[发明专利]用于真空环境中密封舱体的蒸汽压缩循环制冷系统及列车

说明书

本发明提供了一种用于真空环境中密封舱体的蒸汽压缩循环制冷系统及列车，该系统包括第一换热器、第一动力单元、第二动力单元、第三动力单元、第二换热器、第二介质储箱和流量调节阀，第一换热器用于将液态第一介质汽化为低温低压气态第一介质以吸收气体所携带的热量，第二动力单元用于将冷却后的气体送至密封舱体，第三动力单元用于将低温低压气态第一介质压缩为高温高压气态第一介质，第二换热器用于将高温高压气态第一介质液化为高温高压液态第一介质并将释放的热量转移至第二介质，流量调节阀用于将高温高压液态第一介质变为低温低压液态第一介质。应用本发明的技术方案，以解决现有技术中无法对真空环境下的密封舱体进行制冷的技术问题。

技术领域

本发明涉及真空环境中密封舱体散热技术领域，尤其涉及一种用于真空环境中密封舱体的蒸汽压缩循环制冷系统及列车。

背景技术

载人航天器座舱内空气的温度控制是以强迫对流换热为主的主动式温控技术，这类系统有液体循环和气体循环两种。流体在泵或风扇的驱动下将航天器内部热量引出，流经外部的热辐射器排向宇宙空间。

现代民航客机座舱温度控制主要采用空气循环制冷方法。由发动机引出的高温高压气体，经过一系列热交换器初步降温后，再由冷却涡轮膨胀降温，得到低温低压的空气供入舱内。

高速铁路运行列车通常采用蒸汽压缩式制冷系统，它是利用某些低沸点的液体汽化蒸发时的吸热效应而实现制冷功能。

然而，载人航天器的液体回路式主动温控技术是利用泵或风扇的驱动将航天器内部热量引出，流经外部的热辐射器排向宇宙空间，主要借助于舱外太空环境这一天然的热沉。现代民航客机的空气循环制冷方法，由于其采用的工质主要是空气，受限于现有增压设备技术条件(增压比较小)，不适用于舱体内外压差过大的应用对象。高速铁路运行列车工作于标准大气环境，其蒸汽压缩制冷方法的冷凝过程多借助于外界空气。对于真空环境下运行的列车而言，其密封舱体的舱内热量较大，无法利用外界空气制冷，上述三种方法皆不适用。

发明内容

本发明提供了一种用于真空环境中密封舱体的蒸汽压缩循环制冷系统及列车，能够解决现有技术中无法对真空环境下的密封舱体进行制冷的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种用于真空环境中密封舱体的蒸汽压缩循环制冷系统，蒸汽压缩循环制冷系统包括：第一换热器，第一换热器包括液态第一介质，第一换热器用于将液态第一介质汽化为低温低压气态第一介质以吸收密封舱体内气体所携带的热量；第一动力单元，第一动力单元与第一换热器的入口连接，第一动力单元用于将密封舱体内的空气送至第一换热器；第二动力单元，第二动力单元与第一换热器的出口连接，第二动力单元用于将冷却后的气体送至密封舱体；第三动力单元，第三动力单元与第一换热器连接，第三动力单元用于将低温低压气态第一介质压缩为高温高压气态第一介质；第二换热器和第二介质储箱，第二换热器与第三动力单元连接，第二介质储箱内设置有第二介质，第二换热器用于将高温高压气态第一介质液化为高温高压液态第一介质并将高温高压气态第一介质释放的热量转移至第二介质；流量调节阀，流量调节阀分别与第一换热器和第二换热器连接，流量调节阀用于将高温高压液态第一介质变为低温低压液态第一介质并将低温低压液体第一介质送至第一换热器。

进一步地，蒸汽压缩循环制冷系统还包括干燥单元，干燥单元分别与第二换热器和流量调节阀连接，干燥单元用于对高温高压液态第一介质进行干燥处理。

进一步地，蒸汽压缩循环制冷系统还包括过滤单元，过滤单元分别与干燥单元和流量调节阀连接，过滤单元用于去除高温高压液态第一介质中的杂质。

进一步地，蒸汽压缩循环制冷系统还包括脱水单元，脱水单元分别与过滤单元和流量调节阀连接，脱水单元用于对高温高压液态第一介质进行脱水处理。

进一步地，第二介质为消耗性冷却剂，消耗性冷却剂包括冰水混合物或纯水。

进一步地，第一换热器包括蒸发器，第二换热器包括冷凝器。