式，将大型低温储罐的蒸发气冷凝，并使得储罐内降温、降压，避免低温流体损失，提高储罐安全性。本发明为大规模低温流体储存、运输系统的零蒸发提供冷量，减少储存系统损失。同时，低温制冷装置可以提供多温区的冷量，通过调节工质组成调节各温区的冷量，具有较强的应用优势。

技术特征：

1.一种低温制冷装置，其特征在于，包括：压缩机c1，泵p1，冷却器l1、l2，三通t1、t2，换热器h1、h2，气液相分离器s1、s2，膨胀机e1，节流阀门v1，电机m；电机m和膨胀机e1为压缩机c1提供动力；其中：

2.根据权利要求1所述的低温制冷装置，其特征在于，电机m、压缩机c1、膨胀机e1共用一根传动轴。

3.根据权利要求1所述的低温制冷装置，其特征在于，膨胀机e1的膨胀功与电机m一起为压缩机c1供能。

4.根据权利要求1所述的低温制冷装置，其特征在于，从三通t2流出的工质进入换热器h2，将冷能输出给换热器h2的c-d流，而后进入换热器h1，将冷能输出给换热器h1的a-b流及t1来流。

5.根据权利要求1所述的低温制冷装置，其特征在于，所述装置的工质为任意满足要求的不同制冷工质的混合物，优选为天然气。

6.根据权利要求1所述的低温制冷装置，其特征在于，所述装置不包括三通t2、气液相分离器s2，即包括：压缩机c1，泵p1，冷却器l1、l2，三通t1，换热器h1、h2，气液相分离器s1，膨胀机e1，电机m；电机m和膨胀机e1为压缩机c1提供动力；其中：

7.根据权利要求6所述的低温制冷装置，其特征在于，膨胀机e1为允许气液混合物进入的两相膨胀机。

8.根据权利要求6所述的低温制冷装置，其特征在于，电机m、压缩机c1、膨胀机e1共用一根传动轴；膨胀机e1的膨胀功与电机m一起为压缩机c1供能。

9.根据权利要求6所述的低温制冷装置，其特征在于，从三通t1流出的工质经过换热器h1进入膨胀机e1，通过膨胀机e1降温降压后，进入换热器h2；将冷能输出给换热器h2的c-d流，而后进入换热器h1，将冷能输出给换热器h1的a-b流及t1来流。

10.根据权利要求6所述的低温制冷装置，其特征在于，所述装置的工质为任意满足要求的不同制冷工质的混合物，优选为天然气。

技术总结
本发明涉及低温制冷领域，具体涉及一种低温制冷装置。该装置包括压缩机C1，泵P1，冷却器L1、L2，三通T1、T2，换热器H1、H2，气液相分离器S1、S2，膨胀机E1，节流阀门V1，电机M；电机M和膨胀机E1为压缩机C1提供动力。本发明采用混合工质的方式，将大型低温储罐的蒸发气冷凝，并使得储罐内降温、降压，避免低温流体损失，提高储罐安全性。本发明为大规模低温流体储存、运输系统的零蒸发提供冷量，减少储存系统损失。同时，低温制冷装置可以提供多温区的冷量，通过调节工质组成调节各温区的冷量，具有较强的应用优势。

技术研发人员：王金阵,钞宝华,伍继浩,龚领会
受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13