多功能制冷劑容器及操作這種制冷劑容器的方法
【專利摘要】一種制冷劑容器（10），特別適于用在被設(shè)計(jì)為使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)中，該制冷劑容器（10）包括設(shè)置在制冷劑容器（10）內(nèi)部的用于接納制冷劑的接納空間（12）。換熱器（24）被設(shè)置在制冷劑容器（10）的接納空間（12）中，換熱器（24）允許另外的制冷劑通過換熱器（24），并被配置為移除來自被接納在接納空間（12）中的處于液態(tài)和/或氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，以過度冷卻制冷劑和/或?qū)⒅评鋭┺D(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)聚集狀態(tài)。
【專利說明】多功能制冷劑容器及操作這種制冷劑容器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多功能制冷劑容器，該多功能制冷劑容器特別適于用在被設(shè)計(jì)為使用兩相制冷劑操作以冷卻飛機(jī)上的食品的冷卻系統(tǒng)中。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種操作這種制冷劑容器的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從DE102006005035B3已知適于使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)用于例如冷卻在客機(jī)中儲(chǔ)存的用來發(fā)放給乘客的食品。提供用于供給乘客的食品典型地保存在移動(dòng)運(yùn)輸容器中。這些運(yùn)輸容器在飛機(jī)外部被裝填并預(yù)冷卻，在裝進(jìn)飛機(jī)之后，被放置在飛機(jī)客艙中的適當(dāng)位置，例如廚房中。為了保證食品在被發(fā)放給乘客之前保持新鮮，在運(yùn)輸容器位置區(qū)域提供了冷卻站，冷卻站被供給來自中央制冷設(shè)備的冷卻能量，并將該冷卻能量傳遞給其中儲(chǔ)存有食品的運(yùn)輸容器。在這種情況下，和在單個(gè)運(yùn)輸容器位置單獨(dú)形成的制冷單元相比，具有中央制冷設(shè)備的冷卻系統(tǒng)提供安裝體積更小、重量更輕的優(yōu)點(diǎn)，并且需要更少的用于組裝和維護(hù)的費(fèi)用。此外，如果使用設(shè)置在客艙外部的具有中央制冷設(shè)備的冷卻系統(tǒng)，能夠避免由位于運(yùn)輸容器位置的區(qū)域中的制冷單元產(chǎn)生并在飛機(jī)客艙中可以聽至IJ，從而可能被發(fā)現(xiàn)為煩擾的機(jī)器噪音。
[0003]在從DE102006005035B3已知的冷卻系統(tǒng)中，流動(dòng)通過冷卻回路的制冷劑在系統(tǒng)操作期間產(chǎn)生的相變導(dǎo)致潛在的熱消耗，然后產(chǎn)生用于冷卻目的的熱消耗。提供期望的冷卻能力所需的制冷劑質(zhì)量流量因此顯著地低于例如使用單相液體制冷劑的液體冷卻系統(tǒng)中的制冷劑質(zhì)量流量。因此，DE102006005035B3中描述的冷卻系統(tǒng)可以具有比具有相當(dāng)冷卻能力的液體冷卻系統(tǒng)更小的管路截面。制冷劑質(zhì)量流量的降低此外使得能夠減少通過冷卻系統(tǒng)的冷卻回路供應(yīng)制冷劑所需的傳遞速度。這導(dǎo)致系統(tǒng)效率提高，因?yàn)椴僮鲗?duì)應(yīng)的例如泵的供應(yīng)設(shè)備所需的能量更少，此外在供應(yīng)設(shè)備操作期間由供應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生的需要從冷卻系統(tǒng)移除的額外的熱量更少。
[0004]然而，與DE102006005035B3中公開的冷卻系統(tǒng)有關(guān)的問題是，如果制冷劑在系統(tǒng)的空閑狀態(tài)(idle state)下處于氣態(tài)聚集狀態(tài)，在系統(tǒng)的空閑狀態(tài)下可能出現(xiàn)制冷劑的高靜止壓力(rest pressure)ο反之,在使用例如Gaiden?>作為制冷劑的液體冷卻系統(tǒng)中的制冷劑的靜止壓力通常最大約20bar，在被設(shè)計(jì)為使用例如CO2作為制冷劑的兩相操作的冷卻系統(tǒng)中，在大約85°C的系統(tǒng)溫度下可能出現(xiàn)170bar至220bar的壓力。冷卻系統(tǒng)的管路系統(tǒng)因此承受相當(dāng)大的機(jī)械應(yīng)力，并且不得不進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。
[0005]DE102009011797A1因此提出為DE102006005035B3中描述的冷卻系統(tǒng)裝備控制
閥，控制閥被設(shè)置在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中，并在冷卻系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到其空閑狀態(tài)時(shí)，以在控制閥下游的冷卻回路中出現(xiàn)期望的操作壓力的方式來控制控制閥。由制冷設(shè)備冷卻的制冷劑被接納于在冷卻回路中設(shè)置在控制閥上游的儲(chǔ)存器中。
[0006]借助于DE102009011797A1中描述的操作方法，能夠有效地防止冷卻回路的位于控制閥上游的區(qū)域，也就是在冷卻回路的該區(qū)域中提供的管路和例如閥、換熱器等的其它部件，在冷卻系統(tǒng)的空閑狀態(tài)下被在制冷劑處于氣態(tài)聚集狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)的兩相制冷劑的最高靜止壓力作用。相反，冷卻回路的位于控制閥下游的區(qū)域可以保持在相對(duì)低的操作壓力下。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的冷卻系統(tǒng)具有的問題是其通常難于在飛機(jī)上可用的僅有的非常有限的安裝空間中接納系統(tǒng)部件，或者更加難于以例如通過在過程控制期間使用重力使冷卻系統(tǒng)能夠最有效操作的方式相對(duì)于彼此定位這些部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的主要目的是提供一種制冷劑容器，該制冷劑容器適于用在被設(shè)計(jì)為用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)中，并能實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的靈活的以及體積和重量優(yōu)化的設(shè)計(jì)。本發(fā)明的另一主要目的是提供一種操作這種制冷劑容器的方法。
[0009]這一目的通過具有權(quán)利要求1的特征的制冷劑容器和具有權(quán)利要求7的特征的操作制冷劑容器的方法而被實(shí)現(xiàn)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的制冷劑容器，特別適于用在被設(shè)計(jì)為使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)中，例如飛機(jī)上用于冷卻食品的冷卻系統(tǒng)中，該制冷劑容器包括設(shè)置在制冷劑容器內(nèi)部的用于接納制冷劑的接納空間。在裝備有制冷劑容器的冷卻系統(tǒng)的操作期間，特別是在冷卻系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)時(shí)，制冷劑容器可以被用于接納在冷卻系統(tǒng)操作期間在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的制冷劑。制冷劑可以以液態(tài)聚集狀態(tài)或氣態(tài)聚集狀態(tài)或作為濕蒸汽被供給到冷劑容器。
[0011]待接納在制冷劑容器的接納空間中的制冷劑優(yōu)選為這樣的制冷劑:該制冷劑在將其冷卻能量傳遞到待冷卻的設(shè)備時(shí)可以從液態(tài)聚集狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)聚集狀態(tài)，并且然后可通過適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟瓤刂票辉俅无D(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)聚集狀態(tài)。例如，制冷劑容器的接納空間可以被設(shè)計(jì)為接納作為制冷劑的CO2或R134A (CH2F-CF3)0制冷劑容器的接納空間優(yōu)選被設(shè)計(jì)為即使在制冷劑完全處于氣態(tài)聚集狀態(tài)時(shí)也能夠可罪地接納待被接納在接納空間中的全部數(shù)量的制冷劑。接納空間和/或圍繞接納空間的殼體必須被設(shè)計(jì)為使其能夠承受處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的壓力，而不出現(xiàn)損壞。接納空間優(yōu)選為足夠大，以接納在裝備有制冷劑容器的冷卻系統(tǒng)操作期間在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的全部數(shù)量的制冷劑。因此制冷劑容器能用作在裝備有制冷劑容器的冷卻系統(tǒng)的操作期間在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的制冷劑的高壓收集器。
[0012]換熱器被設(shè)置在制冷劑容器的接納空間中，另外的制冷劑可以流動(dòng)通過該換熱器，該換熱器被配置為移除來自被接納在接納空間中的處于液態(tài)和/或氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，以過度冷卻制冷劑和/或?qū)⒅评鋭┺D(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)聚集狀態(tài)。因此除了其作為高壓收集器的功能之外，制冷劑容器還可以執(zhí)行冷凝器的功能。因此可選地能夠省卻單獨(dú)的冷凝器的使用。如果接納在制冷劑容器的接納空間中的制冷劑具有比流動(dòng)通過換熱器的另外的制冷劑低的溫度，則制冷劑容器還可以被用作儲(chǔ)冷器(cold reservoir),冷卻能量可以從接納在制冷劑容器的接納空間中的制冷劑傳送到流動(dòng)通過換熱器的另外的制冷劑。制冷劑容器能用作高壓收集器、冷凝器或儲(chǔ)冷器的事實(shí)使得其能夠在最小的安裝空間中實(shí)現(xiàn)多種功能。此外，制冷劑容器能使裝備有該制冷劑容器的冷卻系統(tǒng)特別靈活地操作。
[0013]供給到換熱器的另外的制冷劑可以是與提供用于接納在制冷劑容器的接納空間中的制冷劑不同的制冷劑，并且可以在其被供應(yīng)到換熱器中之前由獨(dú)立于制冷劑容器形成的制冷設(shè)備冷卻到期望的低溫。例如，液態(tài)制冷劑以及兩相制冷劑，特別是CO2或R134A可被用作另外的制冷劑。如果需要，至少在裝備有制冷劑容器的冷卻系統(tǒng)的特定操作階段，提供用于接納在制冷劑容器的接納空間中的制冷劑也可以作為另外的制冷劑被供給到換熱器。
[0014]制冷劑容器的接納空間優(yōu)選被連接到用于向接納空間中供應(yīng)制冷劑的第一接納空間管路或用于從接納空間移除制冷劑的第二接納空間管路。第一接納空間管路優(yōu)選被設(shè)計(jì)為將濕蒸汽形式的制冷劑輸送到制冷劑容器的接納空間中。在合并到制冷劑容器的接納空間中的換熱器操作期間，液態(tài)制冷劑優(yōu)選通過第二接納空間管路從制冷劑容器的接納空間移除。
[0015]第一接納空間管路優(yōu)選在制冷劑容器的上部區(qū)域中被連接到制冷劑容器的接納空間。與此相反，第二接納空間管路優(yōu)選被連接到接納空間的集槽。如果需要，向制冷劑容器的接納空間中供應(yīng)制冷劑可至少在裝備有該制冷劑容器的冷卻系統(tǒng)的特定操作階段被影響，而且可被連接到接納空間的集槽的第二接納空間管路影響，從制冷劑容器的接納空間移除制冷劑可被在制冷劑容器的上部區(qū)域連接到制冷劑容器的接納空間的第一接納空間管路影響。
[0016]進(jìn)一步可想到的是，至少在裝備有該制冷劑容器的冷卻系統(tǒng)的特定操作階段，使用第一接納空間管路和第二接納空間管路從制冷劑容器的接納空間移除制冷劑。例如，在制冷劑容器的上部區(qū)域中被連接到制冷劑容器的接納空間的第一接納空間管路可被用于從制冷劑容器的接納空間移除氣態(tài)制冷劑。與此相反，連接到接納空間的集槽的第二接納空間管路可被用于從制冷劑容器的接納空間移除由于熱傳送到換熱器而被冷凝的制冷劑。制冷劑容器因此還可以被用作用于分離氣態(tài)和液態(tài)制冷劑的分離器。
[0017]在第一接納空間管路中，優(yōu)選設(shè)置用于控制制冷劑通過第一接納空間管路的流動(dòng)的控制閥。可替代地或者另外地，在第二接納空間管路中，可以設(shè)置用于控制制冷劑通過第二接納空間管路的流動(dòng)的控制閥。由于制冷劑可以氣態(tài)聚集狀態(tài)和液態(tài)聚集狀態(tài)被供應(yīng)到接納空間或者從接納空間移除，所以設(shè)置在第一接納空間管路和/或第二接納空間管路中的控制閥還適于控制流動(dòng)通過第一接納空間管路和/或第二接納空間管路的制冷劑的壓力。可替代地，在第一接納空間管路和/或第二接納空間管路中可以設(shè)置另外的減壓器。
[0018]借助于設(shè)置在第一接納空間管路和/或第二接納空間管路中的控制閥，制冷劑容器可與冷卻系統(tǒng)中設(shè)置在制冷劑容器的上游或下游的部件分隔開。以這種方式，可以有效地防止在裝備有該制冷劑容器的冷卻系統(tǒng)的空閑狀態(tài)下，如果在冷卻系統(tǒng)操作期間在冷卻系統(tǒng)的回路中循環(huán)的制冷劑以氣態(tài)聚集狀態(tài)被接納在制冷劑容器的接納空間中，冷卻系統(tǒng)的位于制冷劑容器下游和/或上游的部件被制冷劑的最高靜止壓力作用。相反，冷卻回路的位于制冷劑容器外部的區(qū)域可被保持在相對(duì)低的操作壓力下。
[0019]因此冷卻系統(tǒng)的管路系統(tǒng)和其它部件承受的機(jī)械應(yīng)力可被顯著減小。這些部件的適于減小的機(jī)械應(yīng)力的設(shè)計(jì)因此實(shí)現(xiàn)了重量和體積減小，重量和體積的減小具有積極的效果，特別是對(duì)于冷卻系統(tǒng)在飛機(jī)上的使用，并導(dǎo)致制造和操作的成本降低。此外，因?yàn)樵诶鋮s系統(tǒng)的空閑狀態(tài)下冷卻回路的大部分區(qū)域中都是減小的壓力，所以冷卻系統(tǒng)的特征在于更大的操作可靠性和降低的易泄漏性。最后，組裝和維護(hù)工作被簡化。
[0020]換熱器可以被連接到用于向換熱器中供應(yīng)另外的制冷劑的第一換熱器管路和用于從換熱器移除另外的制冷劑的第二換熱器管路。第一換熱器管路可以被連接到例如獨(dú)立于制冷劑容器形成的制冷設(shè)備。第一換熱器管路可以進(jìn)一步能連接到用于從制冷劑容器的接納空間移除制冷劑的移除管路，從而來自制冷劑容器的接納空間的制冷劑可以流動(dòng)通過換熱器。第二換熱器管路可以包括源自制冷劑容器的接納空間的第一管路分支和通向制冷劑容器的接納空間的第二管路分支。通過第二換熱器管路的第一管路分支，另外的制冷劑可以被輸送離開制冷劑容器的換熱器和接納空間，并且例如在由制冷設(shè)備適當(dāng)?shù)乩鋮s后，在回路中輸送回到換熱器中。另一方面，另外的制冷劑在流動(dòng)通過換熱器后可以通過第二換熱器管路的第二管路分支被輸送到制冷劑容器的接納空間中。
[0021]在第二換熱器管路中優(yōu)選設(shè)置用于控制另外的制冷劑通過第一管路分支和/或第二管路分支的流動(dòng)的控制閥。設(shè)置在第二換熱器管路中的控制閥或設(shè)置在換熱器管路的管路分支中的控制閥使得能夠調(diào)節(jié)換熱器中比制冷劑容器的接納空間中的制冷劑的壓力高的另外的制冷劑的壓力。以這種方式，換熱器的內(nèi)部和制冷劑容器的接納空間之間的現(xiàn)有的溫度差可被維持。
[0022]設(shè)置在第二換熱器管路中的控制閥可被設(shè)置在制冷劑容器內(nèi)部的接納空間的外部。例如制冷劑容器的內(nèi)部的制冷劑不流動(dòng)通過的區(qū)域可被用作設(shè)置在第二換熱器管路的第一管路分支和/或第二管路分支中的控制閥的安裝空間。如果閥或其它部件包括電子部件或者電氣部件，則將閥或其它部件布置在制冷劑容器的制冷劑流動(dòng)通過的區(qū)域的外部是特別有意義的。
[0023]換熱器原則上可以采用連續(xù)部件的形式。然而，可替代地，換熱器可以包括第一部分和第二部分，其中換熱器的第一部分可以被配置為移除來自被接納在接納空間的集槽中的處于液態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，并且其中換熱器的第二部分可以被配置為移除來自被接納在接納空間的位于集槽上方的區(qū)域中的處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱。具有兩個(gè)部分的換熱器使接納在制冷劑容器的接納空間的不同區(qū)域中的制冷劑的有區(qū)別的熱傳送成為可能。顯然，包括具有兩個(gè)部分的換熱器的制冷劑容器還可以被操作為儲(chǔ)冷器，并將來自被接納在制冷劑容器的接納空間中的制冷劑的冷卻能量傳送到流動(dòng)通過換熱器的另外的制冷劑。
[0024]用于向換熱器中供應(yīng)另外的制冷劑的第一換熱器管路可包括連接到換熱器的第一部分的第一管路分支和連接到換熱器的第二部分的第二管路分支。在第一換熱器管路中優(yōu)選設(shè)置用于控制另外的制冷劑向換熱器的第一部分和/或第二部分的供給的至少一個(gè)控制閥。以這種方式，可以有區(qū)別的方式向換熱器的第一部分和第二部分供給另外的制冷劑。
[0025]在根據(jù)本發(fā)明的操作制冷劑容器的方法中，該制冷劑容器特別適于用在被設(shè)計(jì)為使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)中并包括設(shè)置在制冷劑容器內(nèi)部的用于接納制冷劑的接納空間，另外的制冷劑流動(dòng)通過換熱器，該換熱器被設(shè)置在制冷劑容器的接納空間中并移除來自被接納在接納空間中的處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，以將制冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)聚集狀態(tài)。
[0026]制冷劑容器的接納空間可以被連接到用于向接納空間中供應(yīng)制冷劑的第一接納空間管路和用于從接納空間移除制冷劑的第二接納空間管路，其中設(shè)置在第一接納空間管路和/或第二接納空間管路中的控制閥可以控制制冷劑通過第一接納空間管路和/或第二接納空間管路的流動(dòng)。
[0027]換熱器可以被連接到用于向換熱器中供應(yīng)另外的制冷劑的第一換熱器管路和從換熱器移除另外的制冷劑的第二換熱器管路，其中第二換熱器管路可以包括源自制冷劑容器的接納空間的第一管路分支和通向制冷劑容器的接納空間中的第二管路分支。
[0028]設(shè)置在第二換熱器管路中的控制閥可以控制另外的制冷劑通過第一管路分支和/或第二管路分支的流動(dòng)。
[0029]設(shè)置在第二換熱器管路中的控制閥可以被設(shè)置在制冷劑容器內(nèi)部的接納空間的外部。
[0030]換熱器可以包括第一部分和第二部分，其中換熱器的第一部分可以移除來自被接納在接納空間的集槽中的處于液態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，并且換熱器的第二部分可以移除來自被接納在接納空間的位于集槽上方的區(qū)域中的處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱。
[0031]用于向換熱器中供應(yīng)另外的制冷劑的第一換熱器管路包括連接到換熱器的第一部分的第一管路分支和連接到換熱器的第二部分的第二管路分支。設(shè)置在第一換熱器管路中的至少一個(gè)控制閥可以控制另外的制冷劑向換熱器的第一部分和/或第二部分的供應(yīng)。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的制冷劑容器特別適于用在用于冷卻飛機(jī)上的食品的飛機(jī)冷卻系統(tǒng)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]現(xiàn)在參照所附簡圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其示出在
[0034]圖1是適于用在飛機(jī)冷卻系統(tǒng)中的制冷劑容器；
[0035]圖2是適于用在飛機(jī)冷卻系統(tǒng)中的另一制冷劑容器；
[0036]圖3是適于用在飛機(jī)冷卻系統(tǒng)中的另一制冷劑容器；
[0037]圖4是適于用在飛機(jī)冷卻系統(tǒng)中的另一制冷劑容器；和
[0038]圖5是適于用在飛機(jī)冷卻系統(tǒng)中的另一制冷劑容器。
【具體實(shí)施方式】
[0039]圖1示出了第一制冷劑容器10，其特別適于用在被設(shè)計(jì)為使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)中，例如用于在飛機(jī)上冷卻食品的冷卻系統(tǒng)中。制冷劑容器10包括設(shè)置在制冷劑容器10內(nèi)部的接納空間12，該接納空間12用于接納在裝備有制冷劑容器10的冷卻系統(tǒng)的操作期間在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的兩相制冷劑。例如，制冷劑容器10的接納空間12可被提供用于接納CO2或R134A。
[0040]制冷劑容器10的接納空間12被設(shè)計(jì)為能夠接納在裝備有制冷劑容器10的冷卻系統(tǒng)的操作期間在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的全部數(shù)量的制冷劑，即使當(dāng)例如在冷卻系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)下制冷劑處于氣態(tài)聚集狀態(tài)時(shí)。接納空間12和/或在圖1所示的制冷劑容器10的第一實(shí)施例中由制冷劑容器10的外殼形成的圍繞接納空間的殼體14因此被設(shè)計(jì)為使得其能夠承受處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的壓力，而不會(huì)引起損壞。因此，制冷劑容器10能用作在裝備有制冷劑容器10的冷卻系統(tǒng)的操作期間在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的制冷劑的高壓收集器。
[0041]制冷劑容器10的接納空間12在上部區(qū)域被連接到第一接納空間管路16。另一方面，接納空間12的集槽被連接到第二接納空間管路18?？赏ㄟ^接納空間管路16、18向制冷劑容器10的接納空間12中供給制冷劑，或者可將制冷劑從制冷劑容器10的接納空間12移除。用于控制制冷劑通過第一接納空間管路16的流動(dòng)的控制閥20被設(shè)置在第一接納空間管路16中。在第二接納空間管路18中，另外設(shè)置有用于控制制冷劑通過第二接納空間管路18的流動(dòng)的控制閥22。
[0042]設(shè)置在接納空間管路16、18中的閥20、22還適于控制流動(dòng)通過接納空間管路16、18的制冷劑的壓力。然而，特別地，閥20、22用于使制冷劑容器10和/或制冷劑容器10的接納空間12與裝備有制冷劑容器10的冷卻系統(tǒng)中設(shè)置在制冷劑容器10上游或下游的部件分隔開。以這種方式，可以有效地防止在冷卻系統(tǒng)的在冷卻系統(tǒng)的正常操作期間在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的制冷劑以氣態(tài)聚集狀態(tài)接納在制冷劑容器10的接納空間12的操作階段中，冷卻系統(tǒng)的位于制冷劑容器10下游和/或上游的部件受到高壓作用。相反，冷卻回路的位于制冷劑容器10外部的區(qū)域可以保持在相對(duì)低的操作壓力下。
[0043]換熱器24被設(shè)置在制冷劑容器10的接納空間12中，另外的制冷劑可以流動(dòng)通過換熱器24。供給到換熱器24的另外的制冷劑可以是與提供用于接納在制冷劑容器10的接納空間12中的制冷劑不同的制冷劑，并且可以例如在被供應(yīng)到換熱器24中之前由獨(dú)立于制冷劑容器10形成的制冷設(shè)備冷卻到期望的低溫。例如，液態(tài)制冷劑以及兩相制冷劑，特別是C02*R134A，可被用作另外的制冷劑。如果需要，至少在裝備有制冷劑容器10的冷卻系統(tǒng)的特定操作階段中，提供用于接納在制冷劑容器10的接納空間12中的制冷劑也可以作為另外的制冷劑被供給到換熱器24。
[0044]換熱器被連接到用于向換熱器24中供應(yīng)另外的制冷劑的第一換熱器管路26和從換熱器24移除另外的制冷劑的第二換熱器管路28。第一換熱器管路26可以連接到例如獨(dú)立于制冷劑容器10形成的制冷設(shè)備。第一換熱器管路26可以進(jìn)一步連接到第二接納空間管路18，從而如果需要，可以將來自制冷劑容器10的接納空間12的制冷劑供應(yīng)到換熱器24中。
[0045]第二換熱器管路28包括源自制冷劑容器10的接納空間12的第一管路分支30和通向制冷劑容器10的接納空間12中的第二管路分支32。另外的制冷劑可以通過第二換熱器管路28的第一管路分支30被輸送離開制冷劑容器10的換熱器24和接納空間12，并且例如在由制冷設(shè)備適當(dāng)?shù)乩鋮s后，在回路中輸送回?fù)Q熱器24。另一方面，另外的制冷劑在流動(dòng)通過換熱器24后可以通過第二換熱器管路28的第二管路分支32被輸送到制冷劑容器10的接納空間12中。
[0046]控制閥34被設(shè)置在第二換熱器管路28的第一管路分支30和第二管路分支32之間的連接點(diǎn)處，用于控制另外的制冷劑通過第一管路分支30和第二管路分支32的流動(dòng)?？刂崎y34使得能夠調(diào)節(jié)換熱器24中比制冷劑容器10的接納空間12中的制冷劑的壓力高的另外的制冷劑的壓力。以這種方式，換熱器24的內(nèi)部和制冷劑容器10的接納空間12之間現(xiàn)有的溫度差可以被維持。
[0047]現(xiàn)在討論運(yùn)行制冷劑容器10的方法和制冷劑容器10的操作。如已提到的那樣，制冷劑容器10的接納空間12被設(shè)計(jì)為能夠在冷卻系統(tǒng)處于其空閑狀態(tài)時(shí)接納在裝備有制冷齊U容器10的冷卻系統(tǒng)操作期間在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的全部數(shù)量的制冷劑。因此，在冷卻系統(tǒng)關(guān)閉期間，在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中循環(huán)的制冷劑可以被供應(yīng)到制冷劑容器IO的接納空間12中。制冷劑可以以液態(tài)或氣態(tài)或作為濕蒸汽被供給到制冷劑容器10。
[0048]在每種情況下，如果制冷劑的周圍溫度超過其蒸發(fā)溫度，制冷劑容器10的接納空間12中的制冷劑蒸發(fā)，制冷劑容器10不被冷卻。然而，控制閥20、22防止制冷劑容器10的接納空間12中的氣態(tài)制冷劑的壓力被傳送到冷卻系統(tǒng)的位于制冷劑容器10下游和/或上游的部件。在冷卻系統(tǒng)的空閑狀態(tài)下，制冷劑容器10因此用作高壓收集器。
[0049]如果例如在冷卻系統(tǒng)的啟動(dòng)期間，一些氣態(tài)制冷劑從制冷劑容器10的接納空間12被排放到冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中，可能影響制冷劑從制冷劑容器10的接納空間12通過第一接納空間管路16或第二接納空間管路18的移除。在這種情況下，借助于設(shè)置在接納空間管路16、18中的閥20、22或者借助于單獨(dú)的減壓器控制壓力。
[0050]此外，在冷卻系統(tǒng)的啟動(dòng)期間，制冷劑容器10的接納空間12中接納的氣態(tài)制冷劑可以被冷凝，也就是說，制冷劑容器10可以作為冷凝器操作。為此目的，可以將已經(jīng)由外部制冷設(shè)備冷卻到低溫的另外的制冷劑通過第一換熱器管路26供給到換熱器24。另外的制冷劑隨著其流動(dòng)通過換熱器24而蒸發(fā)，同時(shí)對(duì)接納在制冷劑容器10的接納空間12中的氣態(tài)制冷劑釋放冷卻能量。隨著流動(dòng)通過換熱器24而蒸發(fā)的另外的制冷劑通過第二換熱器管路28從換熱器24和制冷劑容器10移除，并在經(jīng)由第一換熱器管路26在回路中被輸送回?fù)Q熱器24中之前，被供應(yīng)到用于再冷卻的外部制冷設(shè)備。另一方面，由于熱能被傳送到流動(dòng)通過換熱器24的另外的制冷劑，所以接納在制冷劑容器10的接納空間12中的制冷劑被冷凝。制冷劑容器10的接納空間12中的壓力因此下降。
[0051]在冷凝操作開始時(shí)，設(shè)置在接納空間管路16、18中的閥20、22保持關(guān)閉，以保護(hù)冷卻系統(tǒng)的位于制冷劑容器10下游和/或上游的部件不受制冷劑容器10的接納空間12中的高壓的影響。另一方面，如果由于制冷劑容器10的接納空間12中接納的制冷劑中相應(yīng)比例的制冷劑冷凝，制冷劑容器10的接納空間12中的壓力下降到所需低水平，則通過打開閥20、22中的一個(gè)或者將閥20、22中的兩個(gè)都打開，可以在制冷劑容器10的接納空間12和冷卻系統(tǒng)的冷卻回路之間建立流體輸送連接。
[0052]在冷卻系統(tǒng)正常操作期間，通常濕蒸汽形式的制冷劑通過第一接納空間管路16被供給到制冷劑容器10。濕蒸汽形式的制冷劑由于熱能被傳送到流動(dòng)通過換熱器24的另外的制冷劑而被冷凝，并可以以液態(tài)通過第二接納空間管路18而從制冷劑容器10的接納空間12的集槽被移除到冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中。在冷卻系統(tǒng)正常操作期間，通常存在另外的制冷劑通過換熱器24的連續(xù)循環(huán)。
[0053]為了能維持換熱器24的內(nèi)部和制冷劑容器10的接納空間12之間的現(xiàn)有的溫度差，借助于設(shè)置在第二換熱器管路28中的控制閥34將換熱器24中的另外的制冷劑的壓力調(diào)節(jié)為使得其高于制冷劑容器10的接納空間12中的制冷劑的壓力。在這種情況下，在閥34的控制下，另外的制冷劑可以通過第二換熱器管路28的第二管路分支30被輸送到制冷劑容器10的接納空間12中。從第二換熱器管路28的第二管路分支30排出的另外的制冷劑在制冷劑容器10的處于系統(tǒng)壓力下的接納空間12中膨脹，因此在一定程度上獲得了濕蒸汽特性。為了防止對(duì)設(shè)置在冷卻系統(tǒng)的冷卻回路中的供應(yīng)設(shè)備的損壞，因此另外的制冷劑在其從制冷劑容器10的接納空間12移除之前被冷凝是有意義的。
[0054]萬一在制冷劑容器10中出現(xiàn)不期望的溫度升高，制冷劑容器10可以變冷。為此目的，設(shè)置在第一接納空間管路16中的控制閥20被關(guān)閉，從而防止?jié)裾羝贿M(jìn)一步供應(yīng)到制冷劑容器10的接納空間12中。然而，換熱器24的操作繼續(xù)，液態(tài)制冷劑從制冷劑容器10的接納空間12通過第二接納空間管路18的移除也繼續(xù)。
[0055]如果制冷劑容器10的接納空間12中接納的制冷劑具有比流動(dòng)通過換熱器24的另外的制冷劑低的溫度，則制冷劑容器10還可以被操作為儲(chǔ)冷器，并將冷卻能量從制冷劑容器10的接納空間12接納的制冷劑傳送到流動(dòng)通過換熱器24的另外的制冷劑。可以進(jìn)一步想到將制冷劑容器10操作為用于分離氣態(tài)和液態(tài)制冷劑的分離器，其中在換熱器24的相應(yīng)操作狀態(tài)中，第一接納空間管路16和第二接納空間管路18均被用于從制冷劑容器10的接納空間12移除制冷劑。
[0056]圖2所示的另一制冷劑容器10和根據(jù)圖1的裝置的區(qū)別僅僅在于設(shè)置在第二換熱器管路28中的控制閥34被設(shè)置在制冷劑容器10內(nèi)部的接納空間12的外部。以這種方式，閥34中的電子或電氣部件被保護(hù)為不和接納在制冷劑容器10的接納空間12中的制冷劑接觸。除此之外，根據(jù)圖2的制冷劑容器10的構(gòu)造和運(yùn)行方法對(duì)應(yīng)于圖1所示的裝置的構(gòu)造和運(yùn)行方法。
[0057]在圖3所示的另一制冷劑容器10中，換熱器24包括第一部分24a和第二部分24b。換熱器24的第一部分24a被配置為移除來自被接納在接納空間12的集槽中的處于液態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱。另一方面，換熱器24的第二部分24b被配置為移除來自被接納在接納空間12的位于集槽上方的區(qū)域中的處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱。具有兩個(gè)部分24a和24b的換熱器24使得可以對(duì)接納在制冷劑容器10的接納空間12的不同區(qū)域中的制冷劑進(jìn)行有區(qū)別的熱傳送。除此之外，根據(jù)圖3的制冷劑容器10的構(gòu)造和運(yùn)行方法對(duì)應(yīng)于圖2所示的裝置的構(gòu)造和運(yùn)行方法。
[0058]在圖4所示的另一制冷劑容器10中，用于向換熱器24中供應(yīng)另外的制冷劑的第一換熱器管路26包括連接到換熱器24的第一部分24a的第一管路分支36和連接到換熱器24的第二部分24b的第二管路分支38。用于控制另外的制冷劑向換熱器24的第一部分24a和第二部分24b的供應(yīng)的控制閥40在第一管路分支36和第二管路分支38的連接點(diǎn)處被設(shè)置在第一換熱器管路26中。以這種方式，可以使用有區(qū)別的方式向換熱器24的第一部分24a和第二部分24b供給另外的制冷劑。
[0059]單向閥42被設(shè)置在連接換熱器24的部分24a、24b的連接管路中，單向閥42防止另外的制冷劑從換熱器24的第二部分24b回流到換熱器的第一部分24a中。除此之外，根據(jù)圖4的制冷劑容器10的構(gòu)造和運(yùn)行方法對(duì)應(yīng)于圖3所示的裝置的構(gòu)造和運(yùn)行方法。
[0060]圖5所示的另一容器10和根據(jù)圖4的裝置的區(qū)別僅僅在于設(shè)置在第一換熱器管路26和第二換熱器管路28中的控制閥40、34被設(shè)置在制冷劑容器10內(nèi)部的接納空間12的外部。以這種方式，閥34、40中的電子或電氣部件被保護(hù)為不和接納在制冷劑容器10的接納空間12中的制冷劑接觸。除此之外，根據(jù)圖5的制冷劑容器10的構(gòu)造和運(yùn)行方法對(duì)應(yīng)于圖4所示的裝置的構(gòu)造和運(yùn)行方法。
[0061]這里結(jié)合制冷劑容器的單個(gè)實(shí)施例描述的特征當(dāng)然還可以在制冷劑容器的其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。結(jié)合制冷劑容器的特定實(shí)施例描述的特征因此可以以任何組合轉(zhuǎn)化到制冷劑容器的其它實(shí)施例中。具體而言，所有的制冷劑容器可以在它們的接納空間中接納結(jié)合圖3至圖5描述的具有第一部分和第二部分的換熱器。
【權(quán)利要求】
1.一種制冷劑容器(10)，特別用在被設(shè)計(jì)為使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)中，并包括設(shè)置在所述制冷劑容器(10)內(nèi)部的用于接納制冷劑的接納空間(12)，其中換熱器(24)被設(shè)置在所述制冷劑容器(10)的所述接納空間(12)中，所述換熱器(24)允許另外的制冷劑通過所述換熱器(24)，并被配置為移除來自被接納在所述接納空間(12)中的處于液態(tài)和/或氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，以過度冷卻所述制冷劑和/或?qū)⑺鲋评鋭┺D(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)聚集狀態(tài)，并且其中所述換熱器(24)包括第一部分(24a)和第二部分(24b)，所述換熱器(24)的所述第一部分(24a)被配置為移除來自被接納在所述接納空間(12)的集槽中的處于液態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，并且所述換熱器(24)的所述第二部分(24b)被配置為移除來自被接納在所述接納空間(12)的位于所述集槽上方的區(qū)域中的處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制冷劑容器， 其特征在于，所述制冷劑容器(10)的所述接納空間(12)被連接到用于向所述接納空間(12)中供應(yīng)所述制冷劑的第一接納空間管路(16)和用于從所述接納空間(12)移除所述制冷劑的第二接納空間管路(18)，其中用于控制所述制冷劑通過所述第一接納空間管路(16)和/或所述第 二接納空間管路(18)的流動(dòng)的控制閥(20、22)被設(shè)置在所述第一接納空間管路(16)和/或所述第二接納空間管路(18)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷劑容器， 其特征在于，所述換熱器(24)被連接到用于向所述換熱器(24)中供應(yīng)所述另外的制冷劑的第一換熱器管路(26)和用于從所述換熱器(24)移除所述另外的制冷劑的第二換熱器管路(28)，其中所述第二換熱器管路(28)包括源自所述制冷劑容器(10)的所述接納空間(12)的第一管路分支(30)和通向所述制冷劑容器(10)的所述接納空間(12)的第二管路分支(32)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的制冷劑容器， 其特征在于，用于控制所述另外的制冷劑通過所述第二換熱器管路(28)的所述第一管路分支(30 )和/或所述第二管路分支(32 )的流動(dòng)的控制閥(34 )被設(shè)置在所述第二換熱器管路(28)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷劑容器， 其特征在于，設(shè)置在所述第二換熱器管路(28 )中的所述控制閥(34)被設(shè)置在所述制冷劑容器(10)內(nèi)部的所述接納空間(12)的外部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的制冷劑容器， 其特征在于，用于向所述換熱器(24)中供應(yīng)所述另外的制冷劑的所述第一換熱器管路(26)包括被連接到所述換熱器(24)的所述第一部分(24a)的第一管路分支(36)和被連接到所述換熱器(24 )的所述第二部分(24b )的第二管路分支(38 )，并且用于控制所述另外的制冷劑向所述換熱器(24)的所述第一部分(24a)和/或所述第二部分(24b)的供給的至少一個(gè)控制閥(40 )被設(shè)置在所述第一換熱器管路(26 )中。
7.一種操作制冷劑容器(10)的方法，所述制冷劑容器(10)特別適于用在被設(shè)計(jì)為使用兩相制冷劑操作的冷卻系統(tǒng)中并包括設(shè)置在所述制冷劑容器(10)內(nèi)部的用于接納制冷劑的接納空間(12)，其中 另外的制冷劑流動(dòng)通過換熱器(24)，所述換熱器(24)被設(shè)置在所述制冷劑容器(10)的所述接納空間(12)中，并移除來自被接納在所述接納空間(12)中的處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，以將所述制冷劑轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)聚集狀態(tài)，并且其中所述換熱器(24)包括第一部分(24a)和第二部分(24b)，所述換熱器(24)的所述第一部分(24a)移除來自被接納在所述接納空間(12)的集槽中的處于液態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱，并且所述換熱器(24)的所述第二部分(24b)移除來自被接納在所述接納空間(12)的位于所述集槽上方的區(qū)域中的處于氣態(tài)聚集狀態(tài)的制冷劑的熱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法， 其特征在于，所述制冷劑容器(10)的所述接納空間(12)被連接到用于向所述接納空間(12)中供應(yīng)所述制冷劑的第一接納空間管路(16)和用于從所述接納空間(12)移除所述制冷劑的第二接納空間管路(18)，其中設(shè)置在所述第一接納空間管路(16)和/或所述第二接納空間管路(18)中的控制閥(20、22)控制所述制冷劑通過所述第一接納空間管路(16)和/或所述第二接納空間管路(18)的流動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法， 其特征在于，所述換熱器(24)被連接到用于向所述換熱器(24)中供應(yīng)所述另外的制冷劑的第一換熱器管路(26)和用于從所述換熱器(24)移除所述另外的制冷劑的第二換熱器管路(28)，其中所述第二換熱器管路(28)包括源自所述制冷劑容器(10)的所述接納空間(12)的第一管路分支(30)和通向所述制冷劑容器(10)的所述接納空間(12)的第二管路分支(32)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，設(shè)置在所述第二換熱器管路(28)中的控制閥(34)控制所述另外的制冷劑通過所述第二換熱器管路(28 )的所述第一管路分支(30 )和/或所述第二管路分支(32 )的流動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法， 其特征在于，設(shè)置在所述第二換熱器管路(28)中的所述控制閥(34)被設(shè)置在所述制冷劑容器(10)內(nèi)部的所述接納空間(12)的外部。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，用于向所述換熱器(24)中供應(yīng)所述另外的制冷劑的所述第一換熱器管路(26)包括被連接到所述換熱器(24)的所述第一部分(24a)的第一管路分支(36)和被連接到所述換熱器(24)的所述第二部分(24b)的第二管路分支(38)，并且設(shè)置在所述第一換熱器管路(26)中的至少一個(gè)控制閥(40)控制所述另外的制冷劑向所述換熱器(24)的所述第一部分(24a)和/或所述第二部分(24b)的供給。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的制冷劑容器(10)和/或根據(jù)權(quán)利要求7至12中任一項(xiàng)所述的方法用于飛機(jī)上的冷卻目的的用途。
【文檔編號(hào)】F25B43/00GK103443564SQ201280014857
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月24日
【發(fā)明者】馬庫斯·皮斯克 申請(qǐng)人:空中客車作業(yè)有限公司