[發(fā)明專利]具有多個再冷卻器的冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310058713.9
• 申請日: 2013-02-25
• 公開（公告）號: CN103292512A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬庫斯·皮斯克;馬丁·西梅;艾米特·卡伊漢·基里亞曼
• 申請（專利權(quán)）人: 空中客車作業(yè)有限公司
• 主分類號: F25B25/00
• 分類號: F25B25/00;F25B40/00;F25B43/00;F25B49/00;B64D13/06
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 于未茗;宋志強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于使用兩相制冷劑工作的冷卻系統(tǒng)，其特別適用于飛機上。另外，本發(fā)明涉及操作這種冷卻系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)

從DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A中可以得知用于使用兩相制冷劑工作的冷卻系統(tǒng)，并且該冷卻系統(tǒng)可以被用于例如冷卻客機上存放并旨在提供給乘客的食物。通常，提供給乘客的食物被保存在移動運輸容器中。這些運輸容器在飛機外面被填滿并預(yù)先冷卻，并且在裝入飛機后被放置在飛機客艙中適當?shù)奈恢茫缭趶N房中。為了保證食物在分發(fā)給乘客使還能保持新鮮，在傳輸容器位置的區(qū)域中提供有冷卻站，其由中央制冷裝置提供冷卻能并將冷卻能釋放到儲存有食物的運輸容器。

在從DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A中得知的冷卻系統(tǒng)中，流經(jīng)回路的制冷劑在系統(tǒng)的操作過程中發(fā)生的相變允許隨后發(fā)生的用于冷卻目的的潛熱消耗。因此，需要提供期望的冷卻能力的制冷劑的集流（mass?flow）顯著的低于例如使用一相液體制冷劑的液體冷卻系統(tǒng)。結(jié)果，在DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A1中描述的冷卻系統(tǒng)可以比可比擬冷卻能力的液體冷卻系統(tǒng)具有小的管子截面，因此具有安裝體積小、重量輕的優(yōu)點。不僅如此，制冷劑的集流的減少使得可以減小需要將制冷劑輸送通過冷卻系統(tǒng)的冷卻回路的輸送能力。由于需要較少的能量來操作相應(yīng)輸送裝置，例如泵，且要從冷卻系統(tǒng)去除的在輸送裝置的操作過程中由輸送裝置產(chǎn)生的附加熱減少，因此使得系統(tǒng)的效率提高。

在現(xiàn)有技術(shù)的冷卻系統(tǒng)中，通常以沸騰液體的形式在儲液器中存儲兩相制冷劑，該儲液器被設(shè)置在允許兩相制冷劑經(jīng)其循環(huán)的冷卻回路中。為了避免用于將兩相制冷劑從儲液器中放出的輸送裝置過度磨損，其可以，例如，被設(shè)計成泵的形式，應(yīng)當盡可能地避免通過輸送裝置輸送氣態(tài)制冷劑以及在輸送裝置中形成氣泡（氣穴）。通常氣穴是由快速移動泵部件而導(dǎo)致的流速的突然增加而引起的制冷劑中壓力減小的結(jié)果。

未公開的DE102011014954因此提出用于適用于使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)的儲液器布置，其中制冷劑被液化并再冷卻于冷凝器中。離開冷凝器的過冷的制冷劑被引導(dǎo)通過設(shè)置在儲液器中的熱交換器并且此后放入儲液器。當流過熱交換器時，過冷的制冷劑釋放冷卻能到已經(jīng)被接收在儲液器中的制冷劑。

另外，未公開的DE102011121745提出用于適用于使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)的儲液器布置，其中用于從儲液器輸送制冷劑的輸送裝置與儲液器整體形成。將輸送裝置整合到儲液器中允許省掉將儲液器連接至輸送裝置的管，特別是在冷卻系統(tǒng)開啟的過程中，該管可能包含氣態(tài)制冷劑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明致力于提供用于使用兩相制冷劑操作的可靠的冷卻系統(tǒng)的目的，該可靠的冷卻系統(tǒng)允許輸送制冷劑通過冷卻系統(tǒng)的冷卻回路的輸送裝置具有低磨損操作。另外，本發(fā)明致力于提供操作這種冷卻系統(tǒng)的方法的目的。

這些目的通過具有權(quán)利要求1的特征的冷卻系統(tǒng)和具有權(quán)利要求8的特征的操作冷卻系統(tǒng)的方法來實現(xiàn)。

一種尤其適用于飛機上用于冷卻熱產(chǎn)生部件或食物的冷卻系統(tǒng)包括：允許兩相制冷劑在其中循環(huán)的冷卻回路。在冷卻回路中循環(huán)的兩相制冷劑是將冷卻能釋放至冷卻能消耗者時從液體聚集態(tài)轉(zhuǎn)換到氣體聚集態(tài)并且然后轉(zhuǎn)換回液體聚集態(tài)的制冷劑。兩相制冷劑可以例如是CO₂或R134A(CH₂F-CF₃)。電氣或電子系統(tǒng)，例如航電系統(tǒng)或燃料電池系統(tǒng)通常要被冷卻到比食物高的溫度水平。為了冷卻這些系統(tǒng)，例如能夠被用作兩相制冷劑。在1巴的壓力下的蒸發(fā)溫度大約是60℃。

冷卻系統(tǒng)的形成冷卻回路和冷卻能消耗者之間的接口的蒸發(fā)器設(shè)置在冷卻系統(tǒng)中。蒸發(fā)器可以例如包括提供流過第一冷卻回路的制冷劑和待冷卻的流體的熱耦合，待冷卻的流體例如為待供給移動運輸容器用于冷卻存儲在移動運輸容器中的食物或者飛機上的任何熱產(chǎn)生部件的空氣。兩相制冷劑以其液體聚集態(tài)被供給蒸發(fā)器。在將其冷卻能釋放至冷卻能消耗者時，制冷劑被蒸發(fā)并且因此以其氣體聚集態(tài)從蒸發(fā)器出去。