[发明专利]工艺介质的低温制冷

权利要求书

1.一种低温制冷系统(1)，所述低温制冷系统包括：

导管(2)，所述导管被配置为提供工艺介质的供应流(10)；

逆流热交换器(3)，所述逆流热交换器热耦接到所述导管(2)的热交换器区段(2A)并且包括在所述热交换器(3)的冷端(30)处的入口(34)以及在所述热交换器(3)的热端(32)处的出口(36)；

第一压力调节器(4)，所述第一压力调节器与所述导管(2)流体连通并且布置在所述热交换器区段(2A)的下游；和

容器(5)，所述容器与所述导管(2)流体连通并且布置在所述第一压力调节器(4)的下游，其中所述容器(5)与所述热交换器(3)的所述入口(34)流体连通并且被配置为将来自所述工艺介质的蒸发气体流提供给所述热交换器(3)的所述入口(34)，

其中

所述导管(2)在所述导管(2)的所述热交换器区段(2A)的上游没有任何蒸发热交换器，其中在所述第一压力调节器(4)的上游提供的所述工艺介质是加压液体，其中所述第一压力调节器(4)被配置为降低所述工艺介质的压力以在所述第一压力调节器(4)的下游提供两相工艺介质(13)流，其中所述容器(5)收集液相(15)，其中所述容器(5)热耦接到负载(6)，或者其中负载(6)设置在所述容器(5)的所收集的液相(15)中以提供等温负载(6)，

其中所述系统(1)还包括控制器(7)和与所述控制器连通的至少一个传感器(70、72、74、76)，其中

所述系统(1)包括布置在所述第一压力调节器(4)上游和所述热交换器区段(2A)下游的至少一个温度传感器(70)，其中所述控制器(7)被配置为基于所述至少一个温度传感器(70)的测量值来控制所述第一压力调节器(4)，从而控制所述两相工艺介质的状态；

所述系统(1)包括布置在所述容器(5)中的至少一个填充传感器(72)和/或布置在所述第一压力调节器(4)下游的用于测量所述工艺介质的液相到所述负载的质量流的至少一个流量传感器(76)，其中所述控制器(7)被配置为基于所述至少一个填充传感器(72)和/或所述至少一个流量传感器(76)的测量值来控制所述第一压力调节器(4)，从而控制所述质量流；并且/或者

所述系统(1)包括被布置成与所述容器(5)连通的至少一个压力传感器(74)和耦接到所述热交换器(3)的所述出口(36)的压缩机系统，其中所述控制器(7)被配置为基于所述至少一个压力传感器(74)的测量值通过控制所述压缩机系统来控制所述容器(5)中的压力。

2.根据权利要求1所述的低温制冷系统(1)，其中

所述热交换器(3)被配置为在所述低温制冷系统(1)的正常操作期间提供所述热交换器(3)的所述热端(32)处的所述蒸发气体相对于所述热交换器(3)的所述热端(32)处的所述供应流(10)的所述工艺介质的温度因子，所述温度因子大于0.9；并且/或者

所述热交换器(3)包括NTU，所述NTU被配置为在所述低温制冷系统(1)的正常操作期间使所述热交换器(3)的所述热端(32)处的所述蒸发气体的温度与所述工艺介质的温度匹配。

3.根据权利要求2所述的低温制冷系统(1)，其中所述温度因子和/或所述NTU由所述热交换器(3)的传热面积提供，其中所述热交换器(3)至少部分地围绕所述导管(2)的圆周。

4.根据前述权利要求中任一项所述的低温制冷系统(1)，其中所述热交换器(3)的所述出口(36)耦接到被配置为提供所述容器(5)中的恒定压力的恢复系统、压缩机系统、真空泵和/或液化系统。

5.根据权利要求1所述的低温制冷系统(1)，其中来自所述工艺介质的所述蒸发气体由受所述第一压力调节器(4)控制的所述两相工艺介质(13)的状态、所述容器(5)的压力以及所述负载(6)提供，其中所述蒸发气体是低于大气压的蒸发气体(12)。