[发明专利]高温超导体制冷系统

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：

-供应装置(2)，所述供应装置用于提供低温制冷剂的供应流；

-压缩机(3)，所述压缩机流体地耦接到所述供应装置(2)并被构造成压缩所供应的低温制冷剂；和

-冷箱(10)，所述冷箱流体地耦接到所述压缩机(3)，所述冷箱(10)包括第一膨胀设备(4)和第一热交换器(5)，

其中所述第一膨胀设备(4)被构造成从所述压缩机(3)接收所压缩的低温制冷剂(20)并使其膨胀并将所膨胀的制冷剂提供给所述第一热交换器(5)，并且

其中所述第一热交换器(5)被构造成热耦接到负载(7)，

其特征在于

所述系统(1)包括布置在所述冷箱(10)中的第二热交换器(6)，所述第二热交换器包括至少第一热交换部分(6A)和第二热交换部分(6B)，

其中所述第一热交换部分(6A)被构造成从所述膨胀设备(4)接收所膨胀的制冷剂(22)并随后将所膨胀的制冷剂(22)提供给所述第一热交换器(5)；

其中所述第二热交换部分(6B)被构造成从所述第一热交换器(5)接收所膨胀的制冷剂(24)并随后将所接收的膨胀的制冷剂(24)提供给所述第一热交换器(5)，

其中所述第一热交换器部分(6A)和所述第二热交换器部分(6B)热耦接，并且其中所述第一热交换器(5)被构造成将所接收的膨胀的制冷剂(24)提供给所述供应装置(2)和/或所述压缩机(3)。

2.根据权利要求1所述的低温制冷系统(1)，其中所述冷箱(10)还包括第二膨胀设备(40)，并且所述第二热交换器(6)包括第三热交换部分(6C)和第四热交换部分(6D)，其中

-所述第二膨胀设备(40)流体地耦接到所述第一热交换器(5)和所述第二热交换器(6)，并且被构造成接收由所述第一热交换器(5)从所述第二热交换部分(6B)接收的所膨胀的制冷剂(24)，提供所述制冷剂(24)的二次膨胀，并且随后经由所述第三热交换部分(6C)将所述经二次膨胀的制冷剂(26)提供给所述第一热交换器(5)，并且

-所述第四热交换部分(6D)被构造成从所述第一热交换器(5)接收所述经二次膨胀的制冷剂(28)并随后将所接收的经二次膨胀的制冷剂(28)提供给所述第一热交换器(5)，

-其中至少所述第三热交换器部分(6C)和所述第四热交换器部分(6D)热耦接。

3.根据权利要求1或2所述的低温制冷系统(1)，其中所述压缩机(3)是螺杆压缩机或涡轮压缩机，所述涡轮压缩机优选地包括磁性耦接件和/或包括串联压缩机，并且/或者其中所述压缩机被构造成在环境温度下压缩所述制冷剂。

4.根据前述权利要求中任一项所述的低温制冷系统(1)，其中所述第一热交换器(5)热耦接到负载(7)，所述负载(7)优选地包括用于高温超导体的制冷回路(70)。

5.根据权利要求4所述的低温制冷系统(1)，所述负载(7)包括第二低温制冷剂，其中所述第二低温制冷剂优选地包括液氮。

6.根据前述权利要求中任一项所述的低温制冷系统(1)，其中至少所述第一热交换部分(6A)和所述第二热交换部分(6B)和/或所述第三热交换部分(6C)和所述第四热交换部分(6D)相对于彼此布置，使得它们提供逆流、错流或等流热交换部分。

7.根据前述权利要求中任一项所述的低温制冷系统(1)，其中所述压缩机(3)和/或所述供应装置(2)被构造成将所述制冷剂作为液态制冷剂提供给所述第一膨胀设备(4)，优选地还提供给所述第二膨胀设备(40)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的低温制冷系统(1)，其中所述第一膨胀设备(4)被构造成提供两相或气相制冷剂；并且其中所述第一热交换器(5)被构造为冷气体热交换器，并且其中所述第一热交换器(5)被构造成从所冷却的制冷剂(22)接收气相。

9.根据前述权利要求中任一项所述的低温制冷系统(1)，其中所述低温制冷剂包括氦和/或氖。