CN111219920A - 低温制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低温制冷系统，包括过滤器、气泵、分离器通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的制冷回路，以及热回收器。该低温制冷系统从空气中通过载冷剂获取回路获得载冷剂，再通过载冷剂制冷回路实现对被冷却物体（或空间）制冷，之后通过热回收器将载冷剂冷量回收。这是一种载冷剂方便获取、工序简单、节能、成本相对较低的低温制冷系统。
Description
技术领域
本发明涉及低温制冷技术领域，具体涉及一种低温制冷系统。
背景技术
在生命科学领域，低温制冷技术在冷冻、储存样品方面有着非常广泛的应用。
目前使用最多低温制冷系统液氮制冷。液氮制冷是以液氮为载冷剂对被冷却物体（或空间）进行冷却的制冷系统。但是液氮制冷需要经常补充液氮。液氮的采购、搬运、加注、余量确认等工序繁琐，消耗了使用者的大量宝贵时间和精力。同时在液氮的使用中，也只是使用其某一温区的冷量；并且因担心使用过氮气中掺杂冰渣等对被冷却物体（或空间）的污染而不再回收使用，也造成一定的能量浪费。
因此需要提出一种新的方案来解决这些问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种载冷剂方便获取、工序简单、节能、成本相对较低的低温制冷系统。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种低温制冷系统，包括过滤器、气泵、分离器通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的制冷回路，以及热回收器。
所述过滤器其作用是过滤掉空气中的杂质，包括颗粒物、油雾、水、有机气体等；所述气泵是为空气提供驱动力；所述分离器是从空气中分离出所需要的作为载冷剂的气体；所述热回收器是回收使用过的载冷剂的冷量；所述低温制冷机是低温制冷系统冷源；所述制冷换热器是载冷剂与所述低温制冷机进行热交换的载体；所述被冷却物体（或空间）是需要冷却的物体（或空间）。
优选地，所述分离器采用氮气分离膜。
优选地，所述低温制冷机采用包括斯特林(stirling)制冷机、福德-麦克马洪(GM)制冷机以及焦耳-汤姆逊(JouleThomson)制冷机等。
优选地，所述制冷换热器和所述低温制冷机的冷头为一体式结构。
通过所述气泵提供驱动力，驱动空气进入所述过滤器；所述过滤器，将空气中的颗粒物、油雾、水、有机气体等杂质去掉；之后空气进入所述分离器，所述分离器将所需的载冷剂从空气中分离出来；最终达到获取载冷剂的目的。
通过所述气泵提供驱动力，载冷剂经过所述热回收器进入所述制冷换热器，并与所述低温制冷机进行换热，获得低温；获得低温载冷剂，进入所述被冷却物体（或空间），与被冷却物体（或空间）进行换热，最终达到制冷的目的；载冷剂可以是气态、液态或者气液两相。
通过所述气泵提供驱动力，载冷剂经过与被冷却物体（或空间）换热后，经过热回收器，与进入系统的载冷剂进行热交换，降低进入系统的载冷剂的温度，达到回收能量的目的。
本发明的有益效果是：1.通过分离器可以从空气中获取二氧化碳、氧、氮等作为载冷剂，方便快捷，成本更低；2.无需人工加注制冷剂，操作简单，工序简化，节省人力成本；3.即使发生灾害时也能对被冷却物体（或空间）进行稳定的冷却供应；4.能量回收，可以有效节省运行成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
图 1 为本发明低温制冷系统的结构示意图。
图中1.过滤器，2.气泵，3.分离器，4.热回收器， 5.低温制冷机，6.制冷换热器，7.被冷却物体（或空间）。
具体实施方式
请参阅图 1，为本发明低温制冷系统的结构示意图。所述低温制冷系统包括：包括过滤器（1）、气泵（2）、分离器（3）通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括低温制冷机（5）、制冷换热器（6）、被冷却物体（或空间）（7）通过管路连接而成的制冷回路，以及热回收器（4）。
通过所述气泵（2）提供驱动力，驱动空气进入所述过滤器（1）；所述过滤器（1），将空气中的颗粒物、油雾、水、有机气体等杂质去掉；之后空气进入所述分离器（3），所述分离器（3）将所需的载冷剂从空气中分离出来；最终达到获取载冷剂的目的。
通过所述气泵（2）提供驱动力，载冷剂经过所述热回收器（4）进入所述制冷换热器（6），并与所述低温制冷机（5）进行换热，获得低温；获得低温载冷剂，进入所述被冷却物体（或空间）（7），与被冷却物体（或空间）（7）进行换热，最终达到制冷的目的；载冷剂可以是气态、液态或者气液两相。
通过所述气泵（2）提供驱动力，载冷剂经过与被冷却物体（或空间）（7）换热后，经过热回收器（4），与进入系统的载冷剂进行热交换，降低进入系统的载冷剂的温度，达到回收能量的目的，之后被排走。
以上所述仅为本发明创造的优选实施例，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种低温制冷系统，其特征在于，包括过滤器、气泵、分离器通过管路连接而成的载冷剂获取回路，还包括低温制冷机、制冷换热器、被冷却物体（或空间）通过管路连接而成的制冷回路，以及用于回收载冷剂能量的热回收器。
2.根据权利要求1所述的低温制冷系统，其特征在于，所述过滤器可以过滤掉空气中的颗粒物、油雾、水、有机气体等杂质。
3.根据权利要求1所述的低温制冷系统，其特征在于，所述分离器采用氮气分离膜。
4.根据权利要求1所述的低温制冷系统，其特征在于，所述低温制冷机采用包括斯特林制冷机或者福德-麦克马洪制冷机以及焦耳-汤姆逊制冷机。
5.根据权利要求1所述的低温制冷系统，其特征在于，所述制冷换热器和所述低温制冷机的冷头为一体式结构。
6.根据权利要求1所述的低温制冷系统，其特征在于，所述载冷剂为气态、液态或者气液两相。
7.根据权利要求1所述的低温制冷系统，其特征在于，所述热回收器置于被冷却物体（或空间）末端，以及分离器和制冷换热器之间。
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Cited By (3)
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| CN113720031A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-30 | 北京京仪自动化装备技术股份有限公司 | 一种带过冷增焓的双通道温控装置、控制方法及电子设备 |
| CN113720032A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-30 | 北京京仪自动化装备技术股份有限公司 | 一种带过冷增焓的双通道温控装置、控制方法及电子设备 |
| CN114396749A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-26 | 广州中健云康网络科技有限公司 | 一种主动制冷型冰排 |
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Application publication date: 20200602 |
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