技术领域
本发明涉及冷却系统，特别是用于飞机上的适于使用两相制冷剂操作的冷却系统，以及操作此类冷却系统的方法。
背景技术：
使用两相制冷剂操作的系统已知于DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A1，并可例如用于冷却存储于客机上并打算提供给乘客的食物。通常，用于提供给乘客的食物存放在移动的运输容器中。这些运输容器在飞机外被装满并预冷却，并在装到飞机中后，被放置到飞机客舱中的适当位置，例如厨房。为了保证食物在发放给乘客时还能保持新鲜，在运输容器位置的区域中提供冷却站，这些冷却站由中央制冷装置提供冷却能并将该冷却能释放到存储食物的运输容器。
从DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A1中得知的冷却系统中，流经回路的制冷剂在系统的操作过程中发生的相变允许随后发生的用于冷却目的的潜热消耗。因此，需要提供期望的冷却能力的制冷剂质量流显著的低于例如使用一相液体制冷剂的液体冷却系统中的制冷剂质量流。结果，在DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A1中描述的冷却系统可以与具有类似冷却能力的液体冷却系统相比具有小的管子截面，因此具有安装体积小、重量轻的优点。不仅如此，制冷剂质量流的减少使得可以减小需要将制冷剂输送通过冷却系统的冷却回路的输送能力。由于需要较少的能量来操作相应输送装置，例如泵，且要从冷却系统去除的在输送装置的操作过程中由输送装置产生的附加热减少，因此使得系统的效率提高。
安装在飞机上的冷却系统必须能够在各种环境条件下操作。例如，冷却系统必须能够在非常高的环境温度但也必须能够在非常低的环境温度下操作。为了在高环境温度下将引入到冷却系统中的不期望的热保持尽可能得低，冷却系统的管子，尤其是冷却系统的冷却回路的管子被进行隔热处理。然而，冷却系统的管子的隔热，尤其是在低环境温度下飞机长时间停机期间或开着舱门的较长的装载时段期间，通常不足以防止管子的温度降至两相制冷剂的露点以下。这可能会导致在冷却回路的管子的冷壁处发生两相制冷剂的不期望的冷凝，这会被很多飞机冷却系统中典型高管子长度进一步加强。
液化的制冷剂可能积聚在冷却回路的管子中，因此可能不再可用于通过冷却回路的循环。这可能导致冷却系统故障。不过，通过适当地裕量设计冷却回路，尤其是循环通过冷却回路的两相制冷剂的量，使得两相制冷剂的在冷却回路管子的冷壁上的冷凝的部分可以由仍然存在于冷却回路中的过量气体制冷剂补偿，能够实现冷却系统在低环境温度下的可靠操作。然而，为了保持系统的结构和操作的复杂度以及系统重量尽可能的低，以及出于安全原因，需要采用尽可能少的制冷剂。
技术实现要素：
本发明致力于这样的目的：提供重量轻且尺寸小的冷却系统，特别是用于飞机上的，适于在各种环境条件，特别是低环境温度下，使用两相制冷剂进行可靠操作的冷却系统。本发明还致力于这样的目的：提供操作此类冷却系统的方法。
该目的通过具有权利要求1的特征的冷却系统以及通过具有权利要求10的特征的操作冷却系统的方法而得以实现。
冷却系统，尤其是适用于飞机上以冷却热产生部件或食物的冷却系统包括允许两相制冷剂循环通过其中的冷却回路。在冷却回路中循环的两相制冷剂是这样的制冷剂：其在将冷却能释放到冷却能消耗者时，被从液体聚集态转换到气体聚集态，然后转换回液体聚集态。两相制冷剂可以例如为CO2或R134A（CH2F-CF3）。电气或电子系统，例如航电系统或燃料电池系统常常要被冷却在比食物高的温度水平。为了冷却这些系统，例如可以用作为两相制冷剂。在1巴（bar）的压力下，的蒸发温度约为60°C。采用作为两相制冷剂的冷却系统的冷凝器可以在没有制冷器的情况下操作，并且可以形成为例如由环境空气冷却的翼式制冷器（fincooler）或外层热交换器。
冷却系统的形成冷却回路与冷却能消耗者之间的接口的蒸发器布置在冷却回路中，并具有制冷剂入口和制冷剂出口。蒸发器例如可以为热交换器，其提供流经冷却回路的制冷剂与待冷却的流体的热耦合，待冷却的流体例如为待供应给移动的运输容器用于冷却存储于移动的运输容器中的食物或任何飞机上的热产生部件的空气。两相制冷剂以其液体聚集态被供应给蒸发器的制冷剂入口。在将其冷却能释放到冷却能消耗者时，制冷剂被蒸发，因此以其气体聚集态在制冷剂出口从蒸发器出去。
冷却系统还包括冷凝器，其布置在冷却回路中并具有制冷剂入口和制冷剂出口。在蒸发器中蒸发的制冷剂，经由冷却回路的、蒸发器下游、冷凝器上游的部分，以其气体聚集态被供应给冷凝器的制冷剂入口。在冷凝器中，制冷剂被冷凝，因此以其液体聚集态在冷凝器的制冷剂出口处从冷凝器出去。冷凝器可以是制冷器的一部分，也可以被提供以来自制冷器的冷却能。例如，冷凝器可以包括热交换器，其提供流经冷却回路的制冷剂与制冷器的冷却回路之间的热耦合。
在冷凝器中冷凝的制冷剂可以被立即导回到蒸发器。但也可以想到，为冷却系统提供至少一个蓄存器，在冷却回路中，蓄存器布置在冷凝器的下游，因此可以从冷凝器供应液体制冷剂。可以提供合适的阀，用于控制制冷剂从冷凝器向蓄存器和/或从蓄存器向蒸发器的提供。优选地，冷却系统的至少一个蓄存器包括用于对蓄存器中含有的制冷剂进行再次冷却的再冷却器，如在未公开的德国专利申请DE102011014943中所描述的。
在冷却回路中，冷凝器形成“低温位置”，制冷剂在蒸发器中被转换到其气体聚集态后，在此处被转换回其液体聚集态。如果冷凝器安装在冷凝器尽可能地避免被环境热加热的位置处，则冷却系统的特别能量有效的操作是可能的。当在飞机上采用该冷却系统时，冷凝器优选安装在加热的机舱的外部、辅助飞机结构，例如机翼整流装置、机腹整流装置或机尾装置后面。这同样适用于蓄存器。进一步，冷凝器和/或蓄存器可以被隔热，以将从环境输入的热保持得尽可能少。
冷却系统还包括检测装置，其被配置为输出表示冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的聚集态的信号。换言之，检测装置被配置为确定冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂是如所期望的处于其气体聚集态，还是例如由于在处于低环境温度的冷却回路管子的冷壁处的冷凝，而至少部分地处于其液体聚集态。
冷却系统还包括控制装置，其被配置为根据检测装置输出的信号，控制冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度和/或压力，使得冷却回路的所述部分中的制冷剂被保持在其气体聚集态。通过适当地控制制冷剂的温度和/或压力，控制装置因此可以保证在冷却回路的制冷剂应当主要处于其气体聚集态的部分中防止制冷剂的不期望的冷凝。因此，冷却回路或冷却回路的一部分被液体制冷剂浸没的风险得以消除。
通过防止制冷剂的不受控制的冷凝，可以在冷却系统的冷却回路内保持气体和液体制冷剂的均衡和受控的分布。具体地，可以避免在冷却回路中的管子中出现阻碍气体制冷剂的流动、减少可循环通过冷却回路的制冷剂的量的液化的制冷剂的不必要的积聚。因此，可以保证冷却系统的独立部件的可靠操作，而不需要裕量设计冷却回路和循环通过冷却回路的制冷剂的量。具体地，可以防止用于通过冷却回路输送制冷剂的输送装置的干操作，进而防止输送装置发生故障，从而防止冷却系统发生故障。因此，冷却系统可以尺寸小、重量轻，但仍然在低环境温度下也可以可靠操作。
在冷却系统的优选实施中，控制装置被配置为，如果检测装置输出的信号表示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中发生制冷剂的不期望的冷凝，则升高冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度。作为对此的附加或替代，控制装置可以被配置为，如果检测装置输出的信号表示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中发生制冷剂的不期望的冷凝，则降低冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的压力。制冷剂的温度升高和压力降低二者均允许，在导致冷却系统的管子的温度处于制冷剂的露点以下的低环境温度下，将制冷剂保持在其期望的气体聚集态。
例如，通过适当地控制用于向蒸发器输送制冷剂的输送装置的操作，可以实现对冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的压力的控制。作为对此的附加或替代，可以使用合适的压力控制阀，其例如可以布置在冷却回路中，来控制冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的压力，从而防止制冷剂的不期望的冷凝。此外，可以通过降低冷凝器和/或可选再冷却器的操作温度，实现冷却回路中的制冷剂的压力降低。可以中断蒸发器的操作，直到达到期望的压力降低。
冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度的升高可以通过加热冷却回路的该部分的管子来实现。通过加热管子，管子壁的温度可以升高到超过制冷剂的露点。进一步，输入到将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的冷却回路部分的管子中的热量可以传递给流经冷却回路部分的制冷剂。因此，制冷剂可以被过度加热，因此更不易在冷表面冷凝。作为对此的附加或替代，可以想到直接加热制冷剂。优选地，控制装置被配置为一旦管子和或制冷剂的温度已到达期望的水平，就停止向冷却回路管子和/或制冷剂中输入热量。这减少了不得不从冷却回路释放到冷凝器中的热的量。
因此，冷却系统的控制装置可以被配置为，通过控制热能向冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的管子的提供，来控制冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度。作为对此的附加或替代，控制装置可以被配置为控制热能直接向冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的提供。在控制热能向管子的提供和/或直接向制冷剂的提供时，控制装置可以将冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的压力考虑在内，这是因为用于将制冷剂保持在其期望的气体聚集态所必须的制冷剂的温度升高当然依赖于制冷剂的压力，在低制冷剂压力下制冷剂的温度升高较低。
冷却回路的管子可以例如通过加热管子的外壁而被加热。为了增加传递到管子的热量，管子的外壁可以被提供以翼（fins）。提供给冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的管子的热能可以由加热装置提供。加热装置可以例如为电气加热装置，包括加热电线、加热垫、加热芯或电气空气加热器。加热装置可以临近冷却回路管子的外壁布置，或者可以集成到管子的隔热件中。但也可以将加热装置，例如加热芯形式的加热装置集成到管子中。如果加热装置集成到管子中，则管子的内壁可以被提供有翼，以增大从加热装置向管子的热传递。作为电气加热装置的附加或替代，可以采用以煤油或氢操作的加热装置。
进一步，管子和/或制冷剂可以由诸如空气等暖加热流体，例如借助于风扇引导到管子的外壁上而被加热。但也可以将管子集成到沿管子的长度方向在蒸发器的制冷剂出口和冷凝器的制冷剂入口之间安装的一个或多个热交换器中。用于加热冷却回路的管子的暖加热流体可以由飞机的空气调节系统提供。作为对此的附加或替代，可以使用从机舱（客舱或货舱）散发的暖空气来加热冷却回路管子。
此外，可以使用由飞机部件，例如电子或电气部件、燃料电池、辅助功率单元或引擎产生的废热来加热冷却回路管子。用于加热管子的另一废热源可以是热耦合至冷却系统的冷凝器并用于在冷却系统的操作过程中向冷凝器提供冷却能的制冷器。例如暖空气形式的废热可以直接用于加热管子。但也可以想到使用废热来加热加热流体，该加热流体然后被输送到冷却系统用于加热管子。
最后，冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的管子可以通过借助于蒸发器引入由待冷却的热源提供的热能来加热。例如，借助于蒸发器由待冷却的热源产生的热首先可以用于将冷却回路管子加热到期望的温度，之后残留热被传递到蒸发器中的制冷剂。
如果期望，可以沿待加热的管子的长度提供多个加热装置。优选地，这些加热装置可以由控制装置彼此独立地控制，从而允许对管子的独立部分进行选择性加热。这例如可以通过采用合适的旁路线和/或阀实现。提供有例如以加热芯的形式的集成的加热装置的管子可以由多个部分构成，每个部分包含相关加热装置。在单个加热装置故障的事件中，则可以将该管子部分与故障的加热装置一起替换。
如果管子形成为同轴双层管子，在流通制冷剂的内管与外管之间提供环形缝隙，则向管子的特别能量有效的供热是可能的。由此气体或液体加热流体可以被导入通过环形缝隙，确保对内管进行均匀地加热。内管的外壁可以提供有翼，以增大向内管的热传递。管子的隔热可以应用于外管的外壁。
可以例如通过将热能引入到蒸发器，使得制冷剂在蒸发器中蒸发时被过度加热而实现将热导向制冷剂。进一步，可以想到，将流经冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的制冷剂经由旁路线导向热源，以从热源向制冷剂传递热量，从而过度加热制冷剂。
制冷剂的过度加热可以借助于合适的加热装置实现。具体来说，上述的适于加热冷却回路管子的任何一个加热装置也都可以采用来直接加热制冷剂。进一步，上述的适于提供用于加热冷却回路管子的热能的任何一个热源也都可以采用来提供直接加热制冷剂的热能。通过采用集成到蒸发器中的过度加热器可以实现制冷剂的特别能量有效的过度加热。进一步，可以想到将蒸发器安装在允许蒸发器的一部分突出到温暖环境例如机舱中的位置处。在冷却系统的正常操作期间，蒸发器的突出到温暖环境中的部分可以被旁通。然而，如果期望制冷剂的过度加热，则制冷剂可以被引导通过蒸发器的突出到温暖环境中的部分，并被来自温暖环境的热传递加热。
作为对此的附加或替代，制冷剂的过度加热可以通过减少供应给蒸发器的制冷剂的量同时将引入到蒸发器的热保持恒定或增加引入到蒸发器的热来实现。因此，冷却系统的控制装置优选被配置为，通过减少制冷剂从冷凝器向蒸发器的供应，来升高冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的入口的部分中的制冷剂的温度。这可以例如通过对冷凝器的操作、用于将制冷剂从冷凝器输送到蒸发器的输送装置的操作和/或布置在冷却回路中的适当的阀的操作进行适当地控制而实现。
在根据本发明的冷却系统中，控制装置可以进一步配置为，如果所述检测装置输出的信号指示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中发生制冷剂的不期望的冷凝，则防止冷却系统的启动，和/或关掉冷却系统。换言之，控制装置被配置为，如果在冷却回路中存在不期望的液体制冷剂，则使制冷系统不工作。进一步，在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度和/或压力在控制装置的控制下被调节到使冷却回路的所述部分中的制冷剂保持在其气体聚集态时，允许启动冷却系统和/或重启冷却系统。通过防止冷却系统在不利的操作条件下操作，可以避免冷却系统故障。
控制装置还可以被配置为，如果检测装置输出的信号指示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中发生制冷剂的不期望的冷凝，则防止从冷凝器向蒸发器供应制冷剂，并且在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度通过借助于蒸发器引入由待冷却的热源所提供的热能而被调节到使冷却回路的所述部分中的制冷剂保持在其气体聚集态时，允许从冷凝器向蒸发器供应制冷剂。换言之，如果检测装置输出的信号指示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中发生制冷剂的不期望的冷凝，则控制装置只有在热量由待冷却的热源供应到蒸发器的情况下才允许冷却系统的启动。然而，由冷凝器提供的液体制冷剂向蒸发器的供应停止，直到蒸发器和蒸发器下游的冷却回路的管子被加热到保证冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂保持在其气体聚集态的温度为止。如果期望，冷凝器在控制装置的控制下，可以操作为产生例如释放到蓄存器的液体制冷剂，直到可以供应制冷剂到蒸发器为止。
冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的管子优选从蒸发器的制冷剂出口向冷凝器的制冷剂入口倾斜。液体聚集态的制冷剂会在重力的驱动下供应给冷凝器，因此不再在可能阻碍气体制冷剂流经冷却管子的冷却回路管子中积聚。作为对此的附加或替代，冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的管子可以被提供以收集处于其液体聚集态的制冷剂的至少一个底部。通过将液体制冷剂积聚在冷却回路管子的底部中，液体制冷剂从管子的主流通道去除，从而不会阻碍流经管子的气体制冷剂。用于加热管子和/或制冷剂的加热装置可以被改装用于在底部的区域中将热引到管子和/或制冷剂，使得在底部中收集的液体制冷剂被转换回其期望的气体聚集态。
冷却系统的检测装置优选包括：至少一个温度传感器，其适于测量冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的管子的温度和/或冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度。使用冷却回路管子和/或制冷剂的温度作为制冷剂的聚集态的指示，允许控制装置以特别简单的方式控制冷却系统的操作，这是因为只有一个参数，即温度，要由控制装置处理。然而，也可以想到采用包括至少一个压力传感器的检测装置，至少一个压力传感器适于测量冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的压力。如果控制装置被提供以指示制冷剂的温度和压力的信号，则可以以特别可靠的方式确定制冷剂的聚集态。如果期望，可以沿冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的长度提供多个温度和/或压力传感器。这样的配置允许确定在冷却回路的不同的部分中的不稳定的操作条件。
一种操作尤其适用于飞机上的冷却系统的方法包括以下步骤：使两相制冷剂循环通过冷却回路，在布置于所述冷却回路中且具有制冷剂入口和制冷剂出口的蒸发器中蒸发制冷剂，以及在布置于冷却回路中且具有制冷剂入口和制冷剂出口的冷凝器中冷凝制冷剂。检测并输出表示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接到冷凝器的冷凝器入口的部分中的制冷剂的聚集态的信号。最后，根据表示冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的聚集态的信号，控制冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度和/或压力，使得冷却回路的所述部分中的制冷剂保持在其气体聚集态。
优选地，如果表示冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的聚集态的信号表示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中发生制冷剂的不期望的冷凝，则升高冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度和/或降低冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的压力。
优选地，通过控制热能向冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的管子的供应和/或热能直接向冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的供应，来控制冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度。
向冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分的管子供应的热能和/或直接向冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂供应的热能可以由加热装置和/或飞机空气调节系统提供，可以由待借助于所述蒸发器冷却的热源提供，可以是飞机部件在操作过程中产生的废热，和/或可以由从机舱散发出的暖空气提供。
优选地，通过减少制冷剂从冷凝器向蒸发器的供应，来降低冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度。
如果表示冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的聚集态的信号指示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中发生制冷剂的不期望的冷凝，则防止冷却系统的启动，和/或发起所述冷却系统的关掉。进一步，在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度和/或压力被调节到使制冷剂保持在其气体聚集态时，允许启动冷却系统和/或重启冷却系统。
如果表示冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的聚集态的信号指示在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中发生制冷剂的不期望的冷凝，则防止从冷凝器向蒸发器供应制冷剂。进一步，在冷却回路的将蒸发器的制冷剂出口连接至冷凝器的制冷剂入口的部分中的制冷剂的温度通过借助于蒸发器引入由待冷却的热源所提供的热能而被升高到使冷却回路的所述部分中的制冷剂保持在其气体聚集态时，允许从冷凝器向蒸发器供应制冷剂。
附图说明
现在参考示意性附图更详细地描述本发明的优选实施例，附图中：
图1描绘了适于使用两相制冷剂操作的飞机冷却系统的总图，并且
图2示出图1的冷却系统中采用的蒸发器的具体视图。
具体实施方式
图1描绘了飞机上的冷却系统10例如可以被用来冷却提供给供应给乘客的食物。冷却系统10包括允许两相制冷剂通过其中循环的冷却回路12。两相制冷剂例如可以为CO2或R134A。第一和第二蒸发器14a、14b布置在冷却回路12中。每个蒸发器14a、14b包括制冷剂入口16a、16b和制冷剂出口18a、18b。流经冷却回路12的制冷剂以其液体聚集态被供应给蒸发器14a、14b的制冷剂入口16a、16b。在流经蒸发器14a、14b时，制冷剂将其冷却能释放给冷却能消耗者，在图1描绘的冷却系统10的实施例中，冷却能消耗者由待冷却的食物形成。在释放其冷却能时，制冷剂被蒸发，从而在蒸发器14a、14b的制冷剂出口18a、18b处以气体聚集态从蒸发器14a、14b出去。制冷剂向蒸发器14a、14b的供应由布置在第一和第二蒸发器14a、14b的上游的冷却回路12中的各个阀20a、20b分别控制。
进一步，冷却系统10包括第一和第二冷凝器22a、22b。每个冷凝器22a、22b具有制冷剂入口24a、24b和制冷剂出口26a、26b。在蒸发器14a、14b中蒸发的制冷剂，经由蒸发器14a、14b、的下游、冷凝器22a、22b的上游的冷却回路12的部分12a，以其气体聚集态被供应给冷凝器22a、22b的制冷剂入口24a、24b。制冷剂从蒸发器14a、14b向冷凝器22a、22b的供应借助于阀28控制。冷凝器22a、22b热耦合至制冷器（图1中未示出）。制冷器提供的在冷凝器22a、22b中的冷却能用于对制冷剂进行冷凝。因此，制冷剂以其液体聚集态在冷凝器22a、22b的制冷剂出口26a、26b处从冷凝器22a、22b出去。
来自冷凝器22a、22b的液体制冷剂被供应给第一蓄存器30。第一蓄存器30可以例如为在未公开的德国专利申请DE102011014943中描述的蓄存器。来自第一蓄存器30的集油槽的液体制冷剂被导向第一和第二再冷却器32a、32b。第一再冷却器32a与第一冷凝器22a相关联，第二再冷却器32b与第二冷凝器22b相关联。再冷却器32a、32b用于对液体制冷剂进行再冷却，并因而防止制冷剂的不期望的蒸发。这确保了制冷剂以其液体聚集态被供给输送装置34，在图1描绘的冷却系统10的实施例中，输送装置以泵的形式体现。因此，可以防止泵的干操作以及泵的故障。
最后，冷却系统10包括第二蓄存器36。第二蓄存器36布置在输送装置34的下游的冷却回路12中，其中制冷剂向第二蓄存器36的供应借助于阀40控制。第二蓄存器36用作冷却系统10的操作状况的备用积蓄器，其中第一蓄存器30的容积不足以容纳冷凝器22a、22b提供的液体制冷剂的全部量。阀38用于控制制冷剂从第二蓄存器36向第一蓄存器30的供应。
在冷却系统10的正常操作中，流经冷却回路12的制冷剂在冷却回路12的将蒸发器14a、14b的制冷剂出口18a、18b连接至冷凝器22a、22b的制冷剂入口24a、24b的部分中处于其气体聚集态。与之相反，在冷却回路12的将冷凝器22a、22b的制冷剂出口26a、26b连接至蒸发器的制冷剂入口16a、16b的部分12b，制冷剂处于其液体聚集态。尤其是在低环境温度的情况下，尽管提供了隔热材料，但冷却回路12的管子的温度降至两相制冷剂的露点以下。在冷却回路12的将蒸发器14a、14b的制冷剂出口16a、16b连接至冷凝器22a、22b的制冷剂入口24a、24b的部分12a，这可能导致两相制冷剂的不期望的冷凝。
因此，冷却系统10还包括检测装置42，该检测装置42包括温度传感器44和压力传感器45。温度传感器44测量流经冷却回路部分12a的制冷剂的温度，压力传感器45测量流经冷却回路部分12a的制冷剂的压力。冷却回路部分12a中的制冷剂的温度和压力二者表示流经冷却回路部分12a的制冷剂的聚集态。检测装置42因此被配置为输出表示制冷剂的聚集态的信号。
检测装置42输出的信号被供应给控制装置46。控制装置46被配置为根据检测装置42提供给控制装置46的信号来控制冷却回路部分12a中的制冷剂的温度和压力，使得冷却回路部分12a中的制冷剂保持在其气体聚集态。为了将流经冷却回路部分12a的制冷剂保持在其气体聚集态，控制装置46控制冷却系统10的部件的操作，使得冷却回路部分12a中的制冷剂的压力下降和/或使得冷却回路部分12a中的制冷剂的温度上升。具体地，为了升高冷却回路部分12a中的制冷剂的温度，控制装置46控制加热装置48a、48b的操作。
如图2所描绘的，在根据图1的冷却系统10的实施例中，加热装置48a、48b以集成到每个蒸发器14a、14b中的过度加热器的形式体现。为了避免不必要的热输入到制冷剂中而在冷却系统10的操作中需要由冷凝器22a、22b去除，加热装置48a、48b在控制装置46的控制下，仅在检测装置42输出的信号指示在冷却回路部分12a中的制冷剂发生不期望的冷凝时操作。也就是说，一旦冷却回路部分12a中的制冷剂在没有附加加热的情况下也能保持在其气体聚集态，加热装置48a、48b的操作就停止。尽管图1的冷却系统10包括以集成到蒸发器14a、14b中的过度加热器的形式的加热装置48a、48b，但冷却系统10也可以提供有可以适于或者直接加热冷却回路部分12a中的制冷剂或者加热冷却回路部分12a的管子的其它类型的加热装置。
为了升高冷却回路部分12a中的制冷剂的温度，控制装置46也可以控制冷凝器22a、22b的操作、输送装置34的操作和/或阀20a、20b和/或40的操作，使得在由冷却能消耗者引入到蒸发器12a、12b中的热保持恒定或升高时，减少供应给蒸发器14a、14b的制冷剂的量。
为了控制冷却回路部分12a中的制冷剂的压力，控制装置46可以适当地控制输送装置34的操作和/或阀20a、20b的操作。进一步，在控制装置46的控制下，通过降低冷凝器22a、22b和/或再冷却器32a、32b的操作温度，可以实现冷却回路部分12a中的制冷剂的压力下降。
通过防止制冷剂的不受控制的冷凝，可以在冷却系统10的冷却回路12内保持气体和液体制冷剂的均衡和受控的分布。具体地，可以避免在冷却回路12中的管子中出现阻碍气体制冷剂的流动、减少可循环通过冷却回路的制冷剂的量的液化的制冷剂不必要的积聚。因此，即使在低环境温度下也能保证冷却系统10的独立部件的可靠操作。冷却回路部分12a的管子从蒸发器14a、14b的制冷剂出口18a、18b向冷凝器22a、22b的制冷剂入口24a、24b倾斜。任何液体制冷剂会在重力的驱动下供应给冷凝器22a、22b，因此不会阻碍气体制冷剂流经冷却回路部分12a。
在启动冷却系统10时，如果检测装置42输出的信号指示在冷却回路部分12a中发生制冷剂的不期望的冷凝，则控制装置46防止冷却系统10的启动。进一步，在冷却系统10的操作过程中，如果检测装置42输出的信号指示在冷却回路部分12a中发生制冷剂的不期望的冷凝，则控制装置指示冷却系统10关掉。因此可以避免冷却系统10在不利的条件下操作。然而，一旦冷却回路部分12a中的制冷剂的温度和/或压力在控制装置46的控制下被调节到使制冷剂保持在其气体聚集态，控制装置46就允许启动冷却系统10和/或重启冷却系统10。
此外，在启动冷却系统10时，如果检测装置42输出的信号指示在冷却回路部分12a中发生制冷剂的不期望的冷凝，则控制装置46可以防止从冷凝器22a、22b向蒸发器14a、14b供应制冷剂。然而，一旦冷却回路部分12a中的制冷剂的温度通过借助于蒸发器14a、14b引入由待冷却的冷却能消耗者所提供的热能而被调节到使制冷剂保持在其气体聚集态，控制装置46就可以允许从冷凝器22a、22b向蒸发器14a、14b供应制冷剂。
换言之，如果检测装置42输出的信号指示在冷却回路部分12a中发生制冷剂的不期望的冷凝，则控制装置46只有在热量由冷却能消耗者供给到蒸发器14a、14b的情况下才允许冷却系统10的启动。然而，由冷凝器22a、22b提供的液体制冷剂向蒸发器14a、14b的供应停止，直到蒸发器14a、14b和冷却回路部分12a的管子被加热到保证冷却回路部分12a中的制冷剂保持在其气体聚集态的温度为止。冷凝器22a、22b在控制装置46的控制下，可以操作为产生释放到蓄存器30、36的液体制冷剂，直到可以供应制冷剂到蒸发器14a、14b为止。