Система охлаждения - RU2420428C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе охлаждения, в частности, для охлаждения пищи на борту воздушного судна, имеющей признаки, отраженные в преамбуле пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Система охлаждения этого типа известна из документа DE 4340317 А1 и служит, например, для того, чтобы охлаждать пищу, которая хранится на борту пассажирского воздушного судна и предназначена для раздачи пассажирам. Пища, которой должны обеспечиваться пассажиры, обычно хранится в мобильных транспортных контейнерах. Эти транспортные контейнеры оснащаются и предварительно охлаждаются вне воздушного судна и после погрузки на воздушное судно устанавливаются в соответствующих местах хранения пассажирского отсека воздушного судна, например на бортовых кухнях.

Для того чтобы гарантировать, что пища останется свежей до момента раздачи пассажирам, в местах хранения транспортных контейнеров предусматриваются охлаждающие станции, причем эти станции обеспечиваются энергией для охлаждения от центрального охлаждающего устройства, и эта энергия доставляется к транспортным контейнерам с хранящейся в них пищей. По сравнению с охлаждающими агрегатами, установленными отдельно в индивидуальных местах хранения транспортных контейнеров, система охлаждения с центральным охлаждающим устройством имеет преимущества меньшего установочного объема, а также меньшего веса, кроме того, требует меньших издержек по сборке и техническому обслуживанию. Помимо этого, при использовании системы охлаждения с центральным охлаждающим устройством, располагающимся вне пассажирского отсека, можно избежать шумов от машины, которые создаются охлаждающими агрегатами, расположенными в местах хранения транспортных контейнеров, и которые могут быть слышны в пассажирском отсеке воздушного судна, следовательно, восприниматься как беспокоящие факторы.

В случае системы охлаждения, которая известна из DE 4340317 А1, центральное охлаждающее устройство термически связано с индивидуальными охлаждающими станциями через охлаждающий контур. Охлаждающий контур содержит подающую линию, а также отводящую линию, в которых циркулирует холодильный агент. Подающая линия присоединяет центральное охлаждающее устройство к индивидуальным охлаждающим станциям для того, чтобы подавать холодильный агент, охлажденный до надлежащей низкой температуры, а значит, энергию для охлаждения на охлаждающие станции. С другой стороны, холодильный агент, который нагрелся вследствие доставки холодильной энергии к охлаждающим станциям, возвращается от охлаждающих станций на центральное охлаждающее устройство через отводящую линию. Подающая и отводящая линии присоединяются в каждом случае непосредственно к центральному охлаждающему устройству, так что линейная система охлаждающего контура автоматически подвергается действию высокого давления, преобладающего в центральном охлаждающем устройстве.

В частности, когда система охлаждения рассчитана на двухфазную работу, т.е. когда после доставки энергии для охлаждения на охлаждающие станции холодильный агент переходит из жидкого состояния в газообразное состояние, после чего он вновь должен вернуться в жидкое состояние посредством надлежащего регулирования давления и температуры в охлаждающем контуре, который присоединяется непосредственно к центральному охлаждающему устройству, в линейной системе охлаждающего контура появляются высокие перепады давления и температуры. Вследствие этого линейная система подвергается значительным тепловым и механическим нагрузкам и должна быть разработана соответственным образом. Эта приводит к увеличению веса, а также объема линий, что имеет неблагоприятные последствия, в частности, когда система охлаждения используется на борту воздушного судна. Более того, система охлаждения, в охлаждающем контуре которой преобладают высокие давления, имеет недостатки и с точки зрения безопасности. И наконец, обслуживание системы этого типа требует больше времени, а следовательно, и расходов.

Документ US 2003/0042361 А1 раскрывает систему для охлаждения пищи, которая хранится на мобильных тележках, на бортовых кухнях воздушного судна. На бортовых кухнях предусматривается вентилятор, а также теплообменник, через который протекает первый холодильный агент. Воздух направляется через теплообменник посредством вентилятора, охлаждается при этом, а затем подается к пище, которая подлежит охлаждению. Первый холодильный агент циркулирует в первом охлаждающем контуре и охлаждается посредством холодильной машины до желаемой низкой температуры. В холодильной машине предусматривается второй охлаждающий контур, отделенный от первого охлаждающего контура. Энергия для охлаждения, которая вырабатывается холодильной машиной, передается от второго охлаждающего контура на первый охлаждающий контур посредством дополнительного теплообменника.

Документ FR 2737000 А1 описывает систему для охлаждения пищи, в которой охлаждающий агент подается на индивидуальные станции от центрального резервуара. Теплообменник, который находится в термическом контакте с охлаждающим контуром холодильной машины, служит для того, чтобы охлаждать охлаждающий агент в центральном резервуаре.

Документ DE 1601874 OS раскрывает систему охлаждения, в которой охлаждающий контейнер присоединяется к наружному холодильному источнику через первый теплообменник. Наружный холодильный источник содержит конденсатор, компрессор, испаритель, а также сборный контейнер. Энергия для охлаждения передается на контейнер посредством дополнительных теплообменников, которые присоединяются к первому теплообменнику с помощью трубопроводов.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения заключается в создании системы охлаждения, которая подходит, в частности, для охлаждения пищи на борту воздушного судна, усовершенствована с точки зрения безопасности и имеет небольшой вес, а также небольшой объем.

Для решения вышеупомянутой задачи система охлаждения, соответствующая изобретению, содержит охлаждающее устройство и первый охлаждающий контур, который выполнен с возможностью подачи энергии для охлаждения, выработанной охлаждающим устройством, по меньшей мере, на одну охлаждающую станцию, причем охлаждающее устройство содержит второй охлаждающий контур, сформированный отдельно от первого охлаждающего контура. Второй охлаждающий контур охлаждающего устройства термически связан с первым охлаждающим контуром системы охлаждения. Другими словами, в случае системы охлаждения, соответствующей изобретению, первый охлаждающий контур, в котором, например, первый холодильный агент циркулирует для подачи энергии для охлаждения, выработанной охлаждающим устройством, по меньшей мере, на одну охлаждающую станцию, уже не присоединяется непосредственно к центральному охлаждающему устройству. Вместо этого первый охлаждающий контур и второй охлаждающий контур, сформированные в охлаждающем устройстве, просто являются термически связанными. Это может эффективно препятствовать тому, чтобы линейная система первого охлаждающего контура подвергалась воздействию высокого давления (которое может быть очень высоким), преобладающего в центральном охлаждающем устройстве. Следовательно, перепады давления и температуры, возникающие в линейной системе первого охлаждающего контура, могут быть значительно уменьшены.

Таким образом, в системе охлаждения, соответствующей изобретению, тепловая и механическая нагрузки, которым подвергается линейная система первого охлаждающего контура во время работы системы охлаждения, заметно уменьшаются по сравнению с системами, известными из достигнутого уровня техники. Следовательно, конструкция охлаждающего контура, которая приспособлена к уменьшенным тепловой и механической нагрузкам линейной системы, позволяет получить уменьшение в весе и объеме, которые имеют положительный эффект, в частности, когда система охлаждения, соответствующая данному изобретению, используется на борту воздушного судна и в результате приводит к снижению производственных и эксплуатационных расходов. Более того, по сравнению с системами, известными из достигнутого уровня техники, система охлаждения, соответствующая изобретению, отличается повышенной эксплуатационной безопасностью за счет уменьшения давления в первом охлаждающем контуре. И, наконец, благодаря тому, что первый и второй охлаждающие контуры формируются независимо друг от друга, система, соответствующая изобретению, позволяет упростить работы по сборке и техническому обслуживанию.

Первый охлаждающий контур системы охлаждения, соответствующей изобретению, может присоединяться только к одной охлаждающей станции, располагающейся, например, в зоне бортовой кухни, в пассажирском отсеке воздушного судна. Однако первый охлаждающий контур системы охлаждения, соответствующей изобретению, также может быть приспособлен для того, чтобы обеспечивать множество охлаждающих станций, которые могут быть распределены в пассажирском отсеке воздушного судна, энергией для охлаждения, которая вырабатывается охлаждающим устройством. В последнем случае первый охлаждающий контур, предпочтительно, содержит подающую линию, через которую первый холодильный агент, который охлаждается центральным охлаждающим устройством до требуемой температуры, может направляться в направлении индивидуальных охлаждающих станций, а также отводящую линию, через которую первый холодильный агент, который нагревается при передаче энергии для охлаждения на охлаждающие станции, может вновь возвращаться в направлении центрального охлаждающего устройства. Индивидуальные охлаждающие станции могут присоединяться к подающей или отводящей линиям первого охлаждающего контура, например, через соответствующие ответвления.

В случае системы охлаждения, соответствующей изобретению, охлаждающее устройство для понижения температуры второго холодильного агента, циркулирующего во втором охлаждающем контуре, располагается во втором охлаждающем контуре. В качестве охлаждающего устройства могут использоваться различные типы охладителей. Например, могут использоваться устройства, в которых в качестве поглотителя тепла используется окружающий (динамический) воздух.

Другой теплообменник предусмотрен во втором охлаждающем контуре охлаждающего устройства. Теплообменник термически связывает участок второго охлаждающего контура, который проходит выше по потоку от охлаждающего устройства, с участком второго охлаждающего контура, который проходит ниже по потоку от охлаждающего устройства.

Устройство доставки для циркуляции холодильного агента во втором охлаждающем контуре также предпочтительно предусмотрено во втором охлаждающем контуре, которым снабжено охлаждающее устройство охлаждающей системы, соответствующей изобретению. Устройство доставки может быть представлено, например, в виде компрессора. В качестве второго холодильного агента предпочтительно используется СO₂ или R134A (CH₂-CF₃). Вообще говоря, для первого и второго холодильного агента может использоваться один и тот же холодильный агент, т.е., например, СO₂ или R134A (СН₂-СF₃). Однако первый и второй охлаждающие контуры могут работать и с разными холодильными агентами.

Следовательно, второй холодильный агент, который нагревается при передаче энергии для охлаждения от второго охлаждающего контура на первый охлаждающий контур, перед тем, как он входит в устройство доставки и охлаждающее устройство, сначала протекает через теплообменник. По мере своего прохождения через теплообменник второй холодильный агент, протекающий через участок второго охлаждающего контура, который проходит выше по потоку от охлаждающего устройства и устройства доставки, поглощает тепло, т.е. он дополнительно увеличивает температуру. Вследствие этого можно гарантировать, что если в качестве второго холодильного агента используется, в частности, СO₂, то второй холодильный агент подается в охлаждающее устройство и устройство доставки в газообразном состоянии.

После выхода из теплообменника второй холодильный агент, который нагревается в теплообменнике, может быть направлен устройством доставки в охлаждающее устройство и охлаждаться в нем до желаемой температуры. И, наконец, второй холодильный агент, выходящий из охлаждающего устройства и протекающий через участок второго охлаждающего контура, который проходит ниже по потоку от охлаждающего устройства, прежде, чем он войдет в тепловой контакт с первым охлаждающим контуром, направляется через теплообменник. В теплообменнике второй холодильный агент, протекающий через участок второго охлаждающего контура, который проходит ниже по потоку от охлаждающего устройства, подвергается дальнейшему охлаждению вследствие передачи тепла на второй холодильный агент, протекающий через участок второго охлаждающего контура, который проходит выше по потоку от охлаждающего устройства и устройства доставки. Таким образом, теплообменник гарантирует также, что второй холодильный агент, протекающий через участок второго охлаждающего контура, который проходит ниже по потоку от охлаждающего устройства, будет иметь желаемую температуру перед тем, как энергия для охлаждения, которая сохраняется во втором холодильном агенте, будет передаваться на первый охлаждающий контур.

В предпочтительном варианте осуществления системы охлаждения, соответствующей изобретению, второй охлаждающий контур термически связан с первым охлаждающим контуром через дополнительный теплообменник. Дополнительный теплообменник позволяет осуществлять оптимальную передачу энергии для охлаждения от второго охлаждающего контура охлаждающего устройства на первый охлаждающий контур системы охлаждения. Дополнительный теплообменник может быть сформирован как одно целое с охлаждающим устройством или же может представлять собой отдельный компонент.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления системы охлаждения, соответствующей изобретению, первый холодильный агент, циркулирующий в первом охлаждающем контуре, выбирается так, что он может переходить из жидкого состояния в газообразное состояние, когда его энергия для охлаждения доставляется, по меньшей мере, на одну охлаждающую станцию, а затем вновь возвращаться в жидкое состояние с помощью надлежащего регулирования давления и температуры в первом охлаждающем контуре. В качестве первого холодильного агента могут использоваться, например, СO₂ или R134A (CH₂-CF₃). Такая двухфазная работа системы охлаждения, соответствующей изобретению, особенно благоприятна с точки зрения энергии и в соответствии с изобретением может осуществляться без каких-либо проблем с помощью системы охлаждения со вторым охлаждающим контуром охлаждающего устройства, сформированным отдельно от первого охлаждающего контура.

Устройство доставки для циркуляции первого холодильного агента в первом охлаждающем контуре предпочтительно располагается в первом охлаждающем контуре системы охлаждения, соответствующей изобретению. Устройство доставки, предпочтительно в виде насоса, встраивается в подающую линию первого охлаждающего контура, через которую первый холодильный агент, который охлаждается охлаждающим устройством до требуемой температуры, направляется в направлении охлаждающей станции или охлаждающих станций.

В предпочтительном варианте осуществления системы охлаждения, соответствующей изобретению, первый резервуар для временного хранения первого холодильного агента располагается в первом охлаждающем контуре. Резервуар предпочтительно размещается выше по потоку от устройства доставки в подающей линии первого охлаждающего контура. Во время работы системы охлаждения, соответствующей изобретению, первый холодильный агент может быть доставлен устройством доставки из первого резервуара. Первый резервуар предпочтительно обеспечивается надлежащей изоляцией с тем, чтобы поддерживать первый холодильный агент, который временно сохраняется в первом резервуаре, при желаемой температуре. Помимо этого первый резервуар может также формироваться таким образом, что первый холодильный агент может поддерживаться при конкретном, например повышенном уровне давления.

В первом охлаждающем контуре предпочтительно установлен дроссельный клапан. Дроссельный клапан регулирует расход первого холодильного агента через первый охлаждающий контур. Кроме того, дроссельный клапан может использоваться также для того, чтобы регулировать давление, следовательно, температуру испарения первого холодильного агента в первом охлаждающем контуре.

Если система охлаждения, соответствующая изобретению, содержит только одну станцию охлаждения, то в первом охлаждающем контуре предпочтительно установлен только один дроссельный клапан. Следовательно, дроссельный клапан установлен, например, ниже по потоку устройства доставки в подающей линии первого охлаждающего контура, через который первый холодильный агент, охлаждаемый охлаждающим устройством до надлежащей температуры, подается на охлаждающую станцию. Следовательно, дроссельный клапан служит для того, чтобы регулировать расход притока первого холодильного агента к подключенной охлаждающей станции. Помимо того дроссельный клапан может также служить для того, чтобы регулировать давление, следовательно, температуру испарения первого холодильного агента, когда энергия для охлаждения доставляется на охлаждающую станцию.

С другой стороны, если система охлаждения, соответствующая изобретению, содержит множество охлаждающих станций, предпочтительно предусматривается количество дроссельных клапанов, соответствующее количеству охлаждающих станций. Следовательно, дроссельные клапаны регулируют приток первого холодильного агента к индивидуальным охлаждающим станциям и располагаются, например, на соответствующих ответвлениях, которые присоединяют подающую линию первого охлаждающего контура к соответствующим охлаждающим станциям. Дроссельные клапаны могут также использоваться для того, чтобы регулировать давление, значит, регулировать и температуру испарения первого холодильного агента, когда энергия для охлаждения доставляется к охлаждающим станциям.

Дроссельный клапан/дроссельные клапаны может/могут быть выполнены таким образом, что он/они способен/способны полностью перекрывать поток первого холодильного агента. Вследствие этого подача первого холодильного агента на соответствующую охлаждающую станцию может быть прекращена или восстановлена простым способом - путем закрытия или открытия дроссельного клапана. Это представляет собой преимущество, в частности, в системе охлаждения, которая содержит множество охлаждающих станций, поскольку тогда первый холодильный агент, следовательно, энергия для охлаждения может подаваться на индивидуальные охлаждающие станции, в то время как другие охлаждающие станции могут быть простым способом изолированы от первого охлаждающего контура.

Второй резервуар для временного хранения второго холодильного агента предпочтительно располагается во втором охлаждающем контуре охлаждающего устройства. Второй резервуар размещается, например, выше по потоку от второго устройства доставки во втором охлаждающем контуре, так что устройство доставки может доставлять второй холодильный агент, который временно хранится во втором резервуаре, из второго резервуара.

В предпочтительном варианте осуществления системы охлаждения, соответствующей изобретению, охлаждающая станция имеет третий охлаждающий контур, который сформирован отдельно от первого охлаждающего контура и термически связан с первым охлаждающим контуром. При такой конструкции третий охлаждающий контур может иметь преимущество, заключающееся в возможности его изоляции от давления, преобладающего в первом охлаждающем контуре. Кроме того, проще выполнять работы по техническому обслуживанию на отдельных компонентах системы.

В предпочтительном варианте осуществления системы охлаждения, соответствующей изобретению, третий охлаждающий контур термически связан с первым охлаждающим контуром через третий теплообменник. Третий теплообменник позволяет осуществлять оптимальную передачу энергии для охлаждения от первого охлаждающего контура системы охлаждения на третий охлаждающий контур охлаждающей станции.

Третий теплообменник предпочтительно выполнен в виде испарительного устройства. В таком случае первый холодильный агент, протекающий через первый охлаждающий контур, переходит из жидкого состояния в газообразное состояние после доставки его энергии для охлаждения на охлаждающую станцию. Затем первый холодильный агент вновь возвращается в жидкое состояние посредством надлежащего регулирования температуры и давления в первом охлаждающем контуре. Такая двухфазная работа системы охлаждения, соответствующей изобретению, особенно благоприятна с точки зрения энергии и может осуществляться без каких-либо проблем с помощью соответствующей изобретению системы охлаждения.

Если система охлаждения, соответствующая изобретению, содержит множество охлаждающих станций, то эти охлаждающие станции обеспечиваются в каждом случае третьим охлаждающим контуром, причем каждый третий охлаждающий контур термически связан с первым охлаждающим контуром через соответствующий третий теплообменник, который предпочтительно выполнен в виде испарительного устройства.

Краткое описание чертежей

Предпочтительный вариант осуществления системы охлаждения, соответствующей изобретению, далее иллюстрируется подробно на основании прилагаемых схематических чертежей, на которых:

Фиг.1 показывает систему охлаждения, соответствующую изобретению,

Фиг.2 представляет собой увеличенное изображение охлаждающего устройства, которое используется в системе охлаждения, соответствующей изобретению и показанной на Фиг.1,

Фиг.3 представляет собой изображение регулирования процесса охлаждения (понижения температуры) в системе охлаждения, известной из достигнутого уровня техники в диаграмме давление-энтальпия, использующей СO₂ в качестве первого холодильного агента, и

Фиг.4 представляет собой изображение регулирования процесса охлаждения (понижения температуры) в системе охлаждения, соответствующей изобретению, в диаграмме давление-энтальпия, использующей СO₂ в качестве первого холодильного агента.

Осуществление изобретения

Фиг.1 показывает систему охлаждения 10, которая предусматривается для того, чтобы охлаждать пищу на борту воздушного судна для раздачи пассажирам, хранимую в мобильных транспортных контейнерах. Система охлаждения 10 содержит центральное охлаждающее устройство 12, а также множество охлаждающих станций 14, которые распределены в зоне бортовых кухонь на соответствующих местах хранения транспортных контейнеров в пассажирском отсеке воздушного судна. Для того чтобы обеспечить охлаждающие станции 14 энергией для охлаждения, предусматривается первый охлаждающий контур 16, через который, как указано стрелкой Р, в направлении против часовой стрелки протекает первый холодильный агент. В качестве первого холодильного агента используется CO₂.

Первый охлаждающий контур 16 системы охлаждения 10 термически связан со вторым охлаждающим контуром 20 охлаждающего устройства 12 через первый теплообменник 18. Первый и второй охлаждающие контуры 16, 20 формируются отдельно друг от друга, так что первый охлаждающий контур 16 не подвергается давлению, преобладающему во втором охлаждающем контуре 20, которое во время работы системы охлаждения 10 может быть очень высоким.

Первый охлаждающий контур 16 содержит подающую линию 22, отводящую линию 24, а также множество ответвлений 26, причем ответвления 26 в каждом случае служат для присоединения индивидуальных охлаждающих станций 14 к подающей или отводящей линии 22, 24 первого охлаждающего контура 16.

Первое устройство доставки 28, представленное в виде насоса, установлено в подающей линии 22 первого охлаждающего контура 16 и служит для того, чтобы доставлять первый холодильный агент из первого резервуара 30, который размещается выше по потоку от устройства доставки 28 в первом охлаждающем контуре 16, и прокачивать холодильный агент в первом охлаждающем контуре 16. Первый резервуар 30 обеспечен надлежащей изоляцией, так что первый холодильный агент, который временно хранится в первом резервуаре 30, может поддерживаться при желаемой низкой температуре.

Дроссельный клапан 31 установлен в каждом ответвлении 26, присоединяющем подающую линию 22 первого охлаждающего контура 16 к индивидуальным охлаждающим станциям 14, причем клапан 31 служит для того, чтобы регулировать расход первого холодильного агента в направлении каждой охлаждающей станции 14, а также давление в первом холодильном агенте выше по потоку от каждой охлаждающей станции 14. При необходимости каждый дроссельный клапан 31 способен полностью перекрыть поток первого холодильного агента через соответствующее ответвление 26, следовательно, остановить подачу первого холодильного агента к охлаждающей станции 14, располагающейся ниже по потоку от дроссельного клапана 31. Вследствие этого индивидуальные охлаждающие станции 14 могут быть простым способом изолированы от первого охлаждающего контура 16, в то время как другие охлаждающие станции 14 продолжают оставаться запитанными энергией для охлаждения.

Каждая охлаждающая станция 14 имеет третий охлаждающий контур 32, который формируется отдельно от первого охлаждающего контура 16 и термически связан с первым охлаждающим контуром 16 через теплообменник 33. Теплообменник 33 выполнен в виде испарительного устройства, так что первый холодильный агент, протекающий через первый охлаждающий контур 16, переходит из жидкого состояния в газообразное состояние после доставки его энергии для охлаждения к охлаждающей станции 14. После выхода из теплообменника 33 первый холодильный агент вновь возвращается в жидкое состояние вследствие надлежащего регулирования температуры и давления в первом охлаждающем контуре 16.

Как можно видеть на Фиг.2, второе устройство доставки 34 в виде компрессора размещается во втором охлаждающем контуре 20 охлаждающего устройства 12, причем устройство доставки служит для того, чтобы прокачивать второй холодильный агент во втором охлаждающем контуре 20. В качестве второго холодильного агента используется СО₂. Охлаждающее устройство 36, которое выполнено в виде газового охладителя, размещается во втором охлаждающем контуре 20 охлаждающего устройства 12 ниже по потоку от второго устройства доставки 34. Охлаждающее устройство 36, в котором окружающий динамический воздух используется в качестве поглотителя тепла, служит для того, чтобы охлаждать второй холодильный агент, циркулирующий во втором охлаждающем контуре 20, до требуемой низкой температуры.

Второй теплообменник 38 установлен во втором охлаждающем контуре 20 охлаждающего устройства 12. Второй теплообменник 38 термически связывает участок второго охлаждающего контура 20, который проходит выше по потоку от второго устройства доставки 34, с участком второго охлаждающего контура 20, который проходит ниже по потоку от охлаждающего устройства 36. Благодаря второму теплообменнику 38 во втором охлаждающем контуре 20, второй холодильный агент, который нагревается вследствие передачи энергии для охлаждения от второго охлаждающего контура 20 на первый охлаждающий контур 16 в первом теплообменнике 18, перед тем, как он входит во второе устройство доставки 34 и охлаждающее устройство 36, сначала протекает через второй теплообменник 38. По мере своего прохождения через второй теплообменник 38 второй холодильный агент, протекающий через участок второго охлаждающего контура 20, который проходит выше по потоку от второго устройства доставки 34, поглощает тепло, следовательно, увеличивает температуру. Благодаря этому гарантируется, что СO₂, который используется в качестве второго холодильного агента, подается во второе устройство доставки 34, которое выполнено в виде компрессора, в газообразном состоянии.

Второй холодильный агент, протекающий через участок второго охлаждающего контура 20, который проходит выше по потоку от второго устройства доставки 34, приводится во втором теплообменнике 38 в тепловой контакт со вторым холодильным агентом, протекающим через участок второго охлаждающего контура 20, который проходит ниже по потоку от охлаждающего устройства 36. Таким образом, холодильный агент, протекающий через участок второго охлаждающего контура 20, который проходит ниже по потоку от охлаждающего устройства 36, дополнительно охлаждается во втором теплообменнике 38 вследствие передачи тепла на второй холодильный агент, протекающий через участок второго охлаждающего контура 20, который проходит выше по потоку от второго устройства доставки 34. Таким образом, второй холодильный агент имеет желаемую низкую температуру ниже по потоку от второго теплообменника 38 с тем, чтобы получить в первом теплообменнике 18 требуемое охлаждение первого холодильного агента, протекающего через первый охлаждающий контур 16 системы охлаждения 10.

И, наконец, во втором охлаждающем контуре 20 охлаждающего устройства 12 установлен второй резервуар 40 для временного хранения второго холодильного агента, а также дроссельный клапан 42. Второй резервуар 40 размещается выше по потоку от второго устройства доставки 34 во втором охлаждающем контуре 20, в то время как дроссельный клапан 42 располагается ниже по потоку от второго теплообменника 38. Следовательно, второе устройство доставки 34 может доставлять второй холодильный агент, который временно хранится во втором резервуаре 40, из второго резервуара 40. Дроссельный клапан 42 регулирует поток второго холодильного агента через второй охлаждающий контур 20. Кроме того, дроссельный клапан 42 может использоваться также для регулирования давления, следовательно, температуры испарения второго холодильного агента во втором охлаждающем контуре 20.

Фиг.3 показывает регулирование процесса охлаждения (понижения температуры) в системе охлаждения, известной из достигнутого уровня техники, например из документа DE 4340317 А1, в диаграмме давление-энтальпия, использующей СO₂ в качестве первого холодильного агента. В случае этой системы охлаждения, известной из достигнутого уровня техники, первый охлаждающий контур непосредственно связан с центральным охлаждающим устройством, так что высокое давление величиной приблизительно 95 бар, возникающее в охлаждающем устройстве при окружающей температуре, равной приблизительно 30°С, действует непосредственно на подающую линию первого охлаждающего контура (точки А, В). Только лишь на участке ответвления, которое соединяет подающую линию первого охлаждающего контура с соответствующей охлаждающей станцией, давление в первом холодильном агенте уменьшается до давления, приблизительно равного 30 бар, под действием дроссельного клапана, установленного в ответвлении. Между точкой С непосредственно перед охлаждающей станцией и точками D и Е на ответвлении ниже по потоку от охлаждающей станции или отводящей линии первого охлаждающего контура первый холодильный агент переходит в газообразное состояние с помощью теплообменника охлаждающей станции, который выполнен в виде испарительного устройства. И, наконец, после протекания через охлаждающее устройство в первом холодильном агенте имеет место подъем давления приблизительно до 95 бар.

Фиг.4 представляет собой изображение регулирования процесса охлаждения (понижения температуры) в системе охлаждения, проиллюстрированной на Фиг.1 и 2, в диаграмме давление-энтальпия, использующей СO₂ в качестве первого холодильного агента. Как очевидно из сравнения диаграмм на Фиг.3 и 4, уровень давления в первом охлаждающем контуре в системе охлаждения, соответствующей Фиг.1 и 2, заметно ниже, чем в системе, известной из достигнутого уровня техники. Кроме того, регулирование процесса в системе, соответствующей фиг.1 и 2, отличается от регулирования процесса в системе, известной из достигнутого уровня техники тем, что первый охлаждающий контур системы, соответствующий Фиг.1 и 2, представляет собой правый циклический процесс, т.е. циклический процесс, идущий по часовой стрелке, тогда как охлаждающий контур в системе, известной из достигнутого уровня техники, представляет собой левый циклический процесс, т.е. циклический процесс, идущий против часовой стрелки.

Реферат

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Система охлаждения содержит первый охлаждающий контур и охлаждающее устройство. Первый охлаждающий контур выполнен с возможностью подачи энергии для охлаждения, выработанной охлаждающим устройством на одну охлаждающую станцию. Первый холодильный агент циркулирует в первом охлаждающем контуре и переходит из жидкого состояния в газообразное состояние, когда его энергия для охлаждения доставляется на одну охлаждающую станцию, а затем вновь возвращается в жидкое состояние посредством надлежащего регулирования давления и температуры в первом охлаждающем контуре. Охлаждающее устройство содержит второй охлаждающий контур, который сформирован отдельно от первого охлаждающего контура и термически связан с первым охлаждающим контуром через первый теплообменник. Во втором охлаждающем контуре циркулирует второй холодильный агент и предусмотрены охлаждающее устройство и второй теплообменник. Второй теплообменник термически связывает первый участок со вторым участком второго охлаждающего контура. Второй участок проходит ниже по потоку от охлаждающего устройства таким образом, что происходит повышение температуры второго холодильного агента, протекающего по первому участку, за счет передачи тепла от второго холодильного агента, протекающего по второму участку. Достигается повышение эффективности работы системы охлаждения. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула