[发明专利]一种波动入口换热系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体的冷凝换热领域，尤其涉及一种波动入口换热系统及其方法。

背景技术

常规情况下，气体密度小，体积大，不易运输储存，目前的运输储存方式主要为将气体压缩或液化，相较于压缩气体，将气体液化可以达到更高的储能密度，且体积更小，储存效率更高。

利用气体制冷机的循环是低温气体的制冷和液化循环的常用手段，制冷机冷端的换热效率是影响气体冷凝液化的重要因素，影响换热的因素包括换热系数、换热面积及平均温差。一般情况下，改进制冷机冷端的换热器是提升换热效率的有效手段，但此种手段较为复杂，且成本较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术流程的不足，提供一种波动入口换热系统及其方法。

本发明公开了一种波动入口换热系统，包括：气体储罐、第一控制阀、制冷机、储罐、第二控制阀；其中气体储罐、第一控制阀、制冷机、储罐、第二控制阀顺次相连。

根据本发明一个优选的实施例，所述波动入口换热系统还包括泵，储罐的气体出口与泵相连，泵与气体储罐的气体入口相连。

根据本发明一个优选的实施例，所述波动入口换热系统还包括稳压罐和阀；所述储罐的气体出口与泵、稳压罐、阀顺次相连，阀出口与制冷机的入口相连。

本发明所述系统的波动入口换热的方法，包括以下步骤：

1)气体经气体储罐流出，通过对第一控制阀和第二控制阀的动态调节，使气流的流量、压力产生波动；

2)波动气流进入制冷机冷凝，冷凝后的气液两相物质进入储罐；

3)储罐中的未冷凝气体通过第二控制阀排出。

当第二控制阀常开时，对第一控制阀的调节仅能调节进入制冷机的气流的流量。

本发明优选实施例的波动入口换热的方法，包括以下步骤：

1)气体经气体储罐流出，通过对第一控制阀和第二控制阀的动态调节，使气流的流量、压力产生波动；

2)波动气流进入制冷机冷凝，冷凝后的气液两相物质进入储罐；

3)储罐中的未冷凝气体通过第二控制阀和泵回到储罐。

本发明另一个优选实施例的波动入口换热的方法，包括以下步骤：

1)气体经气体储罐流出，通过对第一控制阀和第二控制阀的动态调节，使气流的流量、压力产生波动；

2)波动气流进入制冷机冷凝，冷凝后的气液两相物质进入储罐；

3)储罐中的未冷凝气体通过第二控制阀、泵、稳压罐、阀再次进入制冷机冷凝。

通过对第一控制阀和第二控制阀的静态调节，可以控制处于制冷机内气体冷凝的压力以及流量。

本发明在传统的气体冷凝换热系统中增加了两个控制阀，通过对控制阀的动态调节，使进入制冷机的气流的流量、压力产生波动，提高了冷凝换热系数，提升了冷凝效率。

附图说明

图1为波动入口换热系统结构示意图；

图2为以气体储罐为稳压罐的含再冷凝环路的波动入口换热系统结构示意图；

图3为含稳压罐的再冷凝环路的波动入口换热系统结构示意图；

图中，气体储罐(1)、第一控制阀(2.1)、制冷机(3)、储罐(4)、第二控制阀(2.2)、泵(5)、稳压罐(6)、阀(7)。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明，

如图1所示，本发明公开了一种波动入口换热系统，包括：气体储罐(1)、第一控制阀2.1、制冷机3、储罐4、第二控制阀2.2；其中气体储罐1、第一控制阀2.1、制冷机3、储罐4、第二控制阀2.2顺次相连。

本发明所述系统的波动入口换热的方法，包括以下步骤：

1)气体经气体储罐1流出，通过对第一控制阀2.1和第二控制阀2.2的动态调节，使气体的流量、压力产生波动；

2)波动气流进入制冷机3冷凝，冷凝后的气液两相物质进入储罐4；

3)储罐4中的未冷凝气体通过第二控制阀2.2排出。

当第二控制阀2.2常开时，对第一控制阀2.1的调节仅能调节进入制冷机3的气流的流量。

如图2所示，根据本发明一个优选的实施例，所述波动入口换热系统还包括泵5，储罐4的气体出口与泵5相连，泵5与气体储罐1的气体入口相连。

本发明优选实施例的波动入口换热的方法，包括以下步骤：

1)气体经气体储罐1流出，通过对第一控制阀2.1和第二控制阀2.2的动态调节，使气流的流量、压力产生波动；

2)波动气流进入制冷机3冷凝，冷凝后的气液两相物质进入储罐4；