多功能制冷剂容器及操作这种制冷剂容器的方法
【专利摘要】一种制冷剂容器（10），特别适于用在被设计为使用两相制冷剂操作的冷却系统中，该制冷剂容器（10）包括设置在制冷剂容器（10）内部的用于接纳制冷剂的接纳空间（12）。换热器（24）被设置在制冷剂容器（10）的接纳空间（12）中，换热器（24）允许另外的制冷剂通过换热器（24），并被配置为移除来自被接纳在接纳空间（12）中的处于液态和/或气态聚集状态的制冷剂的热，以过度冷却制冷剂和/或将制冷剂转变为液态聚集状态。
【专利说明】多功能制冷剂容器及操作这种制冷剂容器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多功能制冷剂容器，该多功能制冷剂容器特别适于用在被设计为使用两相制冷剂操作以冷却飞机上的食品的冷却系统中。本发明进一步涉及一种操作这种制冷剂容器的方法。
【背景技术】
[0002]从DE102006005035B3已知适于使用两相制冷剂操作的冷却系统，该冷却系统用于例如冷却在客机中储存的用来发放给乘客的食品。提供用于供给乘客的食品典型地保存在移动运输容器中。这些运输容器在飞机外部被装填并预冷却，在装进飞机之后，被放置在飞机客舱中的适当位置，例如厨房中。为了保证食品在被发放给乘客之前保持新鲜，在运输容器位置区域提供了冷却站，冷却站被供给来自中央制冷设备的冷却能量，并将该冷却能量传递给其中储存有食品的运输容器。在这种情况下，和在单个运输容器位置单独形成的制冷单元相比，具有中央制冷设备的冷却系统提供安装体积更小、重量更轻的优点，并且需要更少的用于组装和维护的费用。此外，如果使用设置在客舱外部的具有中央制冷设备的冷却系统，能够避免由位于运输容器位置的区域中的制冷单元产生并在飞机客舱中可以听至IJ，从而可能被发现为烦扰的机器噪音。
[0003]在从DE102006005035B3已知的冷却系统中，流动通过冷却回路的制冷剂在系统操作期间产生的相变导致潜在的热消耗，然后产生用于冷却目的的热消耗。提供期望的冷却能力所需的制冷剂质量流量因此显著地低于例如使用单相液体制冷剂的液体冷却系统中的制冷剂质量流量。因此，DE102006005035B3中描述的冷却系统可以具有比具有相当冷却能力的液体冷却系统更小的管路截面。制冷剂质量流量的降低此外使得能够减少通过冷却系统的冷却回路供应制冷剂所需的传递速度。这导致系统效率提高，因为操作对应的例如泵的供应设备所需的能量更少，此外在供应设备操作期间由供应设备产生的需要从冷却系统移除的额外的热量更少。
[0004]然而，与DE102006005035B3中公开的冷却系统有关的问题是，如果制冷剂在系统的空闲状态(idle state)下处于气态聚集状态，在系统的空闲状态下可能出现制冷剂的高静止压力(rest pressure)ο反之,在使用例如Gaiden?>作为制冷剂的液体冷却系统中的制冷剂的静止压力通常最大约20bar，在被设计为使用例如CO2作为制冷剂的两相操作的冷却系统中，在大约85°C的系统温度下可能出现170bar至220bar的压力。冷却系统的管路系统因此承受相当大的机械应力，并且不得不进行相应的设计。
[0005]DE102009011797A1因此提出为DE102006005035B3中描述的冷却系统装备控制
阀，控制阀被设置在冷却系统的冷却回路中，并在冷却系统转换到其空闲状态时，以在控制阀下游的冷却回路中出现期望的操作压力的方式来控制控制阀。由制冷设备冷却的制冷剂被接纳于在冷却回路中设置在控制阀上游的储存器中。
[0006]借助于DE102009011797A1中描述的操作方法，能够有效地防止冷却回路的位于控制阀上游的区域，也就是在冷却回路的该区域中提供的管路和例如阀、换热器等的其它部件，在冷却系统的空闲状态下被在制冷剂处于气态聚集状态时出现的两相制冷剂的最高静止压力作用。相反，冷却回路的位于控制阀下游的区域可以保持在相对低的操作压力下。
[0007]现有技术的冷却系统具有的问题是其通常难于在飞机上可用的仅有的非常有限的安装空间中接纳系统部件，或者更加难于以例如通过在过程控制期间使用重力使冷却系统能够最有效操作的方式相对于彼此定位这些部件。
【发明内容】
[0008]本发明的主要目的是提供一种制冷剂容器，该制冷剂容器适于用在被设计为用两相制冷剂操作的冷却系统中，并能实现冷却系统的灵活的以及体积和重量优化的设计。本发明的另一主要目的是提供一种操作这种制冷剂容器的方法。
[0009]这一目的通过具有权利要求1的特征的制冷剂容器和具有权利要求7的特征的操作制冷剂容器的方法而被实现。
[0010]根据本发明的制冷剂容器，特别适于用在被设计为使用两相制冷剂操作的冷却系统中，例如飞机上用于冷却食品的冷却系统中，该制冷剂容器包括设置在制冷剂容器内部的用于接纳制冷剂的接纳空间。在装备有制冷剂容器的冷却系统的操作期间，特别是在冷却系统处于空闲状态时，制冷剂容器可以被用于接纳在冷却系统操作期间在冷却系统的冷却回路中循环的制冷剂。制冷剂可以以液态聚集状态或气态聚集状态或作为湿蒸汽被供给到冷剂容器。
[0011]待接纳在制冷剂容器的接纳空间中的制冷剂优选为这样的制冷剂:该制冷剂在将其冷却能量传递到待冷却的设备时可以从液态聚集状态转变为气态聚集状态，并且然后可通过适当的压力和温度控制被再次转变为液态聚集状态。例如，制冷剂容器的接纳空间可以被设计为接纳作为制冷剂的CO2或R134A (CH2F-CF3)0制冷剂容器的接纳空间优选被设计为即使在制冷剂完全处于气态聚集状态时也能够可罪地接纳待被接纳在接纳空间中的全部数量的制冷剂。接纳空间和/或围绕接纳空间的壳体必须被设计为使其能够承受处于气态聚集状态的制冷剂的压力，而不出现损坏。接纳空间优选为足够大，以接纳在装备有制冷剂容器的冷却系统操作期间在冷却系统的冷却回路中循环的全部数量的制冷剂。因此制冷剂容器能用作在装备有制冷剂容器的冷却系统的操作期间在冷却系统的冷却回路中循环的制冷剂的高压收集器。
[0012]换热器被设置在制冷剂容器的接纳空间中，另外的制冷剂可以流动通过该换热器，该换热器被配置为移除来自被接纳在接纳空间中的处于液态和/或气态聚集状态的制冷剂的热，以过度冷却制冷剂和/或将制冷剂转变为液态聚集状态。因此除了其作为高压收集器的功能之外，制冷剂容器还可以执行冷凝器的功能。因此可选地能够省却单独的冷凝器的使用。如果接纳在制冷剂容器的接纳空间中的制冷剂具有比流动通过换热器的另外的制冷剂低的温度，则制冷剂容器还可以被用作储冷器(cold reservoir),冷却能量可以从接纳在制冷剂容器的接纳空间中的制冷剂传送到流动通过换热器的另外的制冷剂。制冷剂容器能用作高压收集器、冷凝器或储冷器的事实使得其能够在最小的安装空间中实现多种功能。此外，制冷剂容器能使装备有该制冷剂容器的冷却系统特别灵活地操作。
[0013]供给到换热器的另外的制冷剂可以是与提供用于接纳在制冷剂容器的接纳空间中的制冷剂不同的制冷剂，并且可以在其被供应到换热器中之前由独立于制冷剂容器形成的制冷设备冷却到期望的低温。例如，液态制冷剂以及两相制冷剂，特别是CO2或R134A可被用作另外的制冷剂。如果需要，至少在装备有制冷剂容器的冷却系统的特定操作阶段，提供用于接纳在制冷剂容器的接纳空间中的制冷剂也可以作为另外的制冷剂被供给到换热器。
[0014]制冷剂容器的接纳空间优选被连接到用于向接纳空间中供应制冷剂的第一接纳空间管路或用于从接纳空间移除制冷剂的第二接纳空间管路。第一接纳空间管路优选被设计为将湿蒸汽形式的制冷剂输送到制冷剂容器的接纳空间中。在合并到制冷剂容器的接纳空间中的换热器操作期间，液态制冷剂优选通过第二接纳空间管路从制冷剂容器的接纳空间移除。
[0015]第一接纳空间管路优选在制冷剂容器的上部区域中被连接到制冷剂容器的接纳空间。与此相反，第二接纳空间管路优选被连接到接纳空间的集槽。如果需要，向制冷剂容器的接纳空间中供应制冷剂可至少在装备有该制冷剂容器的冷却系统的特定操作阶段被影响，而且可被连接到接纳空间的集槽的第二接纳空间管路影响，从制冷剂容器的接纳空间移除制冷剂可被在制冷剂容器的上部区域连接到制冷剂容器的接纳空间的第一接纳空间管路影响。
[0016]进一步可想到的是，至少在装备有该制冷剂容器的冷却系统的特定操作阶段，使用第一接纳空间管路和第二接纳空间管路从制冷剂容器的接纳空间移除制冷剂。例如，在制冷剂容器的上部区域中被连接到制冷剂容器的接纳空间的第一接纳空间管路可被用于从制冷剂容器的接纳空间移除气态制冷剂。与此相反，连接到接纳空间的集槽的第二接纳空间管路可被用于从制冷剂容器的接纳空间移除由于热传送到换热器而被冷凝的制冷剂。制冷剂容器因此还可以被用作用于分离气态和液态制冷剂的分离器。
[0017]在第一接纳空间管路中，优选设置用于控制制冷剂通过第一接纳空间管路的流动的控制阀。可替代地或者另外地，在第二接纳空间管路中，可以设置用于控制制冷剂通过第二接纳空间管路的流动的控制阀。由于制冷剂可以气态聚集状态和液态聚集状态被供应到接纳空间或者从接纳空间移除，所以设置在第一接纳空间管路和/或第二接纳空间管路中的控制阀还适于控制流动通过第一接纳空间管路和/或第二接纳空间管路的制冷剂的压力。可替代地，在第一接纳空间管路和/或第二接纳空间管路中可以设置另外的减压器。
[0018]借助于设置在第一接纳空间管路和/或第二接纳空间管路中的控制阀，制冷剂容器可与冷却系统中设置在制冷剂容器的上游或下游的部件分隔开。以这种方式，可以有效地防止在装备有该制冷剂容器的冷却系统的空闲状态下，如果在冷却系统操作期间在冷却系统的回路中循环的制冷剂以气态聚集状态被接纳在制冷剂容器的接纳空间中，冷却系统的位于制冷剂容器下游和/或上游的部件被制冷剂的最高静止压力作用。相反，冷却回路的位于制冷剂容器外部的区域可被保持在相对低的操作压力下。
[0019]因此冷却系统的管路系统和其它部件承受的机械应力可被显著减小。这些部件的适于减小的机械应力的设计因此实现了重量和体积减小，重量和体积的减小具有积极的效果，特别是对于冷却系统在飞机上的使用，并导致制造和操作的成本降低。此外，因为在冷却系统的空闲状态下冷却回路的大部分区域中都是减小的压力，所以冷却系统的特征在于更大的操作可靠性和降低的易泄漏性。最后，组装和维护工作被简化。
[0020]换热器可以被连接到用于向换热器中供应另外的制冷剂的第一换热器管路和用于从换热器移除另外的制冷剂的第二换热器管路。第一换热器管路可以被连接到例如独立于制冷剂容器形成的制冷设备。第一换热器管路可以进一步能连接到用于从制冷剂容器的接纳空间移除制冷剂的移除管路，从而来自制冷剂容器的接纳空间的制冷剂可以流动通过换热器。第二换热器管路可以包括源自制冷剂容器的接纳空间的第一管路分支和通向制冷剂容器的接纳空间的第二管路分支。通过第二换热器管路的第一管路分支，另外的制冷剂可以被输送离开制冷剂容器的换热器和接纳空间，并且例如在由制冷设备适当地冷却后，在回路中输送回到换热器中。另一方面，另外的制冷剂在流动通过换热器后可以通过第二换热器管路的第二管路分支被输送到制冷剂容器的接纳空间中。
[0021]在第二换热器管路中优选设置用于控制另外的制冷剂通过第一管路分支和/或第二管路分支的流动的控制阀。设置在第二换热器管路中的控制阀或设置在换热器管路的管路分支中的控制阀使得能够调节换热器中比制冷剂容器的接纳空间中的制冷剂的压力高的另外的制冷剂的压力。以这种方式，换热器的内部和制冷剂容器的接纳空间之间的现有的温度差可被维持。
[0022]设置在第二换热器管路中的控制阀可被设置在制冷剂容器内部的接纳空间的外部。例如制冷剂容器的内部的制冷剂不流动通过的区域可被用作设置在第二换热器管路的第一管路分支和/或第二管路分支中的控制阀的安装空间。如果阀或其它部件包括电子部件或者电气部件，则将阀或其它部件布置在制冷剂容器的制冷剂流动通过的区域的外部是特别有意义的。
[0023]换热器原则上可以采用连续部件的形式。然而，可替代地，换热器可以包括第一部分和第二部分，其中换热器的第一部分可以被配置为移除来自被接纳在接纳空间的集槽中的处于液态聚集状态的制冷剂的热，并且其中换热器的第二部分可以被配置为移除来自被接纳在接纳空间的位于集槽上方的区域中的处于气态聚集状态的制冷剂的热。具有两个部分的换热器使接纳在制冷剂容器的接纳空间的不同区域中的制冷剂的有区别的热传送成为可能。显然，包括具有两个部分的换热器的制冷剂容器还可以被操作为储冷器，并将来自被接纳在制冷剂容器的接纳空间中的制冷剂的冷却能量传送到流动通过换热器的另外的制冷剂。
[0024]用于向换热器中供应另外的制冷剂的第一换热器管路可包括连接到换热器的第一部分的第一管路分支和连接到换热器的第二部分的第二管路分支。在第一换热器管路中优选设置用于控制另外的制冷剂向换热器的第一部分和/或第二部分的供给的至少一个控制阀。以这种方式，可以有区别的方式向换热器的第一部分和第二部分供给另外的制冷剂。
[0025]在根据本发明的操作制冷剂容器的方法中，该制冷剂容器特别适于用在被设计为使用两相制冷剂操作的冷却系统中并包括设置在制冷剂容器内部的用于接纳制冷剂的接纳空间，另外的制冷剂流动通过换热器，该换热器被设置在制冷剂容器的接纳空间中并移除来自被接纳在接纳空间中的处于气态聚集状态的制冷剂的热，以将制冷剂转变为液态聚集状态。
[0026]制冷剂容器的接纳空间可以被连接到用于向接纳空间中供应制冷剂的第一接纳空间管路和用于从接纳空间移除制冷剂的第二接纳空间管路，其中设置在第一接纳空间管路和/或第二接纳空间管路中的控制阀可以控制制冷剂通过第一接纳空间管路和/或第二接纳空间管路的流动。
[0027]换热器可以被连接到用于向换热器中供应另外的制冷剂的第一换热器管路和从换热器移除另外的制冷剂的第二换热器管路，其中第二换热器管路可以包括源自制冷剂容器的接纳空间的第一管路分支和通向制冷剂容器的接纳空间中的第二管路分支。
[0028]设置在第二换热器管路中的控制阀可以控制另外的制冷剂通过第一管路分支和/或第二管路分支的流动。
[0029]设置在第二换热器管路中的控制阀可以被设置在制冷剂容器内部的接纳空间的外部。
[0030]换热器可以包括第一部分和第二部分，其中换热器的第一部分可以移除来自被接纳在接纳空间的集槽中的处于液态聚集状态的制冷剂的热，并且换热器的第二部分可以移除来自被接纳在接纳空间的位于集槽上方的区域中的处于气态聚集状态的制冷剂的热。
[0031]用于向换热器中供应另外的制冷剂的第一换热器管路包括连接到换热器的第一部分的第一管路分支和连接到换热器的第二部分的第二管路分支。设置在第一换热器管路中的至少一个控制阀可以控制另外的制冷剂向换热器的第一部分和/或第二部分的供应。
[0032]根据本发明的制冷剂容器特别适于用在用于冷却飞机上的食品的飞机冷却系统中。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]现在参照所附简图详细描述本发明的优选实施例，其示出在
[0034]图1是适于用在飞机冷却系统中的制冷剂容器；
[0035]图2是适于用在飞机冷却系统中的另一制冷剂容器；
[0036]图3是适于用在飞机冷却系统中的另一制冷剂容器；
[0037]图4是适于用在飞机冷却系统中的另一制冷剂容器；和
[0038]图5是适于用在飞机冷却系统中的另一制冷剂容器。
【具体实施方式】
[0039]图1示出了第一制冷剂容器10，其特别适于用在被设计为使用两相制冷剂操作的冷却系统中，例如用于在飞机上冷却食品的冷却系统中。制冷剂容器10包括设置在制冷剂容器10内部的接纳空间12，该接纳空间12用于接纳在装备有制冷剂容器10的冷却系统的操作期间在冷却系统的冷却回路中循环的两相制冷剂。例如，制冷剂容器10的接纳空间12可被提供用于接纳CO2或R134A。
[0040]制冷剂容器10的接纳空间12被设计为能够接纳在装备有制冷剂容器10的冷却系统的操作期间在冷却系统的冷却回路中循环的全部数量的制冷剂，即使当例如在冷却系统处于空闲状态下制冷剂处于气态聚集状态时。接纳空间12和/或在图1所示的制冷剂容器10的第一实施例中由制冷剂容器10的外壳形成的围绕接纳空间的壳体14因此被设计为使得其能够承受处于气态聚集状态的制冷剂的压力，而不会引起损坏。因此，制冷剂容器10能用作在装备有制冷剂容器10的冷却系统的操作期间在冷却系统的冷却回路中循环的制冷剂的高压收集器。
[0041]制冷剂容器10的接纳空间12在上部区域被连接到第一接纳空间管路16。另一方面，接纳空间12的集槽被连接到第二接纳空间管路18。可通过接纳空间管路16、18向制冷剂容器10的接纳空间12中供给制冷剂，或者可将制冷剂从制冷剂容器10的接纳空间12移除。用于控制制冷剂通过第一接纳空间管路16的流动的控制阀20被设置在第一接纳空间管路16中。在第二接纳空间管路18中，另外设置有用于控制制冷剂通过第二接纳空间管路18的流动的控制阀22。
[0042]设置在接纳空间管路16、18中的阀20、22还适于控制流动通过接纳空间管路16、18的制冷剂的压力。然而，特别地，阀20、22用于使制冷剂容器10和/或制冷剂容器10的接纳空间12与装备有制冷剂容器10的冷却系统中设置在制冷剂容器10上游或下游的部件分隔开。以这种方式，可以有效地防止在冷却系统的在冷却系统的正常操作期间在冷却系统的冷却回路中循环的制冷剂以气态聚集状态接纳在制冷剂容器10的接纳空间12的操作阶段中，冷却系统的位于制冷剂容器10下游和/或上游的部件受到高压作用。相反，冷却回路的位于制冷剂容器10外部的区域可以保持在相对低的操作压力下。
[0043]换热器24被设置在制冷剂容器10的接纳空间12中，另外的制冷剂可以流动通过换热器24。供给到换热器24的另外的制冷剂可以是与提供用于接纳在制冷剂容器10的接纳空间12中的制冷剂不同的制冷剂，并且可以例如在被供应到换热器24中之前由独立于制冷剂容器10形成的制冷设备冷却到期望的低温。例如，液态制冷剂以及两相制冷剂，特别是C02*R134A，可被用作另外的制冷剂。如果需要，至少在装备有制冷剂容器10的冷却系统的特定操作阶段中，提供用于接纳在制冷剂容器10的接纳空间12中的制冷剂也可以作为另外的制冷剂被供给到换热器24。
[0044]换热器被连接到用于向换热器24中供应另外的制冷剂的第一换热器管路26和从换热器24移除另外的制冷剂的第二换热器管路28。第一换热器管路26可以连接到例如独立于制冷剂容器10形成的制冷设备。第一换热器管路26可以进一步连接到第二接纳空间管路18，从而如果需要，可以将来自制冷剂容器10的接纳空间12的制冷剂供应到换热器24中。
[0045]第二换热器管路28包括源自制冷剂容器10的接纳空间12的第一管路分支30和通向制冷剂容器10的接纳空间12中的第二管路分支32。另外的制冷剂可以通过第二换热器管路28的第一管路分支30被输送离开制冷剂容器10的换热器24和接纳空间12，并且例如在由制冷设备适当地冷却后，在回路中输送回换热器24。另一方面，另外的制冷剂在流动通过换热器24后可以通过第二换热器管路28的第二管路分支32被输送到制冷剂容器10的接纳空间12中。
[0046]控制阀34被设置在第二换热器管路28的第一管路分支30和第二管路分支32之间的连接点处，用于控制另外的制冷剂通过第一管路分支30和第二管路分支32的流动。控制阀34使得能够调节换热器24中比制冷剂容器10的接纳空间12中的制冷剂的压力高的另外的制冷剂的压力。以这种方式，换热器24的内部和制冷剂容器10的接纳空间12之间现有的温度差可以被维持。
[0047]现在讨论运行制冷剂容器10的方法和制冷剂容器10的操作。如已提到的那样，制冷剂容器10的接纳空间12被设计为能够在冷却系统处于其空闲状态时接纳在装备有制冷齐U容器10的冷却系统操作期间在冷却系统的冷却回路中循环的全部数量的制冷剂。因此，在冷却系统关闭期间，在冷却系统的冷却回路中循环的制冷剂可以被供应到制冷剂容器IO的接纳空间12中。制冷剂可以以液态或气态或作为湿蒸汽被供给到制冷剂容器10。
[0048]在每种情况下，如果制冷剂的周围温度超过其蒸发温度，制冷剂容器10的接纳空间12中的制冷剂蒸发，制冷剂容器10不被冷却。然而，控制阀20、22防止制冷剂容器10的接纳空间12中的气态制冷剂的压力被传送到冷却系统的位于制冷剂容器10下游和/或上游的部件。在冷却系统的空闲状态下，制冷剂容器10因此用作高压收集器。
[0049]如果例如在冷却系统的启动期间，一些气态制冷剂从制冷剂容器10的接纳空间12被排放到冷却系统的冷却回路中，可能影响制冷剂从制冷剂容器10的接纳空间12通过第一接纳空间管路16或第二接纳空间管路18的移除。在这种情况下，借助于设置在接纳空间管路16、18中的阀20、22或者借助于单独的减压器控制压力。
[0050]此外，在冷却系统的启动期间，制冷剂容器10的接纳空间12中接纳的气态制冷剂可以被冷凝，也就是说，制冷剂容器10可以作为冷凝器操作。为此目的，可以将已经由外部制冷设备冷却到低温的另外的制冷剂通过第一换热器管路26供给到换热器24。另外的制冷剂随着其流动通过换热器24而蒸发，同时对接纳在制冷剂容器10的接纳空间12中的气态制冷剂释放冷却能量。随着流动通过换热器24而蒸发的另外的制冷剂通过第二换热器管路28从换热器24和制冷剂容器10移除，并在经由第一换热器管路26在回路中被输送回换热器24中之前，被供应到用于再冷却的外部制冷设备。另一方面，由于热能被传送到流动通过换热器24的另外的制冷剂，所以接纳在制冷剂容器10的接纳空间12中的制冷剂被冷凝。制冷剂容器10的接纳空间12中的压力因此下降。
[0051]在冷凝操作开始时，设置在接纳空间管路16、18中的阀20、22保持关闭，以保护冷却系统的位于制冷剂容器10下游和/或上游的部件不受制冷剂容器10的接纳空间12中的高压的影响。另一方面，如果由于制冷剂容器10的接纳空间12中接纳的制冷剂中相应比例的制冷剂冷凝，制冷剂容器10的接纳空间12中的压力下降到所需低水平，则通过打开阀20、22中的一个或者将阀20、22中的两个都打开，可以在制冷剂容器10的接纳空间12和冷却系统的冷却回路之间建立流体输送连接。
[0052]在冷却系统正常操作期间，通常湿蒸汽形式的制冷剂通过第一接纳空间管路16被供给到制冷剂容器10。湿蒸汽形式的制冷剂由于热能被传送到流动通过换热器24的另外的制冷剂而被冷凝，并可以以液态通过第二接纳空间管路18而从制冷剂容器10的接纳空间12的集槽被移除到冷却系统的冷却回路中。在冷却系统正常操作期间，通常存在另外的制冷剂通过换热器24的连续循环。
[0053]为了能维持换热器24的内部和制冷剂容器10的接纳空间12之间的现有的温度差，借助于设置在第二换热器管路28中的控制阀34将换热器24中的另外的制冷剂的压力调节为使得其高于制冷剂容器10的接纳空间12中的制冷剂的压力。在这种情况下，在阀34的控制下，另外的制冷剂可以通过第二换热器管路28的第二管路分支30被输送到制冷剂容器10的接纳空间12中。从第二换热器管路28的第二管路分支30排出的另外的制冷剂在制冷剂容器10的处于系统压力下的接纳空间12中膨胀，因此在一定程度上获得了湿蒸汽特性。为了防止对设置在冷却系统的冷却回路中的供应设备的损坏，因此另外的制冷剂在其从制冷剂容器10的接纳空间12移除之前被冷凝是有意义的。
[0054]万一在制冷剂容器10中出现不期望的温度升高，制冷剂容器10可以变冷。为此目的，设置在第一接纳空间管路16中的控制阀20被关闭，从而防止湿蒸汽被进一步供应到制冷剂容器10的接纳空间12中。然而，换热器24的操作继续，液态制冷剂从制冷剂容器10的接纳空间12通过第二接纳空间管路18的移除也继续。
[0055]如果制冷剂容器10的接纳空间12中接纳的制冷剂具有比流动通过换热器24的另外的制冷剂低的温度，则制冷剂容器10还可以被操作为储冷器，并将冷却能量从制冷剂容器10的接纳空间12接纳的制冷剂传送到流动通过换热器24的另外的制冷剂。可以进一步想到将制冷剂容器10操作为用于分离气态和液态制冷剂的分离器，其中在换热器24的相应操作状态中，第一接纳空间管路16和第二接纳空间管路18均被用于从制冷剂容器10的接纳空间12移除制冷剂。
[0056]图2所示的另一制冷剂容器10和根据图1的装置的区别仅仅在于设置在第二换热器管路28中的控制阀34被设置在制冷剂容器10内部的接纳空间12的外部。以这种方式，阀34中的电子或电气部件被保护为不和接纳在制冷剂容器10的接纳空间12中的制冷剂接触。除此之外，根据图2的制冷剂容器10的构造和运行方法对应于图1所示的装置的构造和运行方法。
[0057]在图3所示的另一制冷剂容器10中，换热器24包括第一部分24a和第二部分24b。换热器24的第一部分24a被配置为移除来自被接纳在接纳空间12的集槽中的处于液态聚集状态的制冷剂的热。另一方面，换热器24的第二部分24b被配置为移除来自被接纳在接纳空间12的位于集槽上方的区域中的处于气态聚集状态的制冷剂的热。具有两个部分24a和24b的换热器24使得可以对接纳在制冷剂容器10的接纳空间12的不同区域中的制冷剂进行有区别的热传送。除此之外，根据图3的制冷剂容器10的构造和运行方法对应于图2所示的装置的构造和运行方法。
[0058]在图4所示的另一制冷剂容器10中，用于向换热器24中供应另外的制冷剂的第一换热器管路26包括连接到换热器24的第一部分24a的第一管路分支36和连接到换热器24的第二部分24b的第二管路分支38。用于控制另外的制冷剂向换热器24的第一部分24a和第二部分24b的供应的控制阀40在第一管路分支36和第二管路分支38的连接点处被设置在第一换热器管路26中。以这种方式，可以使用有区别的方式向换热器24的第一部分24a和第二部分24b供给另外的制冷剂。
[0059]单向阀42被设置在连接换热器24的部分24a、24b的连接管路中，单向阀42防止另外的制冷剂从换热器24的第二部分24b回流到换热器的第一部分24a中。除此之外，根据图4的制冷剂容器10的构造和运行方法对应于图3所示的装置的构造和运行方法。
[0060]图5所示的另一容器10和根据图4的装置的区别仅仅在于设置在第一换热器管路26和第二换热器管路28中的控制阀40、34被设置在制冷剂容器10内部的接纳空间12的外部。以这种方式，阀34、40中的电子或电气部件被保护为不和接纳在制冷剂容器10的接纳空间12中的制冷剂接触。除此之外，根据图5的制冷剂容器10的构造和运行方法对应于图4所示的装置的构造和运行方法。
[0061]这里结合制冷剂容器的单个实施例描述的特征当然还可以在制冷剂容器的其它实施例中实现。结合制冷剂容器的特定实施例描述的特征因此可以以任何组合转化到制冷剂容器的其它实施例中。具体而言，所有的制冷剂容器可以在它们的接纳空间中接纳结合图3至图5描述的具有第一部分和第二部分的换热器。
【权利要求】
1.一种制冷剂容器(10)，特别用在被设计为使用两相制冷剂操作的冷却系统中，并包括设置在所述制冷剂容器(10)内部的用于接纳制冷剂的接纳空间(12)，其中换热器(24)被设置在所述制冷剂容器(10)的所述接纳空间(12)中，所述换热器(24)允许另外的制冷剂通过所述换热器(24)，并被配置为移除来自被接纳在所述接纳空间(12)中的处于液态和/或气态聚集状态的制冷剂的热，以过度冷却所述制冷剂和/或将所述制冷剂转变为液态聚集状态，并且其中所述换热器(24)包括第一部分(24a)和第二部分(24b)，所述换热器(24)的所述第一部分(24a)被配置为移除来自被接纳在所述接纳空间(12)的集槽中的处于液态聚集状态的制冷剂的热，并且所述换热器(24)的所述第二部分(24b)被配置为移除来自被接纳在所述接纳空间(12)的位于所述集槽上方的区域中的处于气态聚集状态的制冷剂的热。
2.根据权利要求1所述的制冷剂容器， 其特征在于，所述制冷剂容器(10)的所述接纳空间(12)被连接到用于向所述接纳空间(12)中供应所述制冷剂的第一接纳空间管路(16)和用于从所述接纳空间(12)移除所述制冷剂的第二接纳空间管路(18)，其中用于控制所述制冷剂通过所述第一接纳空间管路(16)和/或所述第 二接纳空间管路(18)的流动的控制阀(20、22)被设置在所述第一接纳空间管路(16)和/或所述第二接纳空间管路(18)中。
3.根据权利要求2所述的制冷剂容器， 其特征在于，所述换热器(24)被连接到用于向所述换热器(24)中供应所述另外的制冷剂的第一换热器管路(26)和用于从所述换热器(24)移除所述另外的制冷剂的第二换热器管路(28)，其中所述第二换热器管路(28)包括源自所述制冷剂容器(10)的所述接纳空间(12)的第一管路分支(30)和通向所述制冷剂容器(10)的所述接纳空间(12)的第二管路分支(32)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制冷剂容器， 其特征在于，用于控制所述另外的制冷剂通过所述第二换热器管路(28)的所述第一管路分支(30 )和/或所述第二管路分支(32 )的流动的控制阀(34 )被设置在所述第二换热器管路(28)中。
5.根据权利要求4所述的制冷剂容器， 其特征在于，设置在所述第二换热器管路(28 )中的所述控制阀(34)被设置在所述制冷剂容器(10)内部的所述接纳空间(12)的外部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制冷剂容器， 其特征在于，用于向所述换热器(24)中供应所述另外的制冷剂的所述第一换热器管路(26)包括被连接到所述换热器(24)的所述第一部分(24a)的第一管路分支(36)和被连接到所述换热器(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剂向所述换热器(24)的所述第一部分(24a)和/或所述第二部分(24b)的供给的至少一个控制阀(40 )被设置在所述第一换热器管路(26 )中。
7.一种操作制冷剂容器(10)的方法，所述制冷剂容器(10)特别适于用在被设计为使用两相制冷剂操作的冷却系统中并包括设置在所述制冷剂容器(10)内部的用于接纳制冷剂的接纳空间(12)，其中 另外的制冷剂流动通过换热器(24)，所述换热器(24)被设置在所述制冷剂容器(10)的所述接纳空间(12)中，并移除来自被接纳在所述接纳空间(12)中的处于气态聚集状态的制冷剂的热，以将所述制冷剂转变为液态聚集状态，并且其中所述换热器(24)包括第一部分(24a)和第二部分(24b)，所述换热器(24)的所述第一部分(24a)移除来自被接纳在所述接纳空间(12)的集槽中的处于液态聚集状态的制冷剂的热，并且所述换热器(24)的所述第二部分(24b)移除来自被接纳在所述接纳空间(12)的位于所述集槽上方的区域中的处于气态聚集状态的制冷剂的热。
8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于，所述制冷剂容器(10)的所述接纳空间(12)被连接到用于向所述接纳空间(12)中供应所述制冷剂的第一接纳空间管路(16)和用于从所述接纳空间(12)移除所述制冷剂的第二接纳空间管路(18)，其中设置在所述第一接纳空间管路(16)和/或所述第二接纳空间管路(18)中的控制阀(20、22)控制所述制冷剂通过所述第一接纳空间管路(16)和/或所述第二接纳空间管路(18)的流动。
9.根据权利要求7或8所述的方法， 其特征在于，所述换热器(24)被连接到用于向所述换热器(24)中供应所述另外的制冷剂的第一换热器管路(26)和用于从所述换热器(24)移除所述另外的制冷剂的第二换热器管路(28)，其中所述第二换热器管路(28)包括源自所述制冷剂容器(10)的所述接纳空间(12)的第一管路分支(30)和通向所述制冷剂容器(10)的所述接纳空间(12)的第二管路分支(32)。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法， 其特征在于，设置在所述第二换热器管路(28)中的控制阀(34)控制所述另外的制冷剂通过所述第二换热器管路(28 )的所述第一管路分支(30 )和/或所述第二管路分支(32 )的流动。
11.根据权利要求10所述的方法， 其特征在于，设置在所述第二换热器管路(28)中的所述控制阀(34)被设置在所述制冷剂容器(10)内部的所述接纳空间(12)的外部。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法， 其特征在于，用于向所述换热器(24)中供应所述另外的制冷剂的所述第一换热器管路(26)包括被连接到所述换热器(24)的所述第一部分(24a)的第一管路分支(36)和被连接到所述换热器(24)的所述第二部分(24b)的第二管路分支(38)，并且设置在所述第一换热器管路(26)中的至少一个控制阀(40)控制所述另外的制冷剂向所述换热器(24)的所述第一部分(24a)和/或所述第二部分(24b)的供给。
13.一种根据权利要求1至6中任一项所述的制冷剂容器(10)和/或根据权利要求7至12中任一项所述的方法用于飞机上的冷却目的的用途。
【文档编号】F25B43/00GK103443564SQ201280014857
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年3月24日
【发明者】马库斯·皮斯克 申请人:空中客车作业有限公司