专利摘要

本发明公开了一种用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统包括通过管路连接的压缩机、油分离器、冷凝器、精馏装置、高温回热器、低温回热器、待机管路、蓄冷器、蓄冷器管路、蒸发器和第一至第六电磁阀，所述精馏装置的顶部设有釜顶换热器；蒸发器及与其并联的待机管路和蓄冷器管路组成工作空间；所述自复叠制冷系统包括待机、制冷和除霜三种工作模式，工作模式之间的切换由第一至第六电磁阀实现。本发明提供的自复叠制冷系统可以通过待机模式与制冷模式的切换，使得制冷剂与蒸发器盘管有更大的换热温差，从而使得蒸发器获得更快的降温速度。同时通过蓄冷器管路的设置，使得切换时进入蒸发器的流量更大，可以使蒸发器获得更快的降温速度。

权利要求

1.一种用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统，其特征在于，所述自复叠制冷系统包括通过管路连接的压缩机、油分离器、冷凝器、精馏装置、高温回热器、低温回热器、蓄冷器和蒸发器，所述精馏装置的顶部设有釜顶换热器；

所述的压缩机的排气口与油分离器的入口相连接；

所述的冷凝器的入口与油分离器的出口相连接，所述的冷凝器的出口与精馏装置的入口相连接；

所述的精馏装置的釜底出口通过第二节流阀与高温回热器的低压侧入口相连接；所述的精馏装置的釜顶出口与高温回热器的高压侧入口相连接；所述的釜顶换热器的出口与压缩机的吸气口相连接；所述的釜顶换热器的入口与高温回热器的低压侧出口相连接；

所述的高温回热器的高压侧出口与低温回热器的高压侧入口相连接；所述的高温回热器的低压侧入口与低温回热器的低压侧出口相连接；

所述的低温回热器的高压侧出口通过第一节流阀与蒸发器的入口相连接，连接管路为制冷剂入口管路；所述的低温回热器的低压侧入口与蒸发器的出口相连接，连接管路为制冷剂出口管路；

所述的第一节流阀的下方依次设有与蒸发器相并联的第一待机管路和蓄冷器管路；所述的第一待机管路连通制冷剂入口管路和制冷剂出口管路，所述的第一待机管路上布设有第一电磁阀；所述的蓄冷器的上部入口和上部出口分别通过蓄冷器管路连通至制冷剂入口管路和制冷剂出口管路，所述的蓄冷器的下部出口与蒸发器的入口相连接；所述的蓄冷器的上部入口与制冷剂入口管路的连接管路上布设有第二电磁阀，所述的蓄冷器的上部出口与制冷剂出口管路的连接管路上布设有第三电磁阀，所述的蓄冷器的下部出口与蒸发器的入口的连接管路上布设有第五电磁阀；所述的制冷剂入口管路上布设有第四电磁阀；

所述的油分离器的出口与蒸发器的入口之间依次布设有第六电磁阀和第三节流阀；

所述的第一待机管路、蓄冷器管路、蓄冷器和蒸发器组成工作空间。

2.根据权利要求1所述的用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统，其特征在于，所述的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀均为通断电磁阀。

3.根据权利要求1所述的用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统，其特征在于，所述的自复叠制冷系统采用多元混合工质，所述多元混合工质为选自氮气、氩气、烷烃、烯烃或卤代烃中的多元混合工质。

4.根据权利要求1所述的用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统，其特征在于，所述的自复叠制冷系统包括的工作模式为：非蓄冷待机模式、蓄冷待机模式、非蓄冷制冷模式、蓄冷制冷模式、非蓄冷除霜模式和蓄冷除霜模式，所述的工作模式之间的切换通过第一电磁阀和/或第二电磁阀和/或第三电磁阀和/或第四电磁阀和/或第五电磁阀和/或第六电磁阀切换。

5.一种权利要求1-4任一所述的用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

非蓄冷待机模式：开启第一电磁阀，关闭第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，低温制冷剂经第一节流阀进一步节流降温后，流经第一电磁阀后进入低温回热器；

非蓄冷制冷模式：在非蓄冷待机模式下，当第一节流阀的出口达到低温时，关闭第一电磁阀，同时打开第四电磁阀，保持第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀关闭，低温制冷剂流经蒸发器的盘管提供冷阱冷量后进入低温回热器；

非蓄冷除霜模式：在非蓄冷制冷模式下，关闭第四电磁阀，打开第六电磁阀，并调节第三节流阀的开度，部分高温压缩机排气进入蒸发器的盘管，使蒸发器盘管温度升高到0℃以上，完成蒸发器盘管的除霜过程，重新关闭第六电磁阀，打开第四电磁阀；

蓄冷待机模式：开启第二电磁阀和第三电磁阀，关闭第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，低温制冷剂经第一节流阀进一步节流降温后，流经第二电磁阀进入蓄冷器，部分低温制冷剂在蓄冷器内蓄积，另一部分制冷剂从蓄冷器的上部出口流经第三电磁阀后进入低温回热器；

蓄冷制冷模式：当第一节流阀的出口达到低温时，关闭第三电磁阀，打开第四电磁阀和第五电磁阀，保持第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第六电磁阀关闭，蓄冷器中蓄积的低温制冷剂随着制冷剂入口管路中的低温制冷剂一起进入蒸发器的盘管提供冷阱冷量，再进入低温回热器；

蓄冷除霜模式：在蓄冷制冷模式下，关闭第四电磁阀和第五电磁阀，打开第六电磁阀，并调节第三节流阀的开度，部分高温压缩机排气进入蒸发器的盘管，使蒸发器盘管温度升高到0℃以上，完成蒸发器盘管的除霜过程，重新关闭第六电磁阀，打开第四电磁阀和第五电磁阀。

6.根据权利要求5所述的用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统的控制方法，其特征在于，多元混合工质经压缩机压缩后变为高温高压的气体，经过油分离器和冷凝器冷凝后进入精馏装置，经过热质交换后，高沸成分混合物在精馏装置冷凝并与低沸成分混合物分离，从精馏装置的底部出口流出，而低沸成分混合物从釜顶换热器的出口参与循环；高沸成分混合物经第二节流阀节流膨胀后进入高温回热器蒸发吸热，为在高温回热器换热的低沸成分混合物提供冷量；蒸发后的高沸成分混合物仍带有部分冷量，流经釜顶换热器并预冷其中的低沸成分混合物并进一步加强精馏装置的分离效果；高沸成分混合物进入压缩机的吸气口，重新参与循环；

低沸成分混合物在精馏装置内部上升流出，经精馏作用及釜顶换热器预冷后，其中混有的高沸成分混合物被分离出来；低沸成分混合物经釜顶换热器、高温回热器的预冷后，进一步在低温回热器中被蒸发完毕的低沸成分混合物冷却，作为低温制冷剂经过第一节流阀后进入工作空间，为工作空间提供冷量；换热完毕的低沸成分混合物流出工作空间经低温回热器后与节流完毕的高沸成分混合物在高温回热器重新汇合，参与循环。

说明书

技术领域

本发明涉及制冷与低温工程及真空技术领域，特别涉及一种用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统及控制方法。

背景技术

用物理或化学的方法来降低气体和蒸汽混合物中有害成分分压的装置叫阱，低温冷阱是在冷却的表面上以凝结方式捕集气体的阱。低温冷阱常用于低温医药研究领域，近年来应用范围扩展很快，目前在医药生产、石油化工、生化实验、高真空营造、油气分离、试剂蒸馏萃取甚至核工业等方面都有着广泛的应用。低温冷阱在高真空环境营造中，主要起捕捉水汽和油污分离的作用。

真空技术作为信息技术、材料科学等诸多高新技术领域的基础技术，在经济发展和国防储备各领域具有重要的作用。而随着高新科技的迅速发展，对于高真空和超高真空的需求越来越大(真空度在10-4～ 10-6Pa)。研究表明：当真空度高于10-4Pa时，残余气体中65％～95％为水蒸气。而现有的真空泵(包括分子泵、扩散泵等)很难对水蒸气进行有效的抽除，且抽速很低。在应用真空环境时，通常希望能够尽量快速地达到所需要的真空度，尤其是在真空系统经常开启的场合。因此采用低温冷阱冷凝进行水汽捕集的方式已成为当下营造高真空环境的主流。

这类用低温冷阱水汽捕集装置中，一类是采用液氮冷阱。但是这种方法因使用液氮会很不方便，特别是在缺乏液氮供应的场合。同时，由于液氮冷却的成本高于一般的制冷机制冷，同时这种方式也不适合长期运行的系统，过去主要是在实验室内短期实验时采用。此外，目前还发展了一种采用机械式制冷方式的深冷水汽捕集器。如美国 IGC-Polycold公司见http：//www.igc.com/polycold/products/)提供一种外置式水汽捕集器和在真空室内的内置冷凝式冷凝盘管的水汽捕集器(PFC Fast Cycle Water Vapor Cryopump)，用于提高抽速和减小真空室内水汽残留，广泛应用于真空镀膜、半导体器件生产等场合。其主要结构就是采取一个制冷机冷却安放在高真空系统中的捕集表面，实现对高真空室内水蒸汽的捕集，以提高高真空系统的性能。

美国IGC-Polycold公司的现有技术(美国专利US5901558)报道了一种采用整体式闸板阀结构的低温水汽冷阱，一般高真空系统中要求在真空室与真空泵入口之间采用闸板阀分隔，该专利技术是在闸板阀上布置冷凝流体通道及水汽捕集表面，在闸板阀内同时实现捕集器的安置，因此结构紧凑。

发明专利CN200410047936.6报道了一种高真空深冷水汽捕集器，通过制冷系统节流后的低温流体依次经过低真空捕集单元，高真空捕集单元；高真空捕集单元放置于高真空室内，高真空室内的真空环境由高真空泵营造；低真空捕集单元用于对高真空泵的出口和前级真空泵入口的管路内的水汽进行捕捉，可以提高高真空泵的性能以及高真空室内的真空度。

深冷水汽捕集器冷阱表面的捕集效率主要由冷阱表面的温度与降温速度决定，即提高冷阱表面的捕集水汽的效率的有效措施为(1) 营造更低的表面温度；(2)达到更快的降温速度。而目前对于到对于捕集装置降温速率的提高，还未有有效的方式见于报道。

发明内容

为解决上述提出的目前存在的技术问题，本发明提出了一种用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统及控制方法，可以实现深冷水汽捕集装置达到更快的降温速率，从而获得更快的捕集效率。

本发明提供如下技术方案：

一种用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统，所述自复叠制冷系统包括通过管路相连接的压缩机、油分离器、冷凝器、精馏装置、高温回热器、低温回热器、蓄冷器和蒸发器，所述精馏装置的顶部设有釜顶换热器；

所述的压缩机的排气口与油分离器的入口相连接；

所述的冷凝器的入口与油分离器的出口相连接，所述的冷凝器的出口与精馏装置的入口相连接；

所述的精馏装置的釜底出口通过第二节流阀与高温回热器的低压侧入口相连接；所述的精馏装置的釜顶出口与高温回热器的高压侧入口相连接；所述的釜顶换热器的出口与压缩机的吸气口相连接；所述的釜顶换热器的入口与高温回热器的低压侧出口相连接；

所述的高温回热器的高压侧出口与低温回热器的高压侧入口相连接；所述的高温回热器的低压侧入口与低温回热器的低压侧出口相连接；

所述的低温回热器的高压侧出口通过第一节流阀与蒸发器的入口相连接，连接管路为制冷剂入口管路；所述的低温回热器的低压侧入口与蒸发器的出口相连接，连接管路为制冷剂出口管路；

所述的第一节流阀的下方依次设有与蒸发器相并联的第一待机管路和蓄冷器管路；所述第一待机管路连通制冷剂入口管路和制冷剂出口管路，所述第一待机管路上布设有第一电磁阀；所述的蓄冷器的上部入口和上部出口分别通过蓄冷器管路连通至制冷剂入口管路和制冷剂出口管路，所述的蓄冷器的下部出口与蒸发器的入口相连接；所述的蓄冷器的上部入口与制冷剂入口管路的连接管路上布设有第二电磁阀，所述的蓄冷器的上部出口与制冷剂出口管路的连接管路上布设有第三电磁阀，所述的蓄冷器的下部出口与蒸发器的入口的连接管路上布设有第五电磁阀；所述的制冷剂入口管路上布设有第四电磁阀；

所述的油分离器的出口与蒸发器的入口之间依次布设有第六电磁阀和第三节流阀；

所述的第一待机管路、蓄冷器管路、蓄冷器和蒸发器组成工作空间。

所述的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀均为通断电磁阀。

所述的自复叠制冷系统采用多元混合工质，所述多元混合工质为选自氮气、氩气、烷烃、烯烃或卤代烃中的二元或多元混合工质。

所述的自复叠制冷系统包括的工作模式为：非蓄冷待机模式、蓄冷待机模式、非蓄冷制冷模式、蓄冷制冷模式、非蓄冷除霜模式和蓄冷除霜模式，所述的工作模式之间的切换通过第一电磁阀和/或第二电磁阀和/或第三电磁阀和/或第四电磁阀和/或第五电磁阀和/或第六电磁阀切换。非蓄冷待机模式、蓄冷待机模式可以统称为待机模式，非蓄冷制冷模式、蓄冷制冷模式可以统称为制冷模式，非蓄冷除霜模式和蓄冷除霜模式统称为除霜模式。

在本发明提供的自复叠制冷系统中，为了保证系统的高效运行，低温冷阱制冷系统设置了待机、制冷和除霜三种工作模式，工作模式之间的切换由第一电磁阀至第六电磁阀实现。工作模式的切换均在工作空间中进行。如当第一节流阀后达到低温后，从待机模式切换到制冷模式，原本流经第一待机管路的低温制冷剂进入蒸发器，使蒸发器的盘管降温，达到使用目标。相比于一般制冷系统的低温制冷剂从开机后就直接进入蒸发器进行盘管冷却的方式(即开机直接进入制冷模式)相比，由待机模式切换为制冷模式，可以使得制冷剂与蒸发器盘管有更大的换热温差，从而使得蒸发器获得更快的降温速度。

并且，在两种模式切换瞬间，制冷剂的流量不发生较大变化。为了进一步提高蒸发器的降温速率，在第一待机管路上并联一个蓄冷器管路，将待机模式下的部分低温制冷剂储存其中，待系统切换到制冷模式时，该部分制冷剂随着管路中的制冷剂一起流入蒸发器盘管，可以在制冷模式初期加大制冷剂流量，加快降温速率。因此，本发明在原有的精馏型自复叠系统基础之上，增加了一个蓄冷器来加快模式切换时蒸发器的降温速度。这样，低温冷阱制冷系统的工作模式增加为：非蓄冷待机模式，蓄冷待机模式，非蓄冷制冷模式，蓄冷制冷模式，非蓄冷除霜模式，蓄冷除霜模式，共六种工作模式。

因此，本发明提供的自复叠制冷系统中待机模式到制冷模式的切换可以为非蓄冷待机模式到非蓄冷制冷模式的切换，或蓄冷待机模式到蓄冷制冷模式的切换(有蓄冷器的参与下)。

本发明还提供了一种上述用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统的控制方法，所述控制方法包括：

非蓄冷待机模式：开启第一电磁阀，关闭第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，低温制冷剂经第一节流阀进一步节流降温后，流经第一电磁阀后进入低温回热器；

非蓄冷制冷模式：在非蓄冷待机模式下，当第一节流阀的出口达到低温(设定的制冷温度)时，关闭第一电磁阀，同时打开第四电磁阀，保持电磁阀第二电磁阀、第三电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀关闭，低温制冷剂流经蒸发器的盘管提供冷阱冷量后进入低温回热器；

非蓄冷除霜模式：在非蓄冷制冷模式下，关闭第四电磁阀，打开第六电磁阀，并调节第三节流阀的开度，部分高温压缩机排气进入蒸发器的盘管，使蒸发器盘管温度升高到0℃以上，完成蒸发器盘管的除霜过程，重新关闭第六电磁阀，打开第四电磁阀；

蓄冷待机模式：开启第二电磁阀和第三电磁阀，关闭第一电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，低温制冷剂经第一节流阀进一步节流降温后，流经第二电磁阀进入蓄冷器，部分低温制冷剂在蓄冷器内蓄积，另一部分制冷剂从蓄冷器的上部出口流经第三电磁阀后进入低温回热器；

蓄冷制冷模式：当第一节流阀的出口达到低温时，关闭第三电磁阀，打开第四电磁阀和第五电磁阀，保持第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第六电磁阀关闭，蓄冷器中蓄积的低温制冷剂随着制冷剂入口管路中的低温制冷剂一起进入蒸发器的盘管提供冷阱冷量，再进入低温回热器；

蓄冷除霜模式：在蓄冷制冷模式下，关闭第四电磁阀和第五电磁阀，打开第六电磁阀，并调节第三节流阀的开度，部分高温压缩机排气进入蒸发器的盘管，使蒸发器盘管温度升高到0℃以上，完成蒸发器盘管的除霜过程，重新关闭第六电磁阀，打开第四电磁阀和第五电磁阀。

非蓄冷待机模式及蓄冷待机模式可以实现制冷系统的预冷却过程和机组的恢复过程，随时为低温盘管捕捉水汽做好准备。低温盘管快速降温至所需的水汽捕捉的较低温度。

其中，自复叠制冷系统的工作过程为：

多元混合工质经压缩机压缩后变为高温高压的气体，经过油分离器和冷凝器冷凝后进入精馏装置，经过热质交换后，高沸成分混合物在精馏装置冷凝并与低沸成分混合物分离，从精馏装置的底部出口流出，而低沸成分混合物从釜顶换热器的出口参与循环；高沸成分混合物经第二节流阀节流膨胀后进入高温回热器蒸发吸热，为在高温回热器换热的低沸成分混合物提供冷量；蒸发后的高沸成分混合物仍带有部分冷量，流经釜顶换热器并预冷其中的低沸成分混合物并进一步加强精馏装置的分离效果；高沸成分混合物进入压缩机的吸气口，重新参与循环；

低沸成分混合物在精馏装置内部上升流出，经精馏作用及釜顶换热器预冷后，其中混有的高沸成分混合物被分离出来；低沸成分混合物经釜顶换热器、高温回热器的预冷后，进一步在低温回热器中被蒸发完毕的低沸成分混合物冷却，作为低温制冷剂经过第一节流阀后进入工作空间，为工作空间提供冷量；换热完毕的低沸成分混合物流出工作空间经低温回热器后与节流完毕的高沸成分混合物在高温回热器重新汇合，参与循环。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：可以通过待机模式与制冷模式的切换，使得制冷剂与蒸发器盘管有更大的换热温差，从而使得蒸发器获得更快的降温速度。同时通过蓄冷器管路的设置，使得切换时进入蒸发器的流量更大，可以使蒸发器获得更快的降温速度。

附图说明

图1为本发明提供的用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统的结构示意图；

图2为本发明提供的用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统在不同模式下运行的降温曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

如图1所示，本发明提供的用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统包括压缩机1、油分离器2、冷凝器3、精馏装置4、高温回热器6、低温回热器7、蓄冷器10和蒸发器11，精馏装置4的顶部设有釜顶换热器5；

各部件间由管路连接，高压侧的连接关系为：压缩机1的排气口与油分离器2的入口相连接，油分离器2的出口与冷凝器3的入口相连接，冷凝器3的出口与精馏装置4的入口4a相连接，精馏装置4 的釜底出口4b与第二节流阀12的入口相连接，精馏装置4的釜顶出口5a与高温回热器6的高压侧入口6a相连接，高温回热器6的高压侧出口6b与低温回热器7的高压侧入口7a相连接，低温回热器7的高压侧出口7b与第一节流阀8的入口相连接。低压侧的连接关系为：压缩机1的吸气口与精馏装置4的釜顶换热器5的出口5c相连接，釜顶换热器5的入口5b与高温回热器6的低压侧出口6d相连接，高温回热器6的低压侧入口6c分别与第二节流阀12的出口、低温回热器7的低压侧出口7d相连接，低温回热器7的低压侧入口7c与蒸发器11的出口相连接，蒸发器11的入口与第一节流阀8相连接。

第一节流阀8的下方依次设有与蒸发器11相并联的第一待机管路91和蓄冷器管路92；第一待机管路91连通制冷剂入口管路和制冷剂出口管路，第一待机管路91上布设有第一电磁阀13；蓄冷器10 的上部入口10a和上部出口10b分别通过蓄冷器管路92连通至制冷剂入口管路和制冷剂出口管路，蓄冷器10的下部出口10c与蒸发器 11的入口相连接；蓄冷器10的上部入口10a与制冷剂入口管路的连接管路上布设有第二电磁阀14，蓄冷器10的上部出口10b与制冷剂出口管路的连接管路上布设有第三电磁阀15，蓄冷器10的下部出口10c与蒸发器11的入口的连接管路上布设有第五电磁阀17；制冷剂入口管路上布设有第四电磁阀16；

油分离器2的出口与蒸发器11的入口之间依次布设有第六电磁阀18和第三节流阀19；

第一待机管路91、蓄冷器管路92、蓄冷器10和蒸发器11组成工作空间9。

本发明提供的上述用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统的控制方法为：

用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统的工作过程如下：

多元混合工质经压缩机1的压缩后变为高温高压的气体，经过油分离器2和冷凝器3冷凝后进入精馏装置4，经过热质交换后，高沸成分混合物在精馏装置4冷凝并与低沸成分混合物分离，从精馏装置 4的底部出口流出，而低沸成分混合物从釜顶换热器5的出口参与循环；高沸成分混合物经第二节流阀12节流膨胀后进入高温回热器6 蒸发吸热，为在高温回热器6换热的低沸成分混合物提供冷量；蒸发后的高沸成分混合物仍带有部分冷量，流经釜顶换热器5并预冷其中的低沸成分混合物并进一步加强精馏装置4和釜顶换热器5的分离效果；高沸成分混合物进入压缩机1的吸气口，重新参与循环；

低沸成分混合物在精馏装置4内部上升流出，经精馏作用及釜顶换热器5预冷后，其中混有的高沸成分混合物被分离出来；低沸成分混合物经釜顶换热器5、高温回热器6的预冷后，进一步在低温回热器7中被蒸发完毕的低沸成分混合物冷却，作为低温制冷剂经过第一节流阀8后进入工作空间9(图1中的虚线框部分)，为工作空间9 提供冷量；换热完毕的低沸成分混合物流出工作空间9经低温回热器 7后与节流完毕的高沸成分混合物在高温回热器6重新汇合，参与循环。

为保证系统的高效运行，设置了待机、制冷和除霜三个工作模式，工作模式之间的切换在工作空间9中由第一电磁阀13至第六电磁阀 18实现。当第一节流阀8后达到低温后，从待机模式切换到制冷模式，原本流经第一待机管路91的制冷剂(低温制冷剂)进入蒸发器11，使蒸发器11的盘管降温，达到使用目标。相比于一般制冷系统制冷剂从开机后就直接进入蒸发器11进行盘管冷却的方式(即开机直接进入制冷模式)相比，由待机模式切换为制冷模式，可以使得制冷剂与蒸发器11的盘管有更大的换热温差，从而使得蒸发器11获得更快的降温速度。

在两种模式切换瞬间，制冷剂的流量不发生较大变化。为了进一步提高蒸发器11的降温速率，在第一待机管路91上并联一个蓄冷器管路92，将待机模式下的部分低温制冷剂储存其中，待系统切换到制冷模式时，该部分制冷剂随着管路中的制冷剂一起流入蒸发器11 的盘管，可以在制冷模式初期加大制冷剂流量，加快降温速率。因此，通过在原有的精馏型自复叠系统基础之上，增加了一个蓄冷器10来加快模式切换时蒸发器的降温速度。因此，综上所述，在工作空间内，可进行以下工作模式及切换：

(1)非蓄冷待机模式：实现制冷系统的预冷却过程和机组的恢复过程，随时为低温盘管捕捉水气做好准备。开启第一电磁阀13，关闭第二电磁阀14、第三电磁阀15、第四电磁阀16、第五电磁阀17 和第六电磁阀18，低温制冷剂经第一节流阀8进一步节流降温后，流经第一电磁阀13后进入低温回热器7，预冷节流前高压制冷剂，此时热负荷为零。

(2)非蓄冷制冷模式：低温盘管快速降温至所需的水汽捕捉的较低温度。在待机模式下，当第一节流阀8的出口达到低温时，关闭第一电磁阀13，同时打开第四电磁阀16，保持第二电磁阀14、第三电磁阀15、第五电磁阀17、第六电磁阀18关闭，低温制冷剂流经蒸发器11的盘管提供冷阱冷量，后进入低温回热器7。

(3)非蓄冷除霜模式：在非蓄冷制冷模式下，关闭第四电磁阀 16，打开第六电磁阀18，并调节第三节流阀19的开度，部分高温压缩机排气进入蒸发器11的盘管，使蒸发器11盘管温度升高到0℃以上，完成蒸发器11盘管的除霜过程，重新关闭第六电磁阀18，打开第四电磁阀16。

(4)蓄冷待机模式：开启第二电磁阀14和第三电磁阀15，关闭第一电磁阀13、第四电磁阀16、第五电磁阀17和第六电磁阀18，低温制冷剂经第一节流阀8进一步节流降温后，进入蓄冷器10，部分制冷剂在蓄冷器10内蓄积，其它制冷剂从蓄冷器10的上部出口 10b流出，经第三电磁阀15后进入低温回热器7。

(5)蓄冷制冷模式：在蓄冷待机模式下，当第一节流阀8出口达到低温时，关闭第三电磁阀15，打开第四电磁阀16和第五电磁阀 17，保持第一电磁阀13、第二电磁阀14、第三电磁阀15和第六电磁阀18关闭，蓄冷器10中蓄积的低温制冷剂随着制冷剂入口管路中的来流制冷剂一起进入蒸发器11的盘管提供冷阱冷量，再进入低温回热器7。

(6)蓄冷除霜模式：在蓄冷制冷模式下，关闭第四电磁阀16和第五电磁阀17，打开第六电磁阀18，并调节第三节流阀19的开度，部分高温压缩机排气进入蒸发器11的盘管，使蒸发器11盘管温度升高到0℃以上，完成蒸发器11盘管的除霜过程，重新关闭第六电磁阀18，打开第四电磁阀16和第五电磁阀17。

对本发明采用氮气及烃类组成的多元混合工质进行实验，可以得到不同模式下的降温曲线如图2所示(横坐标为时间，纵坐标为温度)。图2中温度为图1中工作空间9的出口温度(即返回低温回热器7的入口7c的温度)。由图2可以看出，由于要冷却蓄冷器10中的制冷剂，蓄冷待机模式比非蓄冷待机模式降至-150℃以下的时间要更长；但当切换为制冷模式后，采用蓄冷制冷方式相比于与采用非蓄冷制冷方式，温度降至-135℃的时间有所减少，说明采用蓄冷器10 的设置对从蓄冷待机模式切换为蓄冷制冷模式后蒸发器盘管的降温速率有一定的提升作用。

以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

一种用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统及控制方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。