[发明专利]用于冷却飞行器上热负载的冷却系统以及用于操作该冷却系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于冷却飞行器上热负载的冷却系统，所述冷却系统 包括：制冷装置；第一载冷流体回路，其热联接到制冷装置并连接到第一 热负载以便从第一热负载带走热量；以及第二载冷流体回路，其连接到第 二热负载以便从第二热负载带走热量。另外，本发明涉及一种用于操作该 冷却系统的方法。

背景技术

已知的适合在飞行器上使用的冷却系统包括中央制冷装置，中央制冷 装置热联接到载冷流体回路，以便从并行连接到载冷流体回路的多个热负 载带走热量。热负载根据操作状态会处于不同的温度水平，从而使得从热 负载到载冷流体回路的热传递必须在不同的温度水平下进行。为了保证整 个系统的正常运行，因此必需不断地选择制冷装置的操作温度水平，以便 使得处于低温水平的热负载也能够得到充分冷却。因此，制冷装置必须在 能量上不利的低操作温度水平下进行操作，并因此在相对较差的效率下进 行操作。

另外已知的用于冷却飞行器上热负载的冷却系统包括第一载冷流体回 路，第一载冷流体回路将热量从处于低温度水平的热负载带到制冷装置。 制冷装置将由第一载冷流体回路带走的热量传递到第二载冷流体回路，所 述第二载冷流体回路用于从处于相对较高温度水平的热负载带走热量。在 第二载冷流体回路中设有热交换器，热交换器将需从整个系统带走的热量 释放到周围环境中。为了保证整个系统在高的环境温度下也能够正常运 行，因此第二载冷流体回路必须保持在相对较高的温度水平。为此，必需 在关于释放热量方面的能量上不利的高操作温度水平下操作制冷装置，并 因此是在相对较差的效率下操作制冷装置。由于制冷装置和联接到第二载 冷流体回路中的其它热负载的最大操作温度的技术限制，因此无法保证整 个系统在非常高的环境温度下的正常操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于冷却飞行器上热负载的冷却系统，所 述冷却系统使得能够以能量高效的方式冷却处于不同温度水平的热负载。

为了实现前述目的，提供一种根据本发明的用于冷却飞行器上热负载 的冷却系统，其包括：制冷装置；第一载冷流体回路，其热联接到制冷装 置并连接到第一热负载以便从第一热负载带走热量；以及第二载冷流体回 路，其连接到第二热负载以便从第二热负载带走热量，所述冷却系统包括 联接系统，所述联接系统适于选择性地将第一载冷流体回路热联接到第二 载冷流体回路或者使第一载冷流体回路与第二载冷流体回路热断开。换句 话说，在根据本发明的冷却系统的情况下，联接系统根据需要用来形成或 断开第一载冷流体回路与第二载冷流体回路之间的热连接。

在根据本发明的能够选择性地使第一载冷流体回路与第二载冷流体回 路热联接或热断开的冷却系统的情况下，还可以在高环境温度下使用联接 到第一载冷流体回路的制冷装置来冷却第二载冷流体回路。这样，当由于 高环境温度而无法将足够的热量从第二载冷流体回路带到周围环境中时 是特别有利的。相反，在一般的环境温度下，通过将第一载冷流体回路和 第二载冷流体回路断开，使得只有连接到第一载冷流体回路的第一热负载 能够通过制冷装置进行冷却。而连接到第二载冷流体回路的第二热负载能 够通过例如将热量带到周围环境中来进行冷却。最后，在低环境温度下， 通过将第一载冷流体回路和第二载冷流体回路进行联接，可以使用第二载 冷流体回路来冷却第一载冷流体回路。因此，能够关掉连接到第一载冷流 体回路的制冷装置或者至少减轻其负载。由此，在环境温度下降的情况下， 对于根据本发明的整个系统而言获得了能量效率的提高。另外，即使在非 常高的环境温度下，也能够保证两个载冷流体回路的冷却功能。

在根据本发明的冷却系统中，能够采用冷汽处理冷却机(cold vapour process cooling machine)作为制冷装置。这种设备通常包括冷却介质回路， 所述冷却介质回路中设有膨胀阀和压缩机。优选地，制冷装置包括冷凝器， 所述冷凝器设置在冷却介质回路中并用于将热量带到周围环境中。为了将 制冷装置热联接到第一载冷流体回路，制冷装置优选地具有蒸发器，所述 蒸发器连接到第一载冷流体回路。作为示例，引导流经第一载冷流体回路 的载冷流体通过制冷装置的蒸发器，以便从第一载冷流体回路并因此从第 一热负载带走热量。