一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统技术方案

本发明专利技术涉及一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统，包括回热式制冷模块和液化模块；所述回热式制冷模块包括回热式制冷机单元以及直流外部循环单元；所述回热式制冷机单元包括依次连接的压缩装置、回热器热端换热器、回热器、回热器冷端换热器、膨胀机构冷端换热器、膨胀机构、膨胀机构热端换热器。与现有技术相比，本发明专利技术换热热阻更小，尤其适配于制冷性能较优的紧凑型GM制冷机，由于回热器内置于气缸中，且二者必然存在气隙，只能将液化工质流道缠绕在气缸外侧，与回热器换热存在较大的气隙热阻，内部引出直流与回热填料和交变流紧密接触，由此做到几乎无换热温差，可有效降低热阻。

【技术实现步骤摘要】
一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统
本专利技术涉及制冷
，尤其是涉及一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统。
技术介绍
回热式低温制冷机具有可靠性高、结构简单、灵活性高等优点，在气体液化、超导等低温技术中得到广泛应用。理想的回热式低温制冷机如脉管制冷机在运行中并不存在直流。然而随着双向进气结构的引入形成了一个由双向进气阀，回热器和脉管构成的闭合回路。这种回路引发了直流流动，直流由于最早由Gedeon正式提出并进行了理论论证而也被称作Gedeon直流。最初认为直流现象对制冷机的稳定性、制冷效率产生严重影响，自上世纪九十年代以来一直备受关注，具有重要研究意义。然而之后一系列的理论和实验表明，一定流量的正向、负向直流都具有提高脉管制冷机制冷性能的潜力。1997年，陈国邦等人在一台两级脉管制冷机中引入了一股负向直流，降低了脉管中部的温度，增强了调相作用，提高了回热器性能，减少了损失。1998年，王超通过数值模拟和实验结合的方法，发现一定负向直流可以显著地提高G-M制冷机的制冷性能。同年，王超得出了一台单级双向进气型脉管制冷机性能提升的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统，其特征在于，包括回热式制冷模块和液化模块；/n所述回热式制冷模块包括回热式制冷机单元以及直流外部循环单元；/n所述回热式制冷机单元包括依次连接的压缩装置(1)、回热器热端换热器(3)、回热器(4)、回热器冷端换热器(5)、膨胀机构冷端换热器(9)、膨胀机构(8)、膨胀机构热端换热器(7)；/n所述液化模块包括依次连通的进气组件、逆流换热器、冷端缠绕换热管路以及液体收集组件，所述冷端缠绕换热管路设于回热器冷端换热器(5)中；/n所述直流外部循环单元从回热器冷端换热器(5)引出后进入所述逆流式换热器(13)，利用回热器内部产生的冷量预冷液化工质，之后再回...

【技术特征摘要】
1.一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统，其特征在于，包括回热式制冷模块和液化模块；
所述回热式制冷模块包括回热式制冷机单元以及直流外部循环单元；
所述回热式制冷机单元包括依次连接的压缩装置(1)、回热器热端换热器(3)、回热器(4)、回热器冷端换热器(5)、膨胀机构冷端换热器(9)、膨胀机构(8)、膨胀机构热端换热器(7)；
所述液化模块包括依次连通的进气组件、逆流换热器、冷端缠绕换热管路以及液体收集组件，所述冷端缠绕换热管路设于回热器冷端换热器(5)中；
所述直流外部循环单元从回热器冷端换热器(5)引出后进入所述逆流式换热器(13)，利用回热器内部产生的冷量预冷液化工质，之后再回到回热器热端，完成直流外部循环；
所述进气组件中的工质首先通过所述逆流换热器进行预冷，之后进入冷端缠绕换热管路实现液化，最后流入液体收集组件。


2.根据权利要求1所述的一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统，其特征在于，所述直流外部循环单元包括直流循环管路(6)，所述直流循环管路(6)依次连接进气组件、逆流换热器、冷端缠绕换热管路以及液体收集组件；
所述直流循环管路(6)上还设有直流外部循环控制组件(11)。


3.根据权利要求1所述的一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统，其特征在于，所述回热式制冷机单元为GM制冷机、GM型脉管制冷机、斯特林制冷机、斯特林型脉管制冷机、VM制冷机中的一种。


4.根据权利要求3所述的一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统，其特征在于，所述回热式制冷模块为单级或多级耦合结构；
所述多级耦合结构为多级热耦合结构或多级气耦合结构。


5.根据权利要求4所述的一种采用直流的回热式制冷机高效液化系统，其特征在于，所述回热式制冷模块为多级耦合结构；
所述回热式制冷模块包括预冷级制冷机；
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹强，栾铭凯，霍斌，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31