CN104296550B - 一种气体制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气体制冷系统，包括：真空抽离装置；真空沸腾装置，所述真空沸腾装置的出汽口与所述真空抽离装置的进汽口连通，所述真空抽离装置能够抽离所述真空沸腾装置内的蒸汽且使所述真空沸腾装置内保持设定真空度；抽汽冷凝装置，所述抽汽冷凝装置的进汽口与所述真空抽离装置的出汽口连通，且进入所述抽汽冷凝装置的汽体与其内部的液体混合后冷凝，所述抽汽冷凝装置的出液口与所述真空沸腾装置的进液口连通；具有冷媒管(16)的气体冷凝装置，所述冷媒管(16)穿过所述真空沸腾装置内部且冷媒在其内部降温，待制冷气体能够与降温后的冷媒管(16)内冷媒换热。该气体制冷系统有效地解决了气体制冷系统复杂、高能耗等问题。

Description

一种气体制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种气体制冷系统。

背景技术

随着制冷技术的发展，有时候需要降低气体温度，使气体温度、湿度尽量低，处于最佳状态并保持稳定。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的强制冷风制冷除湿系统的原理示意图。

目前，降低气体温度采取强制制冷手段，强制冷风制冷除湿系统包括循环水冷却塔111、溴化锂制冷机112、乙二醇制冷机113、水泵组114、滤清器115、风机116等。这些设备为大型精密设备，操作与维修比较复杂，对操作人员要求较高，占用场地比较大，还是高能耗设备，成本消耗较大。

综上所述，如何有效地解决气体制冷系统复杂、高能耗等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气体制冷系统，有效地解决了气体制冷系统复杂、高能耗等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种气体制冷系统，包括：

真空抽离装置；

真空沸腾装置，所述真空沸腾装置的出汽口与所述真空抽离装置的进汽口连通，所述真空抽离装置能够抽离所述真空沸腾装置内的蒸汽且使所述真空沸腾装置内保持设定真空度；

抽汽冷凝装置，所述抽汽冷凝装置的进汽口与所述真空抽离装置的出汽口连通，且进入所述抽汽冷凝装置的汽体与其内部的液体混合后冷凝，所述抽汽冷凝装置的出液口与所述真空沸腾装置的进液口连通；

具有冷媒管的气体冷凝装置，所述冷媒管穿过所述真空沸腾装置内部且冷媒在其内部降温，待制冷气体能够与降温后的冷媒管内冷媒换热。

优选地，所述真空抽离装置包括依次连通的吸入室、混合室以及扩压室，且所述吸入室的进汽口与所述真空沸腾装置的出汽口连通，所述扩压室的出汽口与所述抽汽冷凝装置的进汽口连通；

所述吸入室还通过喷嘴与中温中压蒸汽源连通。

优选地，所述抽汽冷凝装置包括第一外壳以及设置于所述第一外壳内部的喷淋盘和喷淋头，所述喷淋盘的进汽口与所述真空抽离装置的出汽口连通，且所述喷淋头的进液口与液体源连通；

所述抽汽冷凝装置还开设有排汽口。

优选地，所述喷淋头的进液口与所述真空沸腾装置的出液口连通，所述喷淋头的进液口与所述真空沸腾装置的出液口之间的管路上串接有第一加压泵；

所述真空沸腾装置底部还连通有补液阀。

优选地，所述真空沸腾装置包括第二外壳和设置于所述第二外壳内部的雾化喷头，且所述抽汽冷凝装置的出液口与所述雾化喷头的进液口连通，所述抽汽冷凝装置的出液口与所述雾化喷头的进液口之间的管路上串接有调液阀和第二加压泵。

优选地，所述气体冷凝装置包括第三外壳和穿过第三外壳和真空沸腾装置的冷媒管，所述冷媒管穿过所述真空沸腾装置和第三外壳的形状为折叠盘旋的蛇形；

所述第三外壳的底部具有集液槽，还包括与所述集液槽连通的真空泵。

优选地，所述冷媒管上串接有第三加压泵。

优选地，所述气体冷凝装置还包括加强待制冷气体与降温后的冷媒管内冷媒换热的换热肋片，所述换热肋片的数量为多片，且多片所述换热肋片与所述冷媒管相垂直。

优选地，所述气体制冷系统具体为鼓风机入口处的空气制冷系统。

本发明所提供的气体制冷系统，包括真空抽离装置、真空沸腾装置、抽汽冷凝装置以及气体冷凝装置，真空沸腾装置的出汽口与真空抽离装置的进汽口连通，抽汽冷凝装置的进汽口与真空抽离装置的出汽口连通，抽汽冷凝装置的出液口与真空沸腾装置的进液口连通，真空沸腾装置和气体冷凝装置内部均具有冷媒管。真空抽离装置能够抽离真空沸腾装置内的蒸汽且使真空沸腾装置保持设定真空度，从真空抽离装置进入抽汽冷凝装置的汽体与其内部的液体混合后冷凝，冷凝后的液体进入真空沸腾装置，利用液体在真空下低温沸腾的特点使液体在真空沸腾装置内沸腾汽化，吸收热量，穿过真空沸腾装置内部冷媒管的冷媒降温，降温后的冷媒流进气体冷凝装置内部部分的冷媒管，再利用降温后的冷媒与待制冷气体换热，实现气体冷却降温。

本发明所提供的气体制冷系统，主要依靠真空抽离装置和真空沸腾装置就可以实现气体制冷，没有大型压缩机、不需要循环水泵及循环水冷却装置等精密大型设备，设备较简单，维护简单，维修费用少，占地面积小。操作简单，仅需控制真空抽离装置的进汽量及真空沸腾装置内的液体量就可以实现制冷量调节，并可轻松实现自动化控制，无需专人看管。气体制冷系统利用已有的蒸汽能源作为动力，是低能耗设备，大大降低了费用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种典型的强制冷风制冷除湿系统的原理示意图；

图2为本发明中一种具体实施方式所提供的气体制冷系统的原理示意图。

附图中标记如下：

111-冷却塔、112-溴化锂制冷机、113-乙二醇制冷机、114-水泵组、115-滤清器、116-风机；

1-喷嘴、2-吸入室、3-混合室、4-扩压室、5-喷淋头、6-排汽口、7-喷淋盘、8-第一外壳、9-第一加压泵、10-调液阀、11-第二加压泵、12-雾化喷头、13-补液阀、14-第二外壳、15-第三加压泵、16-冷媒管、17-真空泵、18-换热肋片、19-集液槽、20-第三外壳。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种气体制冷系统，有效地解决了气体制冷系统复杂、高能耗等问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2为本发明中一种具体实施方式所提供的气体制冷系统的原理示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的气体制冷系统，包括真空抽离装置、真空沸腾装置、抽汽冷凝装置以及气体冷凝装置。真空抽离装置的进汽口与真空沸腾装置的出汽口连通，具体地，可以通过抽真空管将真空抽离装置和真空沸腾装置连接起来，真空抽离装置能够抽离真空沸腾装置内的蒸汽且使真空沸腾装置内保持设定真空度。真空抽离装置对真空沸腾装置做功，提供动力源泉，将真空沸腾装置内的蒸汽抽离出来，使其保持设定程度的真空度。需要说明的是，这里所说的设定程度的真空度是指真空抽离装置可以不一定将真空沸腾装置的蒸汽完全抽离出来，可以根据具体制冷情况设定真空沸腾装置内的真空度，真空抽离装置可以将真空沸腾装置抽离为此真空度，并能够保持此真空度的数值尽量不变。真空抽离装置可以是市面上常见的抽离装置，只要能将真空沸腾装置中的蒸汽抽离出来，都在本发明的保护范围内。

抽汽冷凝装置的进汽口与真空抽离装置的出汽口连通，可以通过蒸汽管道将抽汽冷凝装置与真空抽离装置连通起来，真空抽离装置中的汽体就可以进入抽汽冷凝装置。抽汽冷凝装置有液体进入，进入其内部的液体通常为低温液体，考虑到安全性，此液体一般为液态水，并且，最好为冷却水。进入抽汽冷凝装置内部的汽体与液体混合换热，冷凝成凝结液体。抽汽冷凝装置的出液口与真空沸腾装置的进液口连通，凝结液体经连接管道进入真空沸腾装置。液体在真空条件下低温沸腾，进入真空沸腾装置的液体在设定真空度的条件下，在真空沸腾装置内低温汽化，沸腾吸收真空沸腾装置内的热量，降低真空沸腾装置的温度。

气体冷凝装置内部具有冷媒管16，并且此冷媒管16穿过真空沸腾装置，由于液体在真空沸腾装置内低温沸腾，沸腾吸收真空沸腾装置内的热量，降低真空沸腾装置的温度，则穿过真空沸腾装置内部冷媒管16的冷媒放热，冷媒温度降低。降温后的冷媒经冷媒管16流进气体冷凝装置内部部分的冷媒管16，降温后的冷媒在空气冷凝装置内与待制冷气体之间进行换热，吸收热量，气体冷却降温。

该气体制冷系统，主要依靠真空抽离装置和真空沸腾装置就可以实现气体制冷，没有大型压缩机、不需要循环水泵及循环水冷却装置等精密大型设备，设备较简单，设备维护简单，维修费用少，占地面积小。操作简单，仅需控制真空抽离装置的进汽量及真空沸腾装置内的液体量就可以实现制冷量调节，并可轻松实现自动化控制，无需专人看管。气体制冷系统利用已有的蒸汽能源作为动力，是低能耗设备，大大降低了费用。

上述气体制冷系统仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，真空抽离装置包括吸入室2、混合室3以及扩压室4，吸入室2、混合室3以及扩压室4依次连通，吸入室2的进汽口与真空沸腾装置的出汽口连通，真空抽离装置从真空沸腾装置中抽离的汽体进入吸入室2。吸入室2还可以通过喷嘴1与中温中压蒸汽源连通，从喷嘴1进入的中温中压蒸汽进入吸入室2，吸入室2内的两种蒸汽进入混合室3，在混合室3内混合成混合蒸汽并进入扩压室4，扩压室4的出汽口与抽汽冷凝装置的进汽口连通，混合蒸汽进入抽汽冷凝装置。

在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对气体制冷系统进行若干改变，抽汽冷凝装置包括第一外壳8、喷淋盘7和喷淋头5，喷淋盘7和喷淋头5设置于第一外壳8内部。喷淋盘7的进汽口与真空抽离装置的出汽口连通，更具体的是，喷淋盘7的进汽口与扩压室4的出汽口连通，扩抽汽冷凝装置有液体进入，进入其内部的液体通常为低温液体，考虑到安全性，此液体一般为液态水，最好为冷却水。进入抽汽冷凝装置内部的汽体与液体混合换热，冷凝成凝结液体，抽汽冷凝装置的出液口与真空沸腾装置的进液口连通，凝结液体经连接管道进入真空沸腾装置。抽汽冷凝装置有液体进入，进入其内部的液体通常为低温液体，考虑到安全性，此液体一般为液态水，最好为冷却水。进入抽汽冷凝装置内部的汽体与液体混合换热，冷凝成凝结液体，抽汽冷凝装置的出液口与真空沸腾装置的进液口连通，凝结液体经连接管道进入真空沸腾装置。具体的，扩压室内的蒸汽进入抽汽冷凝装置的喷淋盘7，进而进入抽汽冷凝装置。喷淋头5的进液口与液体源连通，有液体进入抽汽冷凝装置，进入其内部的液体与进入抽汽冷凝装置内部的汽体混合换热，冷凝成凝结液体，抽汽冷凝装置的出液口与真空沸腾装置的进液口连通，凝结液体经连接管道进入真空沸腾装置。抽汽冷凝装置内部的蒸汽是水蒸气时可以液化为液体水，但是不是水蒸气时，不能液化，抽汽冷凝装置就要开设排汽口6，排出汽体，减小抽汽冷凝装置内部的压强。

为了进一步优化上述技术方案，喷淋头5的进液口与真空沸腾装置的出液口连通，通过管道连接喷淋头5的进液口与真空沸腾装置的出液口。进入真空沸腾装置的凝结液体一部分汽化，未汽化的凝结液体可以再次进入抽汽冷凝装置作为冷却液体，循环利用。真空沸腾装置底部还连通有补液阀13，当未汽化的凝结液体不足以提供抽汽冷凝装置所需的液体时，开启补液阀13补充液体，未汽化的凝结液体和补充液混合，进入抽汽冷凝装置作为冷却液。喷淋头5的进液口与真空沸腾装置的出液口之间的管路上可以串接有第一加压泵9，使喷淋头5出来的液体成雾状的喷淋液体，增大液体与喷淋盘7中汽体的接触面积，使其混合均匀。

本发明所提供的气体制冷系统，在其它部件不改变的情况下，真空沸腾装置包括第二外壳14和设置于第二外壳14内部的雾化喷头12，抽汽冷凝装置的出液口与雾化喷头12的进液口连通，雾化喷头12最好设置于真空沸腾装置的最上方，凝结液体尽量充满真空沸腾装置，雾化液体更好的在真空条件下低温汽化吸热，降低真空沸腾装置的温度。抽汽冷凝装置的出液口与雾化喷头12的进液口之间的管路上串接有调液阀10和第二加压泵11。开启调液阀10，通入设定温度的液体，可以调节进入真空沸腾装置凝结液体的温度。第二加压泵11可以使雾化喷头12出来的液体成雾状，增大液体在真空沸腾装置中的分布范围，使整个真空沸腾装置尽量大的空间与雾状液体接触，均匀降温。

在上述具体实施方式的基础上，进一步优化上述技术方案，气体冷凝装置包括第三外壳20和穿过第三外壳20的冷媒管16，冷媒管16同时穿过真空沸腾装置，冷媒在冷媒管16中流经真空沸腾装置和气体冷凝装置，冷媒管16内的冷媒在真空沸腾装置放热降温后流到气体冷凝装置，降温后的冷媒在空气冷凝装置内与待制冷气体之间进行换热，吸收热量，气体冷却降温。冷媒管16可以是封闭回路，在空气冷凝装置内吸收热量的冷媒回收到真空沸腾装置内循环利用，当然，也可以不是封闭的，在空气冷凝装置内吸收热量的冷媒流入其它地方。冷媒管16穿过真空沸腾装置和第三外壳20的形状为折叠盘旋的蛇形，增加冷媒管16，增大冷媒管16与真空沸腾装置和气体冷凝装置的接触面积，加强冷媒与气体换热。冷媒管16上可以串接有第三加压泵15，增加冷媒管16内的压强，使冷媒雾化，增大冷媒与冷媒管16的接触范围，增强冷媒与气体换热。第三外壳20的底部具有集液槽19，还可以增设与集液槽19连通的真空泵17，气体降温后凝结的液体进入集液槽19，集液槽19内的液体由真空泵17吸走。

优选地，在气体冷凝装置还可以设置换热肋片18，加强待制冷气体与降温后的冷媒管16内冷媒换热，换热肋片18的数量为多片，且多片换热肋片18可以与冷媒管16相垂直，可以加强冷媒与气体的换热凝结，还对凝结液体汇入集液槽19内有一定的导流作用，当然，多片换热肋片18也可以与冷媒管16不垂直，成一定角度。

本发明所提供的气体制冷系统，具体可以为鼓风机入口处的空气制冷系统，降低高炉鼓风机入口的风温，对空气进行降温脱湿处理，从而可以降低风机的能耗、降低高炉冶炼焦比。当然，还可以用于其它地方制冷，比如说，空调、制冷机的制冷，由于可能实现的地方较多，这里就不再一一举例说明，只要能达到对气体进行制冷，都在本发明的保护范围内。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种气体制冷系统，其特征在于，包括：

真空抽离装置；

真空沸腾装置，所述真空沸腾装置的出汽口与所述真空抽离装置的进汽口连通，所述真空抽离装置能够抽离所述真空沸腾装置内的蒸汽且使所述真空沸腾装置内保持设定真空度；

抽汽冷凝装置，所述抽汽冷凝装置的进汽口与所述真空抽离装置的出汽口连通，且进入所述抽汽冷凝装置的汽体与所述抽汽冷凝装置内部的液体混合后冷凝，所述抽汽冷凝装置的出液口与所述真空沸腾装置的进液口连通；

具有冷媒管(16)的气体冷凝装置，所述冷媒管(16)穿过所述真空沸腾装置内部且冷媒在其内部降温，待制冷气体能够与降温后的冷媒管(16)内冷媒换热。

2.根据权利要求1所述的气体制冷系统，其特征在于，所述真空抽离装置包括依次连通的吸入室(2)、混合室(3)以及扩压室(4)，且所述吸入室(2)的进汽口与所述真空沸腾装置的出汽口连通，所述扩压室(4)的出汽口与所述抽汽冷凝装置的进汽口连通；

所述吸入室(2)还通过喷嘴(1)与中温中压蒸汽源连通。

3.根据权利要求1所述的气体制冷系统，其特征在于，所述抽汽冷凝装置包括第一外壳(8)以及设置于所述第一外壳(8)内部的喷淋盘(7)和喷淋头(5)，所述喷淋盘(7)的进汽口与所述真空抽离装置的出汽口连通，且所述喷淋头(5)的进液口与液体源连通；

所述抽汽冷凝装置还开设有排汽口(6)。

4.根据权利要求3所述的气体制冷系统，其特征在于，所述喷淋头(5)的进液口与所述真空沸腾装置的出液口连通，所述喷淋头(5)的进液口与所述真空沸腾装置的出液口之间的管路上串接有第一加压泵(9)；

所述真空沸腾装置底部还连通有补液阀(13)。

5.根据权利要求1所述的气体制冷系统，其特征在于，所述真空沸腾装置包括第二外壳(14)和设置于所述第二外壳(14)内部的雾化喷头(12)，且所述抽汽冷凝装置的出液口与所述雾化喷头(12)的进液口连通，所述抽汽冷凝装置的出液口与所述雾化喷头(12)的进液口之间的管路上串接有调液阀(10)和第二加压泵(11)。

6.根据权利要求1所述的气体制冷系统，其特征在于，所述气体冷凝装置包括第三外壳(20)和冷媒管(16)，且所述冷媒管(16)穿过第三外壳(20)和真空沸腾装置，所述冷媒管(16)穿过所述真空沸腾装置和第三外壳(20)的形状为折叠盘旋的蛇形；

所述第三外壳(20)的底部具有集液槽(19)，还包括与所述集液槽(19)连通的真空泵(17)。

7.根据权利要求6所述的气体制冷系统，其特征在于，所述冷媒管(16)上串接有第三加压泵(15)。

8.根据权利要求6所述的气体制冷系统，其特征在于，所述气体冷凝装置还包括加强待制冷气体与降温后的冷媒管(16)内冷媒换热的换热肋片(18)，所述换热肋片(18)的数量为多片，且多片所述换热肋片(18)与所述冷媒管(16)相垂直。

9.根据权利要求1所述的气体制冷系统，其特征在于，所述气体制冷系统具体为鼓风机入口处的空气制冷系统。