[实用新型]一种基于液氮的冷凝器制冷系统

说明书

本实用新型涉及一种基于液氮的冷凝器制冷系统，它包括依次连接的液氮传输模块、液氮蒸发模块和液氮排气模块，所述液氮传输模块包括液氮杜瓦(1)和液氮传输管(2)，所述液氮蒸发模块包括浸没式液氮存储器(4)和液氮冷头(5)，所述排气模块包括排气管路(8)，所述液氮杜瓦(1)与浸没式液氮存储器(4)之间通过液氮传输管(2)相连接，所述排气管路(8)连接于浸没式液氮存储器(4)上。本实用新型一种基于液氮的冷凝器制冷系统，它能够在一定范围内精确调节制冷的功率和温度，降低制冷设备的制造成本和能耗，增加设备长期使用的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及一种基于液氮的冷凝器制冷系统，属于低温工程技术领域。

背景技术

随着我国科研水平的提高，深冷温区的大功率制冷需求越来越多，对于温控的精度也提出了更高的要求。但是由于热力学基本定律的限制，制冷的温度越低，耗费的电能越高，制冷机体积和价格也会随之增加。由于场地大小和设备成本的限制，大功率制冷机的能耗问题和稳定性问题一直难以解决。

除了使用专门的制冷机进行制冷外，另一种替代方案是使用制冷工质(液氮、液氢、液氦)制冷。将所需制冷的部件浸没于制冷工质中，既可达到制冷目的。氮气作为大气中最主要的成分之一，其制冷温度低(77K)，成本低廉，其应用非常广泛。

但是单纯利用制冷工质，其制冷效果难以保证，包括：制冷的功率难以控制、制冷温度难以精确控制、温度区间受工质限制大。液氮随着容器内压力的变化和波动，其蒸发温度也会随之改变，对于需要稳定制冷功率，可控制冷温度的科研领域以及精细化工生产场景，传统方法并不适用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种基于液氮的冷凝器制冷系统，它能够在一定范围内精确调节制冷的功率和温度，降低设备的制造成本和运行成本，增加设备长期使用的稳定性。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种基于液氮的冷凝器制冷系统，它包括依次连接的液氮传输模块、液氮蒸发模块和液氮排气模块，所述液氮传输模块包括液氮杜瓦和液氮传输管，所述液氮蒸发模块包括浸没式液氮存储器和液氮冷头，所述排气模块包括排气管路，所述液氮杜瓦与浸没式液氮存储器之间通过液氮传输管相连接，所述排气管路连接于浸没式液氮存储器上。

优选的，所述液氮传输管上设置有液氮流量控制阀门。

优选的，所述浸没式液氮存储器上设置有液氮液位计。

优选的，所述液氮冷头上设置有温度控制器。

优选的，所述排气管路上设置有排气阀门。

优选的，所述液氮杜瓦内压力为0.4～0.6Mpa。

优选的，所述浸没式液氮存储器内压力为0.1～0.4Mpa。

优选的，所述液氮冷头自上而下依次布置的蒸发扩展区、导热区和冷凝扩展区。

优选的，所述液氮冷头的材质选择无氧铜。

优选的，蒸发扩展区和冷凝扩展区选择200mm直径的圆盘，并配有高10mm的翅片；导热区为50mm直径、40mm高度的圆柱。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型能够在一定范围内精确调节制冷的功率和温度，降低设备的制造成本和运行成本，增加设备长期使用的稳定性；

2、本实用新型流程简单，设备数量少，不需要额外大型制冷设备，制冷效果稳定，对于深冷区附近的大功率制冷需求有较强适应性。

附图说明

图1为本实用新型一种基于液氮的冷凝器制冷系统的结构示意图。

图2为图1中液氮冷头的结构示意图。