专利摘要

本发明公开了一种液氮汽化冷量回收装置，其包括：卸车进口法兰；第一换热器，其冷流体进口与卸车进口法兰连接；汽化器，其进口与第一换热器的冷流体出口连接，且其进口还与卸车进口法兰连接；高压气罐，其与汽化器的出口连接；制冷剂储存罐，其出口与第一换热器的热流体进口连接；第二换热器，其冷流体进口与第一换热器的热流体出口连接，其冷流体出口与制冷剂储存罐的进口连接；以及第一热流体产生装置，其用于对从第二换热器的热流体出口输送出来的流体进行加热后重新输送到第二换热器的热流体进口。本发明通过对液氮进行提前加热，以提高进入汽化器内的液氮的温度，从而改善汽化器表面结霜现象，提高换热效率，延长设备寿命。

权利要求

1.一种液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，包括：

卸车进口发兰；

第一换热器，其冷流体进口与所述卸车进口发兰通过一设置有第一阀门的管道连接；

汽化器，其进口与所述第一换热器的冷流体出口通过一管道连接；且该汽化器的进口与所述卸车进口法兰还通过一设置有第二阀门的管道连接；

高压气罐，其通过一设置有第三阀门和加压装置的管道与所述汽化器的出口连接；

制冷剂储存罐，其出口与所述第一换热器的热流体进口通过一管道连接；

第二换热器，其冷流体进口与所述第一换热器的热流体出口通过一管道连接；且该第二换热器的冷流体出口与所述制冷剂储存罐的进口通过一设置有计量泵的管道连接；以及

第一热流体产生装置，其用于对从所述第二换热器的热流体出口输送出来的流体进行加热后重新输送到所述第二换热器的热流体进口。

2.根据权利要求1所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，所述制冷剂为R404A。

3.根据权利要求1所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，还包括一通过一设置有第四阀门的管道与所述汽化器的出口连接的收集装置。

4.根据权利要求1所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，所述第一热流体产生装置包括：

空调风机盘管，其出水口与所述第二换热器的热流体进口通过管道连接；以及

冷冻水箱，其内部储存有液体工质，该冷冻水箱的进口与所述第二换热器的热流体出口通过一管道连接，且该冷冻水箱的出口与所述空调风机盘管的进水口通过一设置有水泵的管道连接。

5.根据权利要求4所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，所述冷冻水箱内储存的液体工质为乙二醇水溶液。

6.根据权利要求5所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，所述冷冻水箱内储存的液体工质添加有乙二醇抗蚀剂。

7.根据权利要求5所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，所述冷冻水箱内储存的液体工质添加有红色染料。

8.根据权利要求1所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，还包括一第三换热器和一设置在用于所述第二换热器的冷流体进口与所述第一换热器的热流体出口进行连接的管道上设置有一第五阀门；所述第三换热器的冷流体进口通过一设置有第六阀门的管道与所述第一换热器的热流体出口和所述第五阀门之间的管道连接；且所述第三换热器的冷流体出口通过一设置有第七阀门的管道与所述第二换热器的冷流体进口和所述第五阀门之间的管道连接；所述第三换热器的热流体进口和热流体出口通过一第二热流体产生装置进行连接，所述第二热流体产生装置包括：

储液罐，其内部储存有液体工质，该储液罐的进口与所述第三换热器的热流体出口通过一管道连接；

蒸发器，其进口与所述储液罐的出口通过一设置有直列泵的管道连接；

透平膨胀机，其进气口与所述蒸发器的出口通过一管道连接；以及

再热器，其进口与所述透平膨胀机的出气口通过一管道连接，且该再热器的出口与所述第三换热器的热流体进口通过一管道连接。

9.根据权利要求8所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，所述储液罐内储存的液体工质为甲烷和丁烷的混合工质。

10.根据权利要求8所述的液氮汽化冷量回收装置，其特征在于，所述第一换热器为钎焊板式换热器，所述第二换热器为管壳式换热器，且所述第三换热器为钎焊板式换热器。

说明书

技术领域

本发明涉及冷量回收装置领域，特别涉及一种液氮汽化冷量回收装置。

背景技术

液态的氮气是惰性、无色、无臭、无腐蚀性、不可燃的，由于这些特性，常用于化学反应的保护气体和低温治疗方面。在常压下，1立方米的液氮可以膨胀至696立方米21℃的纯气态氮，膨胀过程蕴含着巨大的能量。工业生产中液态氮是由空气分馏而得，先将空气净化后，在加压、冷却的环境下液化。然而氮气最终大多是以气态形式加以利用，就需要对液氮气化，目前大多数企业都使用汽化器对液氮进行汽化，再经减压装置通过管道输出处理，将-196℃左右的液氮通过汽化器升温到低于环境温度10℃左右，然后排放到大气中，由于液氮汽化器主要吸收空气中的热量，液氮中蕴含的巨大冷量会使空气中的水在汽化器表面凝结，形成一层膜阻挡换热过程，导致汽化过程受阻，换热效率降低，液氮不能在汽化器中完全汽化，会在汽化器出口输送管道内继续汽化放热，导致输送管道在低温环境下工作，长期工作会减少设备寿命，提高维修成本。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液氮汽化冷量回收装置，从而克服现有的因液氮不能在汽化器中完全汽化而造成在输送管道内继续汽化放热的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种一种液氮汽化冷量回收装置，其中，包括：卸车进口法兰；第一换热器，其冷流体进口与所述卸车进口法兰通过一设置有第一阀门的管道连接；汽化器，其进口与所述第一换热器的冷流体出口通过一管道连接；且该汽化器的进口与所述卸车进口法兰还通过一设置有第二阀门的管道连接；高压气罐，其通过一设置有第三阀门和加压装置的管道与所述汽化器的出口连接；制冷剂储存罐，其出口与所述第一换热器的热流体进口通过一管道连接；第二换热器，其冷流体进口与所述第一换热器的热流体出口通过一管道连接；且该第二换热器的冷流体出口与所述制冷剂储存罐的进口通过一设置有计量泵的管道连接；以及第一热流体产生装置，其用于对从所述第二换热器的热流体出口输送出来的流体进行加热后重新输送到所述第二换热器的热流体进口。

优选地，上述技术方案中，所述制冷剂为R404A。

优选地，上述技术方案中，还包括一通过一设置有第四阀门的管道与所述汽化器的出口连接的收集装置。

优选地，上述技术方案中，所述第一热流体产生装置包括：空调风机盘管，其出水口与所述第二换热器的热流体进口通过管道连接；以及冷冻水箱，其内部储存有液体工质，该冷冻水箱的进口与所述第二换热器的热流体出口通过一管道连接，且该冷冻水箱的出口与所述空调风机盘管的进水口通过一设置有水泵的管道连接。

优选地，上述技术方案中，所述冷冻水箱内储存的液体工质为乙二醇水溶液。

优选地，上述技术方案中，所述冷冻水箱内储存的液体工质添加有乙二醇抗蚀剂。

优选地，上述技术方案中，所述冷冻水箱内储存的液体工质添加有红色染料。

优选地，上述技术方案中，还包括一第三换热器和一设置在用于所述第二换热器的冷流体进口与所述第一换热器的热流体出口进行连接的管道上的第五阀门；所述第三换热器的冷流体进口通过一设置有第六阀门的管道与所述第一换热器的热流体出口和所述第五阀门之间的管道连接；且所述第三换热器的冷流体出口通过一设置有第七阀门的管道与所述第二换热器的冷流体进口和所述第五阀门之间的管道连接；所述第三换热器的热流体进口和热流体出口通过一第二热流体产生装置进行连接，所述第二热流体产生装置包括：储液罐，其内部储存有液体工质，该储液罐的进口与所述第三换热器的热流体出口通过一管道连接；蒸发器，其进口与所述储液罐的出口通过一设置有直列泵的管道连接；透平膨胀机，其进气口与所述蒸发器的出口通过一管道连接；以及再热器，其进口与所述透平膨胀机的出气口通过一管道连接，且该再热器的出口与所述第三换热器的热流体进口通过一管道连接。

优选地，上述技术方案中，所述储液罐内储存的液体工质为甲烷和丁烷的混合工质。

优选地，上述技术方案中，所述第一换热器为钎焊板式换热器，所述第二换热器为管壳式换热器，且所述第三换热器为钎焊板式换热器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明能够通过第一换热器由制冷剂对进入汽化器前的液氮进行加热，提高了进入汽化器内的液氮的温度，从而改善汽化器汽化过程中容易出现的表面结霜现象，以提高汽化器的换热效率，延长设备的使用寿命。且本发明的制冷剂吸收液氮的冷量后通过第二换热器与第一热流体产生装置产生的热流体进行换热，以充分利用制冷剂吸收到的冷量。

2、本发明的第一热流体产生装置用于对空调风机盘管中的热工质进行冷却，且本发明设置有第二热流体产生装置用于驱动透平膨胀机对外进行做功，从而利用液氮汽化过程中的冷量，进行日常生活的空调制冷和对外输出机械能，达到了节能减排的目的。

附图说明

图1是根据本发明液氮汽化冷量回收装置的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-卸车进口法兰，2-第一换热器，3-第一阀门，4-汽化器，5-第二阀门，6-第三阀门，7-加压装置，8-收集装置，9-第四阀门，10-制冷剂储存罐，11-制冷剂进口法兰，12-计量泵，13-第二换热器，14-冷冻水箱，15-冷冻水进口法兰，16-水泵，17-空调风机盘管，18-第八阀门，19-第九阀门，20-第五阀门，21-第三换热器，22-第六阀门，23-第七阀门，24-储液罐，25-储液罐进口法兰，26-直列泵，27-蒸发器，28-透平膨胀机，29-再热器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

图1显示了根据本发明优选实施方式的一种液氮汽化冷量回收装置的结构示意图，该液氮汽化冷量回收装置包括卸车进口法兰1、第一换热器2、汽化器4、高压气罐、制冷剂储存罐10、第二换热器13以及第一热流体产生装置，参考图1，卸车进口法兰1用于与液氮源连接，液氮源通过卸车进口法兰1把液氮输送进入整个装置中进行汽化。第一换热器2为钎焊板式换热器，第一换热器2的冷流体进口与卸车进口法兰1通过一设置有第一阀门3的管道连接，汽化器4的进口与第一换热器2的冷流体出口通过一管道连接，液氮经过第一换热器2后会被加热，并会部分汽化，然后进入汽化器4内继续进行汽化。汽化器4的进口与卸车进口法兰1还通过一设置有第二阀门5的管道连接，以用于控制液氮需要提前预热的量。高压气罐(图未视)通过一设置有第三阀门6的管道与汽化器4的出口连接，以使从汽化器4出来的氮气存入高压储气罐内方便普通家庭用户使用。高压气罐与汽化器4出口连接的管道上还设有加压装置7，以控制氮气进入高压储气罐内的气压。优选地，本发明还包括一收集装置8，收集装置8通过一设置有第四阀门9的管道与汽化器4的出口连接，以使氮气直接排入到收集装置8中进行储存，收集装置8也可以为透平膨胀机利用压缩气体做工的设备，以直接利用排出的氮气进行做工。

继续参考图1，制冷剂储存罐10为低温储罐，制冷剂储存罐10内储存有温度高于液氮的制冷剂，优选地，制冷剂为R404A。制冷剂储存罐10与制冷剂进口发兰11通过一设置有阀门的管道连接，制冷剂进口发兰11用于与制冷剂源连接，以为制冷剂储存罐10补充制冷剂。制冷剂储存罐10的出口与第一换热器2的热流体进口通过一管道连接，第二换热器13的冷流体进口与第一换热器2的热流体出口通过一管道连接，且第二换热器13的冷流体出口与制冷剂储存罐10的进口通过一设置有计量泵12的管道连接。优选地，第二换热器13为管壳式换热器。第二换热器13的热流体出口和热流体进口通过第一热流体产生装置进行连接，第一热流体产生装置用于对从第二换热器13的热流体出口输送出来的流体进行加热后重新输送到第二换热器13的热流体进口。计量泵12用于使制冷剂在第一换热器2和第二换热器13之间循环流动，制冷剂流入到第一换热器2内时，流入到第一换热器2内的液氮吸收制冷剂的热量，液氮被加热和部分汽化形成二相液氮后再流入到汽化器4中继续汽化。制冷剂吸收液氮的冷量后温度会降低，然后进入到第二换热器13内，并吸收第一热流体产生装置产生的并进入到第二换热器13内的热流体的热量，以保证回流到制冷剂储存罐10内的制冷剂的温度高于液氮的温度。第一热流体产生装置可以为空调风机盘管或其他需要流体进行冷却的装置，冷流体对这些装置进行冷却后变成热流体，然后进入到第二换热器13后被制冷剂吸收热量降温，再重新进入到这些装置中进行冷却。

本发明能够通过第一换热器2使制冷剂对进入汽化器4前的液氮进行加热，提高了进入汽化器4内的液氮的温度，从而改善汽化器4汽化过程中容易出现的表面结霜现象，以提高汽化器4的换热效率，延长设备的使用寿命。且本发明的制冷剂吸收液氮的冷量后通过第二换热器13与第一热流体产生装置产生的热流体进行换热，以充分利用制冷剂吸收到的冷量。而且，本发明的汽化器4的进口还通过一设置有第二阀门5的管道直接与卸车进口法兰1进行连接。当第一热流体产生装置不工作时，关闭第一阀门3，打开第二阀门5。当第一热流体产生装置需要工作时，关闭第二阀门5，打开第一阀门3，让液氮全部流经第一换热器2内换热，以减小由于低温对整个系统的损害。还可以同时打开第一阀门3和第二阀门5，并根据第一热流体产生装置的功率控制这两个阀门的开度，其工作过程便于调整，使用灵活。

继续参考图1，优选地，第一热流体产生装置包括空调风机盘管(FCU)17以及冷冻水箱14，空调风机盘管17是中央空调理想的末端产品，其工作原理是机组内不断的循环所在房间的空气，使空气通过冷水盘管后被冷却，以保持房间温度的恒定。空调风机盘管17的出水口与第二换热器13的热流体进口通过管道连接。冷冻水箱14内部用于储存液体工质，优选地，冷冻水箱14内储存的液体工质为乙二醇水溶液，其可以为质量分数为45％的乙二醇水溶液。冷冻水箱14与一冷冻水进口法兰15连接，冷冻水进口法兰15用于与液体工质源连接，以及时向冷冻水箱14补充液体工质。冷冻水箱14的进口与第二换热器13的热流体出口通过一管道连接，且冷冻水箱14的出口与空调风机盘管17的进水口通过一设置有水泵16的管道连接。水泵16用于使液体工质在空调风机盘管17和第二换热器13之间循环流动。液体工质进入到空调风机盘管17吸收空气的热量升温后进入到第二换热器13内，液体工质被制冷剂吸热冷却后回流到冷冻水箱14。本发明可以在乙二醇水溶液中添加少量乙二醇专用抗蚀剂来防腐蚀，以减小对各管道和部件的腐蚀。而且可以在乙二醇水溶液中添加红色染料，由于乙二醇易溶于水且含有剧毒，添加红色染料后，如果管道中有泄漏，可以通过人为观察对管道进行排查修理。

进一步优选地，空调风机盘管17的进水口设置有一个第八阀门18，且空调风机盘管17的进水口于第八阀门18的前面和空调风机盘管17的出水口之间通过一设置有第九阀门19的管道进行连接。只打开第八阀门18时，能够实现空调风机盘管17的制冷量最大化，而同时打开第八阀门18和第九阀门19并控制两个阀门的开度大小能够根据需要协助控制空调的制冷量。

继续参考图1，进一步地，本发明还包括一第三换热器21和一设置在用于第二换热器13的冷流体进口与第一换热器2的热流体出口进行连接的管道上设置有一第五阀门20，第三换热器21的冷流体进口通过一设置有第六阀门22的管道与第一换热器2的热流体出口和第五阀门20之间的管道连接，且第三换热器21的冷流体出口通过一设置有第七阀门23的管道与第二换热器13的冷流体进口和第五阀门20之间的管道连接。优选地，第三换热器21为钎焊板式换热器。第三换热器21的热流体进口和热流体出口通过一第二热流体产生装置进行连接。第二热流体产生装置包括储液罐24、蒸发器7、透平膨胀机28以及再热器29，储液罐24的内部储存有液体工质，储液罐24与一储液罐进口法兰25连接，通过储液罐进口法兰25为储液罐24补充液体工质。优选地，储液罐24内储存的液体工质为甲烷和丁烷的混合工质，其可以为质量分数50％甲烷-50％丁烷的混合工质。储液罐24的进口与第三换热器21的热流体出口通过一管道连接，蒸发器27的进口与储液罐24的出口通过一设置有直列泵26的管道连接，透平膨胀机28的进气口与蒸发器27的出口通过一管道连接，再热器29的进口与透平膨胀机28的出气口通过一管道连接，且再热器29的出口与第三换热器21的热流体进口通过一管道连接。关闭第五阀门20，打开第六阀门22和第七阀门23，直列泵26工作，液体工质从储液罐24出口流经直列泵26，以加压进入到蒸发器27中蒸发，蒸发后的高压蒸汽进入到透平膨胀机28膨胀对外做功或发电，从透平膨胀机28出来的循环工质经过再热器29加热后，流回第三换热器21的液体工质被制冷剂吸热冷却，冷却后的液体工质流回到储液罐24中。透平膨胀机28不需要工作时，关闭第六阀门22和第七阀门23，并打开第五阀门20，制冷剂直接从第五阀门20回流到第二换热器13中。

本发明的第一热流体产生装置用于对空调风机盘管17中的空气进行冷却，且本发明设置有第二热流体产生装置用于驱动透平膨胀机28对外进行做功，从而充分利用液氮的汽化过程中的冷量来进行日常生活的空调制冷和和对外输出机械能，达到了节能减排的目的。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

一种液氮汽化冷量回收装置专利购买费用说明

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》。