DE10330104A1

DE10330104A1 - Kühlsystem mit Adsorptions-Kühlgerät

Info

Publication number: DE10330104A1
Application number: DE10330104A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Kariya Tanaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2004-01-22
Also published as: FR2842287A1; CN1472804A; US20040007011A1; CN1296996C; JP2004044848A; JP4096646B2; US6840056B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem zum Kühlen erster und zweiter wärmeerzeugender Elemente (2, 3), wobei das erste wärmeerzeugende Element durch ein Kühlgerät (4) gekühlt wird, und wobei durch das Kühlgerät erzeugte Kälte in einer Kältespeichereinheit (11) derart gespeichert wird, dass sowohl das erste wie das zweite wärmeerzeugende Element kontinuierlich gekühlt werden, unter Verwendung von ausschließlich einer einzigen Adsorptionseinheit (5). Die Herstellungskosten des Kühlsystems können dadurch verringert sein. Da das zweite wärmeerzeugende Element durch die Kältespeichereinheit gekühlt wird, kann außerdem eine Temperaturänderung in der Adsorptionseinheit, unmittelbar nach Umschalten zwischen einer Adsorptions-Betriebsart und einer Desorptions-Betriebsart, in der Kältespeichereinheit ausgeglichen bzw. adsorbiert werden. Die wärmeerzeugenden Elemente können dadurch stabil gekühlt werden, während die Anzahl von Bestandteilen des Kühlsystems verringert sein kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem mit einem Adsorptions-Kühlgerät zum Kühlen mehrerer wärmeerzeugende Elemente. Das Kühlsystem eignet sich für eine effektive Nutzung zum Kühlen einer Elektronikeinheit, die in einer Basisstation eines tragbaren Telefons, eines elektrischen Geräts, eines elektrischen Konverters, einer Batterie oder dergleichen vorgesehen ist.
In einem Kühlsystem mit Adsorptions-Kühlgerät kann eine Kühlkapazität in einer Adsorptions-Betriebsart erzielt werden, in welcher Kältemittel an ein Adsorptionsmittel adsorbiert wird, wohingegen die Kühlkapazität in einer Desorptions-Betriebsart nicht erzielt werden kann, in welcher das adsorbierte Kältemittel von dem Adsorptionsmittel entfernt wird. Üblicherweise sind deshalb zwei oder mehr Adsorptionseinheiten vorgesehen. Insbesondere wird eine Adsorptionseinheit in der Adsorptions-Betriebsart derart genutzt, dass die Kühlkapazität erzielt wird, während die andere Adsorptionseinheit in der Desorptions-Betriebsart derart genutzt wird, dass das Kältemittel desorbiert und regeneriert wird. Die Adsorptions-Betriebsart und die Desorptions-Betriebsart werden abwechselnd wiederholt, wodurch die Kühlkapazität kontinuierlich bzw. lückenlos erzielt werden kann.
Unmittelbar nach dem Umschalten zwischen der Adsorptions-Betriebsart und der Desorptions-Betriebsart wird bei diesem Kühlsystem jedoch die Temperatur von Kühlwasser, das dem Adsorptions-Kühlgerät zugeführt wird, stark geändert, und ein zu kühlender Gegenstand, wie etwa ein elektronisches Gerät, kann beeinträchtigt sein aufgrund der Veränderung der Temperatur des Kühlwassers. Da zwei oder mehr Adsorptionseinheiten verwendet werden, um die Kühlkapazität kontinuierlich zu erzielen, ist es außerdem schwierig, Herstellungskosten des Kühlsystems in einem vernünftigen Rahmen zu halten bzw. zu reduzieren.

Angesichts der vorstehend angesprochenen Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Kühlsystem mit neuartiger Systemstruktur zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Kühlsystem zu schaffen, welches es erlaubt, die Anzahl an Bestandteilen effektiv zu verringern, während ein wärmeerzeugendes Element, das den zu kühlenden Gegenstand bildet, stabil gekühlt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

In Übereinstimmung mit der Erfindung umfasst ein Kühlsystem zum Kühlen von zumindest ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elementen ein Kühlgerät, das derart angeordnet bzw. ausgelegt ist, dass es Wärme von den ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elementen absorbiert, und das betrieben wird unter Verwendung der absorbierten Wärme, und eine Kältespeichereinheit zum Speichern von Kälte, die in dem Kühlgerät erzeugt wird. Das erste wärmeerzeugende Element kann deshalb durch das Kühlgerät gekühlt werden, und das zweite wärmeerzeugende Element kann gekühlt werden unter Verwendung der Kälte, die in der Kältespeichereinheit gespeichert ist. Dadurch kann das zweite wärmeerzeugende Element kontinuierlich gekühlt werden unter Verwendung einer einzigen Adsorptionseinheit des Kühlgeräts, wodurch die Herstellungskosten des Kühlsystems verringert sind. Da das zweite wärmeerzeugende Element durch die Kältespeichereinheit gekühlt wird, vermag die Kältespeichereinheit eine Kühltemperaturänderung zu absorbieren bzw. auszugleichen und ein schlechter Einfluss auf das zweite wärmeerzeugende Element kann unterbunden bzw. verringert werden. Die Anzahl von Bestandteilen des Kühlsystems kann außerdem verringert werden, während die ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elemente stabil gekühlt werden.

Das Kühlgerät umfasst allgemein eine Adsorptionseinheit mit einem Adsorptionsmittel zum Adsorbieren von gasförmigem Käl-temittel, und das Kältemittel, das in dem Adsorptionsmittel adsorbiert ist, wird von dem Adsorptionsmittel entfernt, wenn es erwärmt wird. Die Adsorptionseinheit ist außerdem so angeordnet bzw. dazu ausgelegt, eine Adsorptions-Betriebsart abwechselnd zu wiederholen, in welcher das Adsorptionsmittel gasförmiges Kältemittel adsorbiert, um Kühlkapazität zu erzielen, und eine Desorptions-Betriebsart, in welcher das adsorbierte Kältemittel von dem Adsorptionsmittel entfernt wird. In dem Kühlsystem ist die Kältespeichereinheit so eingerichtet bzw. dazu ausgelegt, das zweite wärmeerzeugende Element sowohl in der Adsorptions-Betriebsart wie der Desorptions-Betriebsart zu kühlen. In diesem Fall kann die Temperaturschwankung der Kühltemperatur des zweiten wärmeerzeugenden Elements zusätzlich verringert werden.

Bevorzugt wird in der Adsorptions-Betriebsart flüssiges Käl- temittel in der Adsorptionseinheit der Kältespeichereinheit zugeführt und die Kältespeichereinheit speichert die Kälte durch flüssiges Kältemittel, das von der Adsorptionseinheit zugeführt wird. Die Kälte kann dadurch in der Kältespeichereinheit problemlos gespeichert werden. Ein Kondensator bzw. Verflüssiger ist außerdem in der Adsorptionseinheit angeordnet, um Kältemittel zu kühlen und zu kondensieren bzw. zu verflüssigen, das aus dem Adsorptionsmittel in der Desorptions-Betriebsart entfernt wird. In diesem Fall kann das flüssige Kältemittel in der Adsorptionseinheit der Kältespeichereinheit für eine vorbestimmte Zeit nach dem Start der Desorptions-Betriebsart derart zugeführt werden, dass eine Flüssigkeitsoberfläche der Adsorptionseinheit verkleinert ist bzw. verkleinert werden kann. Der Verflüssiger ist besonders bevorzugt in einer Position angeordnet, die höher zu liegen kommt, als eine Flüssigkeitsoberfläche in der Adsorptionseinheit.

Erste und zweite Tanks sind vorgesehen, um ein Fluid zu speichern, durch welches von dem ersten wärmeerzeugenden Element absorbierte Wärme dem Kühlgerät zugeführt wird. In diesem Fall sind die ersten und zweiten Tanks derart angeordnet, dass das Fluid, bevor es in dem, ersten wärmeerzeugenden Element erwärmt wird, in dem ersten Tank gespeichert wird, und das Fluid, nachdem es in dem ersten wärmeerzeugenden Element erwärmt worden ist, in dem zweiten Tank gespeichert wird. In einer Fluidumwälz-Betriebsart wird außerdem der Durchsatz des Fluids, das dem Kühlgerät vom zweiten Tank zugeführt wird, größer gemacht als derjenige des Fluids, das von dem ersten Tank dem ersten wärmeerzeugenden Element zugeführt wird. Beispielsweise zumindest in der Desorptions-Betriebsart wird die Fluidumwälz-Betriebsart durchgeführt.

Das Kühlsystem ist besonders bevorzugt mit einem Erleichterungselement bzw. Förderelement zum Erleichtern bzw. Fördern des Wärmetausches zwischen dem Fluid in dem zweiten Tank und Luft bereitgestellt. Wenn in diesem Fall das Kühlgerät be schädigt ist, kann das erste wärmeerzeugende Element gekühlt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen bei- spielhaft näher erläutert; in diesen zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Ansicht einer Wärmemediumströmung in einer ersten Grundbetriebsart (Adsorptions-Betriebsart) in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform;
3 eine schematische Ansicht einer Wärmemediumströmung in einer zweiten Grundbetriebsart (Desorptions-Betriebsart) in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform;
4 eine schematische Ansicht einer Wärmemediumströmung in einer Direktkühl-Betriebsart in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform;
5 eine schematische Ansicht einer Wärmemediumströmung in der Störungsbetriebsart in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform;
6 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Ansicht einer Wärmemediumströmung in der ersten Grundbetriebsart in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform;
8 eine schematische Ansicht einer Wärmemediumströmung in der zweiten Grundbetriebsart in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform;
9 eine schematische Ansicht einer Wärmemediumströmung in der Direktkühl-Betriebsart in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform;
10 eine schematische Ansicht einer Wärmemediumströmung in der Störungsbetriebsart in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform; und
11 eine schematische Ansicht eines Kühlsystems in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nunmehr wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 1 bis 5 erläutert. In der ersten Ausführungsform wird ein Kühlsystem typischerweise zum Kühlen elektronischer Einrichtungen in einer Basisstation 1 für tragbare Telefone verwendet. Wie in 1 gezeigt, sind in der Basisstation 1 ein erstes wärmeerzeugendes Element 2, ein zweites wärmeerzeugendes Element 3 und eine Kühlvorrichtung 4 (Adsorptionskühlgerät) zum Kühlen der ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elemente 2, 3 vorgesehen. Beispielsweise umfasst das erste wärmeerzeugende Element 2 einen Funkwellenverstärker, eine Funkwellensteuerkarte, einen Kommutator, eine elektronische Einrichtung, eine elektrische Einrichtung und einen elektrischen Konverter, die relativ viel Wärme er zeugen sowie eine relativ hohe Temperatur, wenn sie sich im Betrieb befinden. Das zweite wärmeerzeugende Element 3 muss auf eine Temperatur gekühlt werden, die niedriger ist als diejenige des wärmeerzeugenden Elements 2. Beispielsweise umfasst das zweite wärmeerzeugende Element 3 eine Steuerschaltkarte, eine Batterie, eine elektronische Einrichtung und einen elektrischen Konverter, die relativ wenig Wärme erzeugen, wenn sie sich im Betrieb befinden.
Beide Elemente, die ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elemente 2, 3 werden nicht unabhängig betrieben, sondern sind betriebsmäßig miteinander verknüpft. Die Kühlvorrichtung 4 liegt in Gestalt eines Adsorptions-Kühlgeräts vor, welches Wärme von dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 absorbiert und (dadurch) ein Adsorptionsmittel durch die absorbierte Wärme erwärmt.
Nunmehr wird die Kühlvorrichtung 4 näher erläutert. In den Figuren ist die Kühlvorrichtung, eine Kältespeichereinheit 11 umfassend, gezeigt. Von der Kühlvorrichtung erzeugte Kälte wird jedoch insbesondere in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert. Das Adsorptionsmittel des Adsorptionskerns 6 adsorbiert ein Kältemittel (in der ersten Ausführungsform beispielsweise Wasser) und desorbiert (entfernt) das adsorbierte Kältemittel, wenn es erwärmt wird. Beispielsweise in der ersten Ausführungsform wird ein Feststoff-Adsorptionsmittel, wie etwa Silikagel und Zeolith, als Adsorptionsmittel verwendet. Die Adsorptionseinheit 5 umfasst einen Behälter zum dichten Einschließen des Kältemittels in einem Vakuumzustand, wobei der Adsorptionskern 6 zum Durchführen eines Wärmetausches zwischen dem Adsorptionsmittel und dem Wärmemedium vorgesehen ist, und wobei der Verdampfungs-/Kondensationskern 7 zum Durchführen eines Wärmetausches zwischen dem Wärmemedium und dem Kältemittel vorgesehen ist, das in dem Behälter dicht eingeschlossen ist. In der ersten Ausführungsform handelt es sich bei dem Wärmemedium um eine Wasserlösung bzw. wässerige Lösung, gemischt mit einem Gefrierverhinderungsfluid vom Ethylenglykol-Typ. Das Adsorptionsmittel haftet fest an der Oberfläche des Adsorptionsmittelkerns 6. Der Adsorptionsmittelkern 6 ist über dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7 in der Adsorptionseinheit 5 in der ersten Ausführungsform angeordnet.
Ein äußerer bzw. externer Wärmetauscher 8 liegt in Gestalt eines Radiators vor und ist außerhalb der Basisstation angeordnet, um einen Wärmetausch zwischen dem Wärmemedium und Außenluft durchzuführen. Der externe Wärmetauscher 8 umfasst einen ersten Wärmeabstrahlabschnitt 8a, einen zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 8b und ein Gebläse bzw. einen Lüfter 8c zum Blasen von Außenluft auf die ersten und zweiten Wärmeabstrahlungsabschnitte 8a, 8b. Der erste Wärmeabstrahlungsabschnitt 8a ist stromaufwärts von dem zweiten Wärmeabstrahlabschnitt 8b in der Luftströmungsrichtung angeordnet.
Ein erster Wärmesammelabschnitt 2a dient dazu, Wärme zu sammeln, die in dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 erzeugt wird, und um einen Wärmetausch zwischen der gesammelten Wärme und dem Wärmemedium durchzuführen. Ein zweiter Wärmesammelabschnitt 3a dient zum Sammeln von Wärme, die in dem zweiten wärmeerzeugenden Element 3 erzeugt wird, und zum Durchführen eines Wärmetausches zwischen der gesammelten Wärme und dem Wärmemedium. Rotationsventile bzw. Drehventile 9a bis 9k zum Umschalten einer Strömung des Wärmemediums sind vorgesehen. Pumpen 10a bis 10e sind außerdem angeordnet, um das Wärmemedium in dem Wärmemediumdurchlass umzuwälzen.
Eine Kältespeichereinheit 11 dient dazu, Kälte zu speichern, die in der Kühlvorrichtung 4 erzeugt wird. In der Kältespeichereinheit 11 wird ein Fluid relativ großer spezifischer Wärme, wie etwa Polyethylenglykol, Caprylsäure, Tetradecan und Wasser, als Kältespeichermaterial genutzt. Die Kältespeichereinheit 11 umfasst einen ersten Wärmetauscher 11a, in welchem das Wärmemedium, das in dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7 umgewälzt wird, zum Wärmetausch mit dem Kältespeichermaterial gebracht wird, und einen zweiten Wärmetauscher 11b, in welchem das Wärmemedium, das in dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a umgewälzt wird, zum Wärmetausch mit dem Kältespeichermaterial gebracht wird. In der ersten Ausführungsform ist die erste Wärmetauscheinheit 11a über der zweiten Wärmetauscheinheit 11b in der Kältespeichereinheit 11 angeordnet.
Ein erster Reservetank 12a ist vorgesehen, um das Wärmemedium zu speichern, bevor es in dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 erwärmt wird, und ein zweiter Reservetank 12b ist zum Speichern des Wärmemediums vorgesehen, nachdem es in dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 erwärmt worden ist. Ein Gebläse 12c ist außerdem vorgesehen, um Kühlluft in Richtung auf die Außenseite des zweiten Reservetanks 12b zu blasen. Da die Kühlluft in Richtung auf die Außenseite des zweiten Reservetanks 12b geblasen wird, kann der Wärmetausch zwischen dem Wärmemedium in dem zweiten Reservetank 12b und Luft verbessert werden.
Als nächstes wird die Arbeitsweise des Kühlsystems in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
In der ersten Ausführungsform arbeitet die Kühlvorrichtung 4 in einer Betriebsart, wie etwa einer Grundbetriebsart, einer Direkt-Kühl-Betriebsart und einer Störungsbetriebsart. Zunächst wird die Grundbetriebsart näher erläutert. Bei der Grundbetriebsart handelt es sich um eine normale Betriebsart und sie umfasst erste und zweite Grundbetriebsarten. Die ersten und zweiten Grundbetriebsarten werden nach einer vorbestimmten Zeit bzw. mit einem bestimmten Zeittakt umgeschaltet. Die vorbestimmte Zeit wird ermittelt auf Grundlage der Zeit, die erforderlich ist, das Kältemittel, das in dem Adsorptionsmittel adsorbiert ist, von dem Kältemittel zu entfernen.
In der ersten Ausführungsform wird das erste wärmeerzeugende Element 2 auf eine Temperatur gleich oder niedriger als 150°C gekühlt und das zweite wärmeerzeugenden Element 3 wird auf eine Temperatur gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Temperatur (beispielsweise 55 bis 60°C) gekühlt. Außerdem stellt die Kühlvorrichtung 4 eine vorbestimmte Kühlkapazität entsprechend einem Temperaturbereich zwischen 70 und 100°C bereit.
Um die Kühlvorrichtung 4 stabil zu betreiben, muss die wärmeerzeugende Menge des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3 gleich oder kleiner sein als diejenige des ersten wärmeerzeugenden Elements.
(1) ERSTE GRUNDBETRIEBSART (ADSORPTIONS-BETRIEBSART)
In der ersten Grundbetriebsart (Adsorptions-Betriebsart) zirkuliert das Wärmemedium, wie in 2 gezeigt, zwischen dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a und dem zweiten Wärmetauscher 11b der Kältespeichereinheit 11 derart, dass das zweite wärmeerzeugende Element 3 durch die Kälte gekühlt wird, die in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert ist. Zu diesem Zeitpunkt zirkuliert das Wärmemedium zwischen dem ersten Wärmetauscher 11a der Kältespeichereinheit 11 und dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7 der Adsorptionseinheit 5. Flüssiges Kältemittel in dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7 der Adsorptionseinheit 5 absorbiert demnach Wärme von dem Wärmemedium, das aus dem ersten Wärmetauscher 11a ausströmt und wird verdampft. Da das verdampfte gasförmige Kältemittel auf dem Adsorptionsmittel des Adsorptionskern 6 adsorbiert wird, wird die Druckerhöhung der Adsorptionseinheit 5 begrenzt und die Verdampfung des flüssigen Kältemittels wird zur Erzeugung von Wärme fortgesetzt, bis die Kältemittel-Adsorption des Kältemittels beendet ist. Die erzeugte Kälte wird in dem Kältespeichermaterial der Kältespeichereinheit 11 gespeichert und zum Kühlen des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3 genutzt.
Wenn das Adsorptionsmittel des Adsorptionskerns 6 das gasförmige Kältemittel adsorbiert, wird eine Wärmemenge entsprechend der Kondensationswärme erzeugt. Da außerdem die Temperatur des Kältemittels steigt, wird die Menge des gasförmigen Kältemittels, das auf dem Adsorptionsmittel adsorbiert werden kann, verringert, und die Adsorptionskapazität wird verringert. In der Adsorptions-Betriebsart wird das in dem Wärmetauscher 8 gekühlte Wärmemedium dem Adsorptionskern 6 derart zugeführt, dass das Adsorptionsmittel gekühlt wird.
In der Adsorptions-Betriebsart wird die Pumpe 10a betrieben, während die Pumpe 10d stoppt. In diesem Fall wird deshalb Abwärme von dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 rückgewonnen und die rückgewonnene Wärme von dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 wird in dem zweiten Reservetank 12b gespeichert. Das heißt, das in dem ersten wärmeerzeugenden Element erwärm te Wärmemedium wird in dem zweiten Reservetank 12b gespeichert.
In der ersten Grundbetriebsart wird die in dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 erzeugte Abwärme deshalb in dem zweiten Reservetank 12 für die nächste zweite Grundbetriebsart gespeichert.
(2) ZWEITE GRUNDBETRIEBSART (DESORPTIONS-BETRIEBSART)
In der Desorptions-Betriebsart und wie in 3 gezeigt, zirkuliert das Wärmemedium zwischen dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a und dem zweiten Wärmetauscher 11d der Kältespeichereinheit 11b, so dass das zweite wärmeerzeugende Element 3 durch die Kälte gekühlt wird, die in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert ist. Gleichzeitig wird das Wärmemedium zwischen dem ersten Wärmesammelabschnitt 2a und dem Adsorptionskern 6 derart umgewälzt, dass Abwärme von dem ersten wärmeerzeugenden Element 2, rückgewonnen in dem ersten Wärmesammelabschnitt 2a, dem Adsorptionsmittel zugeführt wird, und das Kältemittel, das in dem Adsorptionsmittel adsorbiert ist, wird von dem Adsorptionsmittel entfernt. Das in dem externen Wärmetauscher 8 gekühlte Wärmemedium wird dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7 derart zugeführt, dass das gasförmige Kältemittel, desorbiert von dem Adsorptionsmittel des Adsorptionskerns 8, gekühlt und kondensiert bzw. verflüssigt wird.
In der Desorptions-Betriebsart wird die Menge des Wärmemediums, die dem Adsorptionskern 6 zugeführt wird, größer gemacht als diejenige des Wärmemediums, das in den ersten Wärmesammelabschnitt 2a strömt, so dass die Menge des Wärmemediums in dem zweiten Reservetank 12b im wesentlichen Null wird, wenn die Desorptions-Betriebsart beendet ist.
(3) DIREKT-KÜHL-BETRIEBSART
Die Direkt-Kühl-Betriebsart wird durchgeführt, wenn die Außenlufttemperatur im Winter extrem niedrig ist, oder wenn die Außenlufttemperatur niedriger als eine Kühltemperatur (d.h., eine zulässige Wärmewiderstandstemperatur des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3) ist, oder wenn die Kühlvorrichtung 4 eine Störung aufweist.
Wie in 4 gezeigt, zirkuliert in der Direkt-Kühl-Betriebsart das Wärmemedium zwischen dem ersten Wärmesammelabschnitt 2a des ersten wärmeerzeugenden Elements 2 und dem ersten Wärmeabstrahlungsabschnitt 8a und das Wärmemedium zirkuliert zwischen dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a des zweiten wärmeeerzeugenden Elements 3 und dem zweiten Wärmeabstrahlungsabschnitt 8b. In den ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elementen 2, 3 erzeugte Wärme wird deshalb nach außen in dem äußeren bzw. externen Wärmetauscher 8 abgestrahlt.
Die Außenlufttemperatur wird durch einen Außenlufttemperatursensor ermittelt und die Direkt-Kühl-Betriebsart wird durchgeführt, wenn die ermittelte Außenlufttemperatur gleich oder niedriger als beispielsweise 15°C ist.
Die Störung der Kühlvorrichtung 4 wird ermittelt, wenn der Druck in der Adsorptionseinheit 5 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird (beispielsweise 70 kPa), oder wenn die Temperatur des Wärmemediums, das ausgehend vom Verdampfungs-/Kondensationskern 7 strömt, höher als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 20°C) in der Adsorptions-Betriebsart (erste Grundbetriebsart) wird, oder wenn die Temperatur des Wärmefluids, das ausgehend vom Verdampfungs-/Kondensationskern 7 strömt, im wesentlichen gleich der Temperatur des Wärmemediums im Einlass des Verdampfungs- /Kondensationskerns 7 wird, oder wenn die Temperatur des Wärmemediums, das in den Adsorptionskern 6 der Adsorptionseinheit 5 strömt, im wesentlichen gleich der Temperatur des Wärmemediums wird, das aus dem Adsorptionskern 6 strömt.
In der Direkt-Kühl-Betriebsart verläuft die Strömungsrichtung des Wärmemediums in der Pumpe 10c entgegengesetzt zu derjenigen in der Grundbetriebsart. In der ersten Ausführungsform kann deshalb eine Umgehungsleitung vorgesehen sein, durch die das Wärmemedium die Pumpe 10c umströmt. Alternativ kann eine Pumpe für einen Normalbetrieb bzw. einem umgekehrten Betrieb als Pumpe 10c zum Einsatz kommen.
(3) STÖRUNGSBETRIEBSART
Die Störungsbetriebsart ist bevorzugt, wenn die Direkt-Kühl-Betriebsart nicht durchgeführt werden kann, während eine Störung der Kühlvorrichtung 4 vorliegt. Wie in 5 gezeigt, wird insbesondere in der Störungsbetriebsart das Gebläse 12c betätigt, und das Wärmemedium wird zwischen dem ersten Wärmesammelabschnitt 2a des ersten wärmeerzeugenden Elements 2, dem ersten Reservetank 12a und dem zweiten Reservetank 12b derart umgewälzt, dass das erste wärmeerzeugende Element 2 gekühlt wird. Gleichzeitig wird das Wärmemedium zwischen dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3 und dem zweiten Wärmeabstrahlungsabschnitt 8b des externen Wärmetauschers 8 derart umgewälzt, dass das zweite wärmeerzeugende Element 3 gekühlt wird.
In der Störungsbetriebsart strömt das Wärmemedium in der Pumpe 10c in umgekehrter Richtung im Vergleich zu der Strömungsrichtung des Wärmemediums in den ersten und zweiten Grundbetriebsarten. Die Umgehungsleitung, durch die das Wärmemedium die Pumpe 10c umgeht bzw. umströmt, ist vorgesehen, bzw. die Pumpe, die in der Lage ist, normal oder in umgekehrter Richtung betätigt zu werden, kann als Pumpe 10c verwendet werden. Abstrahlungsrippen können in dem ersten Reservetank 12a außerdem vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Wärmeabstrahlvermögen in dem ersten Reservetank 12a wirksam verbessert sein.
In Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform wird durch die Kühlvorrichtung 4 erzeugte Kälte in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert. In der Desorptions-Betriebsart (d.h. der zweiten Grundbetriebsart) kann deshalb das zweite wärmeerzeugende Element 3 gekühlt werden unter Verwendung der Kälte, die in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert ist, wie vorstehend erläutert. Das zweite wärmeerzeugende Element 3 kann deshalb kontinuierlich gekühlt werden unter Verwendung der einzigen Adsorptionseinheit 5, wodurch die Produktkosten des Kühlsystems verringert sind.
Die vorliegende Erfindung dient zum Verringern der Anzahl der Adsorptionseinheiten. Die einzige Adsorptionseinheit 5 kann demnach verwendet werden und mehrere Adsorptionseinheiten 5 mit einer verringerten Anzahl können ebenfalls verwendet werden. Das heißt, die vorliegende Erfindung ist nicht auf lediglich die einzige Adsorptionseinheit 5 beschränkt.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das zweite wärmeerzeugende Element 3 durch die Kältespeichereinheit 11 gekühlt. Die Kältespeichereinheit 11 kann außerdem die Veränderung bzw. Schwankung der Temperatur des Kühlfluids aufnehmen bzw. absorbieren, unmittelbar nach dem Umschalten zwischen der Adsorptions-Betriebsart (d.h., der ersten Grundbetriebsart) und der Desorptions-Betriebsart (d.h., der zweiten Grundbetriebsart). Eine große Temperatur änderung des zu kühlenden Gegenstands, wie etwa einer elektronischen Maschine, kann dadurch unterbunden werden, so dass eine Beeinträchtigung des zu kühlenden Gegenstands aufgrund der Temperaturänderung unterbunden werden kann.
In der ersten Ausführungsform wird das zweite wärmeerzeugende Element 3 durch die Kälte gekühlt, die in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert ist, und zwar sowohl in der Adsorptions-Betriebsart wie der Desorptions-Betriebsart und die Veränderung der Kühltemperatur des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3 kann dadurch zusätzlich begrenzt werden. Die Kälte kann demnach dem wärmeerzeugenden Körper stabil zugeführt werden, bei dem es sich um den zu kühlenden Gegenstand handelt, und die Anzahl von Abteilen bzw. Bestandteilen zum Erstellen des Kühlsystems kann verringert sein.
Da in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Abwärme, die in dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 erzeugt wird, in der Kühlvorrichtung 4 in der Adsorptions-Betriebsart nicht verbraucht wird, kann das erste wärmeerzeugende Element 2 in der Adsorptions-Betriebsart nicht gekühlt werden. In der ersten Ausführungsform wird jedoch das Wärmemedium, erwärmt durch das erste wärmeerzeugende Element 2, in dem zweiten Reservetank 12b bevorratet und das Kühlen des ersten wärmeerzeugenden Elements 2 kann kontinuierlich selbst dann durchgeführt werden, wenn die in dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 erzeugte Abwärme in der Kühlvorrichtung 4 nicht verbraucht wird.
Nunmehr wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 7 bis 10 erläutert. In der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Wärmemedium zwischen dem Verdampfungs- /Kondensationskern 7 und dem ersten Wärmetauscher 11a der Kältespeichereinheit 11 derart umgewälzt, dass das Kältespeichermaterial gekühlt wird und die Kälte wird in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert bzw. bevorratet ist. Wenn in diesem Fall die Adsorptionseinheit 5 in der Adsorptions-Betriebsart (d.h., der ersten Grundbetriebsart) arbeitet, befindet sich das Kältemittel in der Adsorptionseinheit 5 auf einer Sättigungstemperatur entsprechend dem Innendruck der Adsorptionseinheit 5. In der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist deshalb das Kältespeichermaterial, das ausschließlich für die Kältespeichereinheit 11 genutzt wird, nicht vorgesehen. In der zweiten Ausführungsform wird in der Adsorptions-Betriebsart gekühltes flüssiges Kältemittel von der Adsorptionseinheit 5 der Kältespeichereinheit 11 derart zugeführt, dass die Kälte in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert wird.
Wie in 6 gezeigt, ist insbesondere eine Pumpe 10f zum Zuführen des flüssigen Kältemittels in der Adsorptionseinheit 5 zu der Kältespeichereinheit 11 vorgesehen und Düsen zum Ausstrahlen des flüssigen Kältemittels in der Kältespeichereinheit 11 in die Adsorptionseinheit 5 sind vorgesehen. Das flüssige Kältemittel in der Kältespeichereinheit 11 wird beispielsweise in Gestalt von Flüssigkeitstropfen auf die Adsorptionseinheit 5 durch die Düsen 13 ausgestrahlt. Die Ventile 13a, 13b sind vorgesehen, um eine Kältemittelströmung zu steuern, die zu den Düsen 13 zugeführt wird, und die Ventile 9m, 9n sind vorgesehen, um eine Wärmemediumströmung in dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7 zu steuern.
Als nächstes wird die Arbeitsweise des Kühlsystems in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
(1) ERSTE GRUNDBETRIEBSART (ADSORPTIONS-BETRIEBSART)
In der Adsorptions-Betriebsart wird, wie in 7 gezeigt, das Wärmemedium zwischen dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3 und dem zweiten Wärmetauscher 11b der Kältespeichereinheit 11 umgewälzt. Das zweite wärmeerzeugende Element 3 wird deshalb unter Verwendung der Kälte gekühlt, die in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert ist, und flüssiges Kältemittel in der Kältespeichereinheit 11 wird in die Adsorptionseinheit 5 ausgestrahlt, während flüssiges Kältemittel in der Adsorptionseinheit 5 der Kältespeichereinheit 11 zugeführt wird. Das ausgestrahlte Kältemittel wird deshalb, während es vernebelt wird, durch Adsorptionswärme in der Adsorptionseinheit 5 verdampft, und das verdampfte gasförmige Kältemittel wird in das Adsorptionsmittel adsorbiert. Zu diesem Zeitpunkt nimmt das Kältemittel in der Adsorptionseinheit 5 die Sättigungstemperatur entsprechend dem Innendruck in der Adsorptionseinheit 5 ein. Die Temperatur des flüssigen Kältemittels in der Adsorptionseinheit 5 nimmt ab und Kälte wird erzeugt. Das heißt, das flüssige Kältemittel in der Adsorptionseinheit 5 wird gekühlt und das gekühlte flüssige Kältemittel wird der Kältespeichereinheit 11 derart zugeführt, dass die Kälte in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert wird.
Wenn das Adsorptionsmittel in der Adsorptionseinheit 5 gasförmiges Kältemittel adsorbiert, wird eine Wärmemenge entsprechend der Kondensationswärme erzeugt, und die Adsorptionskapazität des Adsorptionsmittels nimmt ab, wenn die Temperatur des Adsorptionsmittels zunimmt. Das Wärmemedium, das in dem externen Wärmetauscher 8 gekühlt wird, wird dem Adsorptionskern 6 zum Kühlen des Adsorptionsmittels zugeführt.
In der Adsorptions-Betriebsart wird die Pumpe 10a betätigt, während die Pumpe 10d stoppt. Von dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 erzeugte Abwärme wird deshalb rückgewonnen und die rückgewonnene Wärme wird in dem zweiten Reservetank 12b gespeichert bzw. bevorratet. Das heißt, das Wärmemedium, das in dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 erwärmt wird, wird in dem zweiten Reservetank 12b gespeichert.
(2) ZWEITE GRUNDBETRIEBSART (DESORPTIONS-BETRIEBSART)
In der zweiten Grundbetriebsart wird, wie in 8 gezeigt, das Wärmemedium zwischen dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3 und dem zweiten Wärmetauscher 11b der Kältespeichereinheit 11 derart umgewälzt, dass das zweite wärmeerzeugende Element 3 durch die Kälte gekühlt wird, die in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert ist. Gleichzeitig wird das Wärmemedium in dem zweiten Reservetank 12b in dem Adsorptionskern 6 derart umgewälzt, dass Abwärme von dem ersten wärmeerzeugenden Element 2 dem Adsorptionsmittel in dem Adsorptionskern 6 zugeführt wird. Kältemittel wird deshalb aus dem Adsorptionsmittel entfernt und das entfernte gasförmige Kältemittel von dem Adsorptionsmittel wird gekühlt und kondensiert bzw. verflüssigt durch Zuführen des Wärmemediums, gekühlt in dem externen Wärmetauscher 8, zu dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7.
Die Menge des Wärmemediums, die dem Adsorptionskern 6 der Kühlvorrichtung 4 von dem zweiten Reservetank 12b zugeführt wird, ist außerdem größer als die Menge des Wärmemediums, die zu dem ersten Wärmesammelabschnitt 2a des ersten Reservetanks 2a strömt, so dass die Menge des Wärmemediums in dem zweiten Reservetank 12b in etwa Null wird, wenn die Desorptions-Betriebsart beendet ist.
In der zweiten Ausführungsform schließt das Ventil 13b nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit, nachdem die Pumpe 10f gestoppt wurde. Nahezu flüssiges Kältemittel, welches in der Adsorptionseinheit 5 zum Startzeitpunkt der Desorptions-Betriebsart verbleibt, bewegt sich deshalb zu der Kältespeichereinheit 11. Nachdem das flüssige Kältemittel, das in der Adsorptionseinheit 5 zum Startzeitpunkt der Desorptionsbetriebsart zurückbleibt, sich nahezu bis zu der Kältespeichereinheit 11 bewegt bzw. bewegt hat, wird das Ventil 13b geschlossen, um zu verhindern, dass das erwärmte Verdampfungsgaskältemittel, das von dem Adsorptionsmittel getrennt wurde, zu der Kältespeichereinheit 11 strömt.
(3) DIREKT-KÜHL-BETRIEBSART
Die Direkt-Kühl-Betriebsart wird durchgeführt, wenn die Außenlufttemperatur im Winter extrem niedrig ist, oder wenn die Außenlufttemperatur niedriger als eine Kühltemperatur ist (d.h., die zulässige Wärmewiderstandstemperatur des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3), oder wenn die Kühlvorrichtung 4 eine Störung aufweist.
Wie in 9 gezeigt, zirkuliert in der Direkt-Kühl-Betriebsart das Wärmemedium zwischen dem ersten Wärmesammelabschnitt 2a des ersten wärmeerzeugenden Elements 2 und dem ersten Wärmeabstrahlungsabschnitt 8a und das Wärmemedium zirkuliert zwischen dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3 und dem zweiten Wärmeabstrahlungsabschnitt 8b. In den ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elementen 2, 3 erzeugte Wärme wird deshalb nach außen in den externen Wärmetauscher 8 abgestrahlt.
In der Direkt-Kühl-Betriebsart ist die Strömungsrichtung des Wärmemediums in der Pumpe 10c dieselbe wie in der Grundbetriebsart in der zweiten Ausführungsform.
(4) STÖRUNGSBETRIEBSART
Die Störungsbetriebsart wird durchgeführt, wenn die Direkt-Kühl-Betriebsart nicht durchgeführt werden kann, während eine Störung der Kühlvorrichtung 4 vorliegt. Wie in 10 gezeigt, wird in der Störungsbetriebsart das Gebläse 12c insbesondere betätigt und das Wärmemedium wird zwischen dem ersten Wärmesammelabschnitt 2a des ersten wärmeerzeugenden Elements 2, dem ersten Reservetank 12a und dem zweiten Reservetank 12b umgewälzt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Wärmemedium zwischen dem zweiten Wärmesammelabschnitt 3a des zweiten wärmeerzeugenden Elements 3 und dem zweiten Wärmeabstrahlungsabschnitt 8b des externen Wärmetauschers 8 umgewälzt.
In Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Kälte dem wärmeerzeugenden Körper, d.h., dem zu kühlenden Gegenstand stabil zugeführt werden, und die Anzahl von Abteilen bzw. Bestandteilen zum Erstellen des Kühlsystems kann verringert sein ähnlich wie bei der vorstehend erläuterten ersten Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird das flüssige Kältemittel, welches in der Adsorptionseinheit 5 zum Startzeitpunkt der Desorptions-Betriebsart verbleibt, nahezu (vollständig) zu der Kältespeichereinheit 11 bewegt, und das Kältemittel, das aus dem Adsorptionsmittel getrennt worden ist, wird kondensiert bzw. verflüssigt unter Verwendung des gesamten Verdampfungs-/Kondensationskerns 7. In der Desorptions-Betriebsart kann deshalb gasförmiges Kältemittel wirksam in dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7 kondensiert bzw. verflüssigt werden.
In der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Ventil 13b umgeschaltet, um zu schließen, nachdem eine vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, nachdem die Pumpe 10f zum Stopp-Zeitpunkt der Desorptions-Betriebsart gestoppt hat. In der zweiten Ausführungsform kann die Pumpe 10f jedoch betätigt sein, während das Ventil 13b geöffnet ist, und zwar für eine vorbestimmte Zeit, nachdem die Desorptions-Betriebsart gestartet ist und das Ventil 13b kann gleichzeitig zum Stopp-Zeitpunkt der Pumpe 10f geschlossen sein. In diesem Fall kann nahezu das gesamte flüssige Kältemittel, das in der Rdsorptionseinheit 5 zum Start-Zeitpunkt der Desorptions-Betriebsart verbleibt, zu der Käl- tespeichereinheit 11 in kurzer Zeit bewegt werden, und die vorstehend genannte vorbestimmte Zeit kann verkürzt sein.
Bei der dritten Ausführungsform handelt es sich um eine Modifikation der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform und wie in 11 gezeigt, kommt der Verdampfungs-/Kondensationskern 7 über der oberen Flüssigkeitsoberfläche in der Adsorptionseinheit 5 zu liegen. Das gasförmige Kältemittel kann dadurch in dem Verdampfungs/Kondensationskern 7 in der Desorptions-Betriebsart im Vergleich zu der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform wirksamer gekühlt und kondensiert bzw. verflüssigt werden. In der dritten Ausführungsform kann außerdem verhindert werden, dass in der Adsorptions-Betriebsart erzeugte Kälte zu dem Verdampfungs-/Kondensationskern 7 bewegt wird. Kälte kann deshalb wirksamer in der Kältespeichereinheit 11 gespeichert werden.
In der dritten Ausführungsform sind die übrigen Teile ähnlich zu denjenigen der vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsform, weshalb sich ihre detaillierte Erläuterung erübrigt.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert wurde, wird bemerkt, dass sie zahlreichen Abwandlungen und Modifikationen zugänglich ist, wie sich dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik erschließt.
In den vorstehend erläuterten Ausführungsformen ist die Erfindung typischerweise auf die Basisstation für tragbare Telefone angewendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch zum Kühlen verschiedener Arten von wärmeerzeugenden Elementen genutzt werden, die in einem Raum eines Gebäudes, eines Kellergeschosses, einer Fabrik, eines Schuppens, eines Wohnhauses, einer Garage oder eines Fahrzeugs angeordnet sind. Außerdem kann es sich bei dem wärmeerzeugenden Element um eine Gasturbinenmaschine, eine Gasmaschine, einen Dieselmotor, einen Benzinmotor, eine Kraftstoffzelle, eine elektronische Maschine, eine elektrische Maschine, einen elektrischen Konverter, einen Akkumulator, Lebewesen, wie etwa Tiere oder Menschen oder dergleichen, zur Anwendung gelangen. Der Raum ist nicht auf einen vollständig geschlossenen Raum beschränkt; vielmehr kann es sich bei ihm um einen offenen Raum handeln.
Der Wärmeabstrahlungsabschnitt des Kühlsystems (beispielsweise mit Ausnahme der Adsorptionseinheit 5) ist außerdem nicht darauf beschränkt, in Luft (d.h., Atmosphäre) vorzuliegen; vielmehr kann er in einem Fluss, im Grundwasser, im Boden, im Meerwasser und im Luftraum oder Weltraum angeordnet sein.
In den vorstehend erläuterten Ausführungsformen kann als Käl- temittel Wasser, Alkohol und dergleichen genutzt werden. In den vorstehend erläuterten Ausführungsformen wird Feststoff-Adsorptionsmittel genutzt. Ein flüssiges Adsorptionsmittel, wie etwa Lithiumbromid und Ammoniak, mit der eine Adsorpti onsstruktur getränkt ist, kann jedoch als Adsorptionsmittel 5 zum Einsatz kommen.
In den vorstehend genannten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann Abwärme, ausgetragen aus dem Kühlsystem, für einen Heizer verwendet werden, um eine Wasserversorgung zu heizen, für einen Heizer zum Heizen von Luft, die in eine Fahrgastzelle geblasen wird, oder für einen Heizer zum Schmelzen von Schnee oder dergleichen.
In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann das Kühlsystem außerdem derart erstellt sein, dass das zweite wärmeerzeugende Element 3 durch die Kühlvorrichtung 4 in der Adsorptions-Betriebsart direkt gekühlt werden kann oder indirekt gekühlt werden kann durch die Kälte, die in der Kältespeichereinheit 11 in der Desorptions-Betriebsart zur Verfügung steht.
Sämtliche dieser Abwandlungen und Modifikationen fallen unter den Umfang der vorliegenden Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche festgelegt ist.

Claims

Kühlsystem zum Kühlen erster und zweiter wärmeerzeugender Elemente, die in einem geschlossenen Raum zu liegen kommen, wobei die ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elemente im Betrieb Wärme erzeugen, wobei das Kühlsystem aufweist: ein Kühlgerät (4), das dazu ausgelegt ist, Wärme von den ersten und zweiten wärmeerzeugenden Elementen zu absorbieren, und das unter Verwendung der absorbierten Wärme betrieben ist, und eine Kältespeichereinheit (11), die in dem Kühlgerät erzeugte Kälte speichert.
Kühlsystem nach Anspruch 1, wobei: das Kühlgerät eine Adsorptionseinheit (5) enthält, die ein Adsorptionsmittel zum Adsorbieren von gasförmigem Kältemittel aufweist, wobei das in dem Adsorptionsmittel adsorbiertes Kältemittel aus dem Adsorptionsmittel entfernt wird, wenn es erwärmt wird, die Adsorptionseinheit dazu ausgelegt ist, abwechselnd eine Adsorptions-Betriebsart, in welcher das Adsorptionsmittel gasförmiges Kältemittel adsorbiert, um Kühlkapazität zu gewinnen, und eine Desorptions-Betriebsart zu wiederholen, in der das adsorbierte Kältemittel aus dem Adsorptionsmittel entfernt wird, und die Kältespeichereinheit dazu ausgelegt ist, das zweite wärmeerzeugende Element sowohl in der Adsorptions-Betriebsart wie der Desorptions-Betriebsart zu kühlen.
Kühlsystem nach Anspruch 2, wobei: in der Adsorptions-Betriebsart flüssiges Kältemittel in der Adsorptionseinheit der Kältespeichereinheit zugeführt wird, und die Kältespeichereinheit die Kälte durch flüssiges Kältemittel speichert, das der Adsorptionseinheit zugeführt wird.
Kühlsystem nach Anspruch 3, außerdem aufweisend einen Verflüssiger (7), der in der Desorptionseinheit (5) angeordnet ist, um Kältemittel zu kühlen und zu verflüssigen, das aus dem Adsorptionsmittel in der Adsorptions-Betriebsart entfernt wird, wobei: flüssiges Kältemittel in der Adsorptionseinheit (5) der Kältespeichereinheit für eine vorbestimmte Zeit nach einem Start der Desorptions-Betriebsart derart zugeführt wird, dass eine Flüssigkeitsoberfläche in der Adsorptionseinheit verkleinert ist bzw. werden kann.
Kühlsystem nach Anspruch 3, außerdem aufweisend einen Verflüssiger (7), der in der Adsorptionseinheit angeordnet ist, um Kältemittel zu kühlen und zu verflüssigen, das aus dem Adsorptionsmittel in der Desorptions-Betriebsart entfernt wird, wobei: der Verflüssiger in einer Position angeordnet ist, die höher gelegen ist als eine Flüssigkeitsoberfläche in der Adsorptionseinheit.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, außerdem aufweisend erste und zweite Tanks (12a, 12b), die dazu ausgelegt sind, ein Fluid zu speichern, durch das von dem ersten wärmeerzeugenden Element absorbierte Wärme zu dem Kühlgerät zugeführt wird, wobei: die ersten und zweiten Tanks dazu ausgelegt sind, das Fluid, bevor es in dem ersten wärmeerzeugenden Element erwärmt wird, in dem ersten Tank zu speichern, und das Fluid, nachdem es in dem ersten wärmeerzeugenden Element erwärmt wurde, in dem zweiten Tank zu speichern, und in einer Fluidumwälzbetriebsart ein Durchsatz des Fluids, das von dem zweiten Tank dem Kühlgerät zugeführt wird, größer gemacht wird als derjenige des Fluids, das von dem ersten Tank ausgehend dem ersten wärmeerzeugenden Element zugeführt wird.
Kühlsystem nach Anspruch 6, außerdem aufweisend eine erste Pumpe (10a), die den Durchsatz des Fluids, das aus dem ersten Tank strömt, steuert, und eine zweite Pumpe (10d), die den Durchsatz des Fluids, das aus dem zweiten Tank strömt, steuert.
Kühlsystem nach Anspruch 6 oder 7, außerdem aufweisend ein Förderelement (12c) zur Vereinfachung des Wärmetausches zwischen dem Fluid in dem zweiten Tank und Luft.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, außerdem aufweisend erste und zweite Tanks (12a, 12b), die dazu ausgelegt sind, Fluid zu speichern, durch das von dem ersten wärmeerzeugenden Element absorbierte Wärme dem Kühlgerät zugeführt wird, wobei: die ersten und zweiten Tanks dazu ausgelegt sind, das Fluid, bevor es in dem ersten wärmeerzeugenden Element erwärmt wird, in dem ersten Tank zu speichern, und das Fluid, nachdem es in dem ersten wärmeerzeugenden Element erwärmt wurde, in dem zweiten Tank zu speichern, und zumindest in der Desorptions-Betriebsart ein Durchsatz des Fluids, das aus dem zweiten Tank dem Kühlgerät zugeführt wird, größer gemacht wird als der Durchsatz des Fluids, das von dem ersten Tank dem ersten wärmeerzeugenden Element zugeführt wird.
Kühlsystem nach Anspruch 9, außerdem aufweisend: eine erste Pumpe (10a), die den Durchsatz des aus dem ersten Tank strömenden Fluids steuert, und eine zweite Pumpe (10d), die den Durchsatz des Fluids, das aus dem zweiten Tank strömt, steuert.
Kühlsystem nach Anspruch 9 oder 10, außerdem aufweisend ein Förderelement (12c) zum Fördern des Wärmetausches zwischen dem Fluid in dem zweiten Tank und Luft.
Kühlsystem nach Anspruch 1, wobei: das Kühlgerät eine Adsorptionseinheit (15) zum Durchführen eines Wärmetausches eines Kältemittels aufweist, wobei: die Adsorptionseinheit (5) einen Adsorptionskern (6) aufweist, der im Innern ein Adsorptionsmittel enthält, das eine Kältemittel-Adsorptionskapazität aufweist, die kleiner wird, wenn die Temperatur des Kältemittels abnimmt, und einen Kondensationskern (7) zum Kondensieren des Käl- temittels bzw. Verflüssigen des Kältemittels, das aus dem Adsorptionsmittel entfernt ist, wobei die Adsorptionseinheit dazu ausgelegt ist, abwechselnd eine Adsorptions-Betriebsart, in welcher das Adsorptionsmittel gasförmiges Kältemittel adsorbiert, und eine Desorptionseinheit zu wiederholen, in welcher das adsorbierte Kältemittel aus dem Adsorptionsmittel entfernt und in dem Kondensationskern kondensiert bzw. verflüssigt wird, und die Kältespeichereinheit mit dem Kondensationskern der Adsorptionseinheit derart verbunden ist, dass die bei der Kältemittelkondensation in dem Kondensationskern erzeugte Kälte in der Kältespeichereinheit gespeichert wird.
Kühlsystem nach Anspruch 12, außerdem aufweisend einen Wärmetauscher (8) zum Kühlen des Adsorptionsmittels in dem Adsorptionskern in der Adsorptions-Betriebsart.
Kühlsystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei: in der Adsorptions-Betriebsart flüssiges Kältemittel in der Adsorptionseinheit der Kältespeichereinheit zugeführt wird und die Kältespeichereinheit das flüssige Kältemittel, das aus der Adsorptionseinheit zugeführt wird, speichert.
Kühlsystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei: die Kältespeichereinheit dazu ausgelegt ist, das zweite wärmeerzeugende Element sowohl in der Adsorptions-Betriebsart wie der Desorptions-Betriebsart zu kühlen.
Kühlsystem nach Anspruch 15, außerdem aufweisend erste und zweite Tanks (12a, 12b), die dazu ausgelegt sind, eine Flüssigkeit zu speichern, durch die von dem ersten wärmeerzeugenden Element absorbierte Wärme der Adsorptionseinheit zugeführt wird, wobei: die ersten und zweiten Tanks dazu ausgelegt sind, das Fluid, bevor es in dem ersten wärmeerzeugenden Element erwärmt wird, in dem ersten Tank (12a) zu speichern, und das Fluid, nachdem es in dem ersten wärmeerzeugenden Element erwärmt worden ist, in dem zweiten Tank (12b) zu speichern.
Kühlsystem nach Anspruch 16, wobei: zumindest in der Desorptions-Betriebsart ein Durchsatz des Fluids, das von dem zweiten Tank der Adsorptionseinheit zugeführt wird, größer gemacht wird als derjenige des Fluids, das von dem ersten Tank zu dem ersten wärmeerzeugenden Element zugeführt wird.
Kühlsystem nach Anspruch 16 oder 17, wobei: die Adsorptionseinheit mit den ersten und zweiten Tanks derart verbunden ist, dass das Fluid zwischen der Adsorptionseinheit und den ersten und zweiten Tanks strömt.