[发明专利]具有集成式过冷器的蓄能器装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用在适于用两相制冷剂操作的冷却系统中的蓄能器装置，特别是飞机冷却系统中的蓄能器装置，以及一种操作这种蓄能器装置的方法。进一步，本发明涉及一种包括这种蓄能器装置的冷却系统以及一种操作这种冷却系统的方法。

背景技术

用两相制冷剂操作的冷却系统由DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A1已知，并可例如用于冷却在客机上存储的用于供应乘客的食品。典型地，提供用于向乘客供应的食品保持在移动式运输容器中。这些运输容器在飞机外被填装和预冷却并在装载到飞机上之后存放在飞机客舱中的适当的位置、例如存放在厨房中。为了保证食品被分发给乘客时依然保持新鲜，在运输容器位置的区域中提供冷却站，其由中央制冷设备提供冷却能量并将该冷却能量释放给存储食品的运输容器。

在由DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A1已知的冷却系统中，流过回路的制冷剂的相变（这在操作系统期间发生）允许潜热消耗，其随后被用于冷却目的。因此，提供希望的冷却能力所需的制冷剂质量流量远少于例如在使用单相液体制冷剂的液体冷却系统中的所需的制冷剂质量流量。因此，在DE102006005035B3、WO2007/088012A1、DE102009011797A1和US2010/0251737A1中描述的冷却系统可具有比带有相当的冷却能力的液体冷却系统小的管道横截面，因而安装体积小和重量轻的优点。而且，制冷剂质量流量的减少能减小将制冷剂输送通过冷却系统的冷却回路所需的输送能力。这导致系统的效率提高，这是因为需要较少的能量来操作对应的输送设备（例如泵），而且在操作输送设备期间由输送设备产生的较少的额外的热量必须从冷却系统移除。

在现有技术的冷却系统中，两相制冷剂典型地以沸腾液体的形式存储在蓄能器中，该蓄能器设置在允许两相制冷剂循环通过的冷却回路中。为了避免过多地损耗用于将两相制冷剂从蓄能器排放的例如可能设计为泵的形式的输送设备，应该尽可能防止使气态制冷剂输送通过输送设备和在输送设备中形成气泡（气穴）。气穴典型地是由于由快速移动的泵部件导致的流速的突然增大而引起的制冷剂中的压力减小的结果。

因此，未公开的DE102011014954提出一种使用在适于用两相制冷剂操作的冷却系统中的蓄能器装置，其中制冷剂被液化并在冷凝器中过冷却。离开冷凝器的过冷的制冷剂被引导通过设置在蓄能器内的换热器，并因此排放到蓄能器中。在流动通过换热器时，过冷的制冷剂向在蓄能器中已接收的制冷剂释放冷却能量。

进一步，未公开的DE102011121745提出一种使用在适于用两相制冷剂操作的冷却系统中的蓄能器装置，其中用于从蓄能器输送制冷剂的输送设备与蓄能器集成地形成。将输送设备集成到蓄能器中允许摒弃将蓄能器连接到输送设备的管道，该管道特别是在冷却系统的启动期间可能包含气态制冷剂。

发明内容

本发明所致力于的目标在于提供一种使用在适于用两相制冷剂操作的冷却系统中的小型的蓄能器装置，该蓄能器装置允许用于从蓄能器排放制冷剂的输送设备的低损耗操作。本发明所致力于的目标还在于提供一种操作这种蓄能器装置的方法。进一步，本发明所致力于的目标在于提供一种适于用两相制冷剂操作的小型的冷却系统，该冷却系统允许用于从蓄能器排放制冷剂的输送设备低损耗操作，并且在于提供一种操作这种冷却系统的方法。

这些目标通过具有权利要求1的特征的蓄能器装置、具有权利要求9的特征的操作蓄能器装置的方法、具有权利要求12的特征的冷却系统和具有权利要求15的特征的操作冷却系统的方法而被实现。

根据本发明的蓄能器装置特别是适用于用两相制冷剂操作的冷却系统中，并包括具有制冷剂入口和制冷剂出口的冷凝器。冷却系统可用于安装在飞机上以冷却发热部件或食品。两相制冷剂是指在向冷却能量消耗体释放冷却能量时从液态的团聚体状态转变为气态的团聚体状态并且随后转变回液态的团聚体状态的制冷剂。两相制冷剂可例如为CO2或R134A（CH2F-CF3）。诸如航空电子系统或燃料电池系统的电或电子系统通常必须在比食品高的温度水平被冷却。为了冷却这些系统，例如可用作两相制冷剂。的蒸发温度在1bar的压力下为约60°C。