(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体窒素を使用して負荷を冷却する方法であって、液体窒素を循環路内に案内し、該液体窒素を、冷却された液体窒素との間接的な熱交換によって冷却し、かつ前記負荷と熱交換させる方法において、
−前記循環路内に案内された液体窒素の冷却のために使用される、冷却された液体窒素の第１の分量を、開いた冷却システム（１０）内で、圧力減少と、形成された窒素蒸気の導出とによって冷却し、前記冷却された液体窒素の第２の分量を、閉じた冷却システム（２０）内で、１つまたは複数の冷凍機の使用により冷却し、
−前記開いた冷却システム（１０）と、前記閉じた冷却システム（２０）とを、第１の端部と第２の端部とを備えた通電体（１）の冷却のために使用し、この場合、前記開いた冷却システム（１０）を、前記通電体（１）の前記第１の端部に配置し、前記閉じた冷却システム（２０）を、前記通電体（１）の前記第２の端部に配置し、
−冷却能力を、第１の時間に、比較的小さな第１の全冷却能力で提供し、第２の時間に、比較的大きな第２の全冷却能力で提供し、この場合、全冷却能力の第１の部分量を、前記開いた冷却システム（１０）によって提供し、全冷却能力の第２の部分量を、前記閉じた冷却システム（２０）によって提供し、前記第１の部分量を、前記第１の時間において、前記第２の時間における第１の部分量よりも小さな値に調節する、
ことを特徴とする、負荷を冷却する方法。
【請求項２】
前記第２の部分量を、前記第１の時間において、前記第２の時間における値と同じ値に調節する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記循環路内に案内された液体窒素を、前記開いた冷却システム（１０）および前記閉じた冷却システム（２０）内で、それぞれ７０〜７８Ｋの温度レベルから６５〜７０Ｋの温度レベルにまで冷却する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記循環路内に案内された液体窒素を、前記開いた冷却システム（１０）および前記閉じた冷却システム（２０）で、５〜２０バールの圧力レベルにまで冷却する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
使用される前記１つまたは複数の冷凍機が、ネオンおよび／またはヘリウムの使用により運転されるスターリング型またはブレイトン型の冷凍機を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
液体窒素を使用して負荷を冷却する装置であって、当該装置が、液体窒素を循環路内に案内し、該液体窒素を、冷却された液体窒素との間接的な熱交換によって冷却し、かつ前記負荷と熱交換させるように構成されている、負荷を冷却する装置において、
−前記循環路内に案内された液体窒素の冷却のために用いられている液体窒素の第１の分量を冷却するために、開いた冷却システム（１０）が提供されており、該開いた冷却システム（１０）が、液体窒素の前記第１の分量を、圧力減少と、形成された窒素蒸気の導出とによって冷却するように構成されており、
−前記循環路内に案内された液体窒素の冷却のために用いられる液体窒素の第２の分量を冷却するために、閉じた冷却システム（２０）が提供されており、該閉じた冷却システム（２０）が、１つまたは複数の冷凍機を含み、
−前記開いた冷却システム（１０）と、前記閉じた冷却システム（２０）とが、第１の端部と第２の端部とを備えた通電体（１）の冷却のために備えられており、前記開いた冷却システム（１０）が、前記通電体（１）の前記第１の端部に配置され、前記閉じた冷却システム（２０）が、前記通電体（１）の前記第２の端部に配置され、
−当該装置が、冷却能力を、第１の時間に、比較的小さな第１の全冷却能力で提供し、第２の時間に、比較的大きな第２の全冷却能力で提供するように構成されており、全冷却能力の第１の部分量が、前記開いた冷却システム（１０）によって提供され、全冷却能力の第２の部分量が、前記閉じた冷却システム（２０）によって提供され、前記第１の部分量が、前記第１の時間において、前記第２の時間における第１の部分量よりも小さな値に調節可能である、
ことを特徴とする、負荷を冷却する装置。
【請求項７】
使用される前記１つまたは複数の冷凍機が、ネオンおよび／またはヘリウムの使用により運転されるスターリング型またはブレイトン型の冷凍機を含む、請求項６記載の装置。
【請求項８】
冷却されるべき通電体（１）を備えたシステム（１００）において、当該システム（１００）が、請求項６または７記載の装置を有することを特徴とする、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立形式の各請求項の前提部に記載の、負荷を冷却する方法および装置ならびに相応する装置と負荷とを備えたシステムに関する。
【０００２】
背景技術
高電圧ケーブルおよび中電圧ケーブルならびにバスバーは、高温超伝導体（ＨＴＳ）として形成されていてよい。このようなケーブルおよびバスバーは、直流・交流を問わず通電を行うことができる。以下においては、このようなケーブルおよびバスバーを「ＨＴＳ通電体」とも呼ぶ。ＨＴＳ通電体は、１００Ｋよりも低い温度、好適には８０Ｋよりも低い温度への冷却を必要とする。
【０００３】
以下において、本発明を主として、負荷であるＨＴＳ通電体に関して説明するが、しかし本発明は、比較可能な冷却温度レベルにおける冷凍能力を必要とする別の負荷、特に超伝導材料、あるいはまた、たとえば銅およびアルミニウムのような慣用の金属から成るケーブル、通電体および別の構造体、を冷却するためにも同様に適している。
【０００４】
相応する負荷を冷却するためには、従来技術に基づき種々様々の方法および装置が知られている。これらの方法および装置は、たとえば以下にまとめたように作動する：
・  典型的に、液体窒素がポンプ内で増圧され、過冷却器内で所要の冷却温度にまで冷却され、負荷に導かれ、負荷内で昇温され、最後に再びポンプに戻される。相応する窒素は「循環窒素」とも呼ばれる。用語「過冷却器」は、液体が、相応する冷却の後に過冷却された液体になるという理由に基づいて使用される。
・  ポンプの上流側における循環窒素の過冷却と、ポンプの下流側における過冷却とが組み合わされている回路も知られている。このためには、２つの過冷却熱交換器が必要とされて、過冷却器内に配置される。
・  過冷却器内の熱交換器は、最も単純な構成では、液体窒素浴（「浴窒素」）に配置される蛇管である。高温の循環窒素は、蛇管の内部に案内されて、外部に存在する低温の浴窒素によって冷却される。このときに浴窒素は蒸発する。蛇管熱交換器に対して択一的に、別のタイプの熱交換器も使用され得る。
・  過冷却器内で蒸発によって生じた浴窒素損失は、典型的には、貯え容器からの新しい液体窒素の後充填により補償される。
・  ポンプ下流側における冷却循環路内の圧力は、循環窒素が常に液状のままとなり、かつ蒸気泡が発生しないように設定される。熱力学的な視点から見て、このことは、循環路内の圧力が常に過冷却器の浴内よりも高いことが望ましく、かつ循環窒素が、沸点を超えて加熱されてはならないことを意味する。
・  循環窒素の最低温度は、過冷却器からの出口において達成される。この温度は実質的に、過冷却器で使用された浴窒素の温度（および過冷却器内での熱伝達）によって規定される。
・  温度低下のためには、浴窒素の圧力が、機械的な（一般にオイル潤滑された）真空ポンプの使用下に連続的なポンプ排出によって減じられる。達成可能な温度の下限値は、約６３Ｋであり、このことは約０．１３バールの蒸気圧に相当する。温度がそれ以上低くなると、浴窒素が凍結されてしまう。
・  １つまたは複数の冷凍機（クライオクーラとも呼ばれる）を過冷却器に組み込むことにより、浴窒素の温度を減少させることもできる。この１つまたは複数の冷凍機は、冷却時に蒸発した浴窒素を、所要の冷却温度にまで冷却し、かつ液状化／再凝縮させる。この場合には、真空ポンプは必要とされない。クライオクーラとしては、典型的には、いわゆるブレイトンクーラまたはいわゆるスターリングクーラが使用される。相応する冷却システムは、閉じたシステム（クローズドシステム）として構成されている。
【０００５】
独国特許出願公開第１０２０１３０１１２１２号明細書（DE 10 2013 011 212 A1）には、記載した形式の装置が開示されている。この場合、主観点は、循環窒素の容量変化にどのように対処し得るか、にある。貯え容器と窒素循環路との間の、ポンプ上流側に開口する管路を使用することが提案されている。欧州特許出願公開第１３５５１１４号明細書（EP 1 355 114 A3）は、比較可能な目的から、循環路内に補償容器を組み込むことを提案している。商業的に利用可能なシステムにおいては、同じく補償容器が使用されるが、しかしこの補償容器は典型的には過冷却器に組み込まれている。
【０００６】
独国特許出願公開第１９７５５４８４号明細書（DE 197 55 484 A1）には、循環窒素の代わりに、主として窒素と酸素とから成る液体混合物を使用する方法が記載されている。
【０００７】
過冷却器内での冷熱生成のための機械式の真空ポンプの使用は、（投資コストの視点から見て）比較的廉価であるが、しかしエネルギ的には非効率的な解決手段である。このことは特に、吸い出された冷たい窒素蒸気の、（極めて低い温度で提供されるので）有用であるはずの冷熱が利用されるのではなく無効にされるせいである。冷凍機の使用はエネルギ的には一般に有利ではあるが、しかし相応する器具は比較的高価であるので、冷凍機の使用はしばしば経済的ではない。
【０００８】
したがって、本発明の課題は、相応する負荷を冷却するための改善された方法および装置を提供することである。
【０００９】
発明の開示
このような背景に鑑み、本発明は、独立項の形の各請求項の特徴部に記載の特徴を有する、負荷、特に通電体、好ましくはＨＴＳ通電体を冷却する方法および装置、ならびに相応する装置と負荷とを備えたシステムを提案する。好適な構成は、従属形式の各請求項ならびに以下の説明の対象である。
【００１０】
本発明は、相応する負荷を冷却するために、開いた冷却システム（オープン冷却システム）と、閉じた冷却システム（クローズド冷却システム）とから成る組み合わせを使用することが特に有利である、という認識に基づいている。開いた冷却システムは、前で説明したように、液体窒素蒸発に基づいており、閉じた冷却システムは、組み込まれた冷凍機の使用下に作動する。
【００１１】
閉じた冷却システムと開いた冷却システムとが、負荷の互いに異なる位置に、通電体の冷却時では特に互いに異なる端部に、配置されると、特別な利点が得られる。したがって、このことは本発明において規定されている。
【００１２】
説明したように、投資コストのかかる閉じた冷却システムは、特に、その冷凍能力が、冷却システム全体、すなわち開いた冷却システムと閉じた冷却システムとから成る組み合わせ、の利用可能な冷凍能力の２５〜７５％となるように設計される。
【００１３】
開いた冷却システムは、少なくとも循環窒素が循環される最小負荷運転で運転され得るように設計される。この最小負荷運転では、アクティブな冷却が、浴窒素のポンプ排出によってシステム固有の最小値にまで低減される。
【００１４】
両冷却システム（開いた冷却システムおよび閉じた冷却システム）は、連続的に運転される。負荷の冷熱需要はこの場合、好適には、閉じた冷却システムの冷凍能力によってカバーされる。開いた冷却システムはこの場合、前述の最小負荷運転で運転される。開いた冷却システムの冷凍能力は、閉じた冷却システムによってもたらすことのできない冷凍能力だけをカバーする。
【００１５】
本発明により提案された手段により、一連の利点を得ることができる。本発明の枠内では、冷熱需要の一部が、まず第１に、効率の良い閉じた冷却システムによってカバーされ得る。これにより、冷却時のエネルギ効率が向上する。必要とされる出力ピークだけが、あまり効率の良くない開いた冷却システムによってカバーされる。開いた冷却システムと、閉じた冷却システムとから成る、本発明により提案された全体システムは、閉じた冷却システム単独の場合よりもコスト的に著しく効率が良い。なぜならば、著しく少量の窒素を循環させるだけで済むからである。特に、負荷の互いに異なる位置に、互いに異なる冷却システムを使用することにより、冷却可能な区間を著しく増大させることができる。たとえば、ＨＴＳ通電体の場合には、冷却され得る通電体長さを著しく増大させることができる。
【００１６】
ＨＴＳ通電体は、典型的には種々異なる負荷モードで作動される。これらの負荷モードには、不足負荷、設計負荷および過負荷が含まれ、これらの負荷モードは種々異なる冷熱需要をもたらす。本発明の重要な利点は、開いた冷却システムの能力増大により、ＨＴＳ通電体の過負荷時に生じる、冷却能力要求におけるピークがカバーされ得ることにもある。
【００１７】
全体的には、本発明は、液体窒素を使用して負荷を冷却する方法であって、液体窒素を循環路内に案内し、この液体窒素を、冷却された液体窒素との間接的な熱交換によって冷却し、かつ負荷と熱交換させる方法を提案する。前で述べたように、相応する「循環窒素」を、冷却された別の窒素との間接的な熱交換により冷却することは知られている。
【００１８】
本発明の枠内では、循環路内に案内された液体窒素の冷却のために使用される、冷却された液体窒素の第１の分量を、開いた冷却システム内で、圧力減少と、圧力減少に基づいて形成された窒素蒸気の導出とによって冷却し、第２の分量を、閉じた冷却システム内で、１つまたは複数の冷凍機の使用により冷却することが規定されている。
【００１９】
基本的に、本発明の枠内で「開いた」冷却システム（「オープン」冷却システム）とは、冷媒が蒸発させられ、かつ蒸発時に形成された冷媒蒸気が冷却システムから導出されることに基づいている冷却システムを意味する。これによって、開いた冷却システムは、たとえば貯えタンクから後供給される冷媒の連続的な消費により特徴付けられる。
【００２０】
それに対して「閉じた」冷却システム（「クローズド」冷却システム）とは、冷媒が循環路内に案内されて、このときに冷却されるような冷却システムを意味する。閉じた冷却システムでは、基本的に冷媒の強制的な消費は生ぜしめられない。
【００２１】
本発明の枠内で、閉じた冷却システムにおいて使用される１つまたは複数の冷凍機は、特に１つまたは複数のスターリング冷凍機および／またはネオンおよび／またはヘリウムの使用により運転される１つまたは複数のブレイトン冷凍機を含む。前で挙げた形式の冷凍機は、公知技術により知られている。
【００２２】
スターリング冷凍機は、スターリングエンジンの原理を基礎とした冷凍機である。ブレイトン冷凍機は、作動ガスとして希ガスまたは希ガス混合物、たとえばヘリウムおよび／またはネオンを用いて作動する。この作動ガスは「温かい」状態で圧縮機に供給され、この圧縮機内で圧縮される。圧縮熱は適当な冷却剤、たとえば水、空気または液体窒素を使用して導出される。作動ガスは膨張させられて、冷却のために使用され、引き続き再び圧縮機に供給される。作動ガスの膨張前に、この作動ガスは、先に冷却のために使用された作動ガスに対する向流により冷却される。
【００２３】
説明したように、開いた冷却システム内で窒素を冷却するために、窒素の圧力は減じられ、これにより蒸発した窒素が導出され得る。しかし、相応する開いた冷却システムにおいては、基本的に圧力減少のための別の装置も使用され得る。
【００２４】
本発明による方法は、既に述べたように、開いた冷却システムと、閉じた冷却システムとを負荷の互いに異なる位置に配置することを含む。これにより、冷却されるべき負荷は、１つの位置にのみ配置した場合よりも著しく大きく寸法設定され得る。なぜならば、冷却区間にわたって生ぜしめられる冷熱損失が、こうして一層良好に補償され得るからである。主冷凍能力はこの場合には第１の位置において、もたらされ得る。第２の位置では、冷熱損失が補償されるだけでよい。
【００２５】
本発明による方法は、第１の端部と第２の端部とを備えた通電体の冷却のために使用され、この場合、開いた冷却システムは通電体の第１の端部に配置され、閉じた冷却システムは通電体の第２の端部に配置される。こうして、たとえば、従来技術による方法で可能となる線路長さよりも著しく大きな線路長さを実現することができる。
【００２６】
既に説明したように、特にＨＴＳ通電体は種々異なる負荷モードで運転され得る。しかし、相応することは、原則的には、本発明の枠内で冷却され得る別の負荷についても云える。したがって、種々異なる冷熱需要に対応するために、前記方法が、冷却能力を、第１の時間に、比較的小さな第１の全冷却能力で提供し、第２の時間に、比較的大きな第２の全冷却能力で提供するために使用されることが規定されている。こうして、提供された冷却能力を迅速かつフレキシブルに冷熱需要に適合させることができる。
【００２７】
この場合、既に基本的に述べたように、全冷却能力の第１の部分量を、開いた冷却システムによって提供し、全冷却能力量の第２の部分量を、閉じた冷却システムによって提供し、この場合、第１の部分量を、第１の時間において、第２の時間における第１の部分量よりも小さな値に調節すると、特に有利である。したがって、このことは、同じく本発明により規定されている。すなわち、言い換えれば、エネルギ的にあまり好都合ではない開いた冷却システムは、有利には需要ピークに対応するために用いられ、それに対して、エネルギ的に好都合な閉じた冷却システムは、冷熱に対する基本需要をカバーする。相応する調節のためには、たとえば適当な開ループ型もしくは閉ループ型の制御システムが設けられていてよく、この制御システムは、たとえば入力量としてＨＴＳ通電体における電流強さを有する。したがって、有利には、本発明による方法においては、第２の部分量が、第１の時間において、第２の時間における値と同じ値に調節される。
【００２８】
特に、循環路内に案内された液体窒素は、本発明により提案された方法では、開いた冷却システムおよび閉じた冷却システム内で、それぞれ７０〜７８Ｋの温度レベル、たとえば約７４Ｋの温度レベルから、６５〜７０Ｋの温度レベル、たとえば約６７Ｋにまで冷却され得る。負荷の冷却により、循環路内に案内された液体窒素は、たとえば約７４Ｋに温められる。開いた冷却システムでは、過冷却器が使用され得る。この過冷却器は液体窒素を含んでおり、この液体窒素は真空ポンプを用いたポンプ搬出によって、たとえば約０．２バールの圧力にもたらされ、これによりたとえば約６５Ｋの温度に到達する。液体窒素で充填されたクライオ容器は、有利には真空ポンプを用いて軽度の真空に保持される。循環路内に案内された液体窒素は、開いた冷却システムおよび閉じた冷却システムにおいて、有利には５〜２０バールの圧力レベルにおいて冷却される。このためには、相応する（循環式）ポンプが準備されている。
【００２９】
本発明は、さらに、液体窒素を使用して負荷を冷却する装置であって、当該装置が、液体窒素を循環路内に案内し、この液体窒素を、冷却された液体窒素との間接的な熱交換によって冷却し、かつ負荷と熱交換させるように構成されている、負荷を冷却する装置に関する。
【００３０】
この装置は、循環路内に案内された液体窒素の冷却のために用いられている液体窒素の第１の分量を冷却するために、開いた冷却システムが提供されており、該開いた冷却システムが、液体窒素の第１の分量を、圧力減少と、形成された窒素蒸気の導出とによって冷却するように構成されており、循環路内に案内された液体窒素の冷却のために用いられている液体窒素の第２の分量を冷却するために、閉じた冷却システムが提供されており、該閉じた冷却システムが、１つまたは複数の冷凍機を含み、該冷凍機が、特に１つまたは複数のスターリング冷凍機、および／またはネオンおよび／またはヘリウムの使用により運転される１つまたは複数のブレイトン冷凍機を含み、開いた冷却システムと、閉じた冷却システムとが、第１の端部と第２の端部とを備えた通電体の冷却のために配置されており、開いた冷却システムが、通電体の第１の端部に配置され、閉じた冷却システムが、通電体の第２の端部に配置され、当該装置が、冷却能力を、第１の時間に、比較的小さな第１の全冷却能力で提供し、第２の時間に、比較的大きな第２の全冷却能力で提供するように構成されており、全冷却能力の第１の部分量が、開いた冷却システムによって提供され、全冷却能力の第２の部分量が、閉じた冷却システムによって提供され、第１の部分量が、第１の時間において、第２の時間における第１の部分量よりも小さな値に調節されることにより特徴付けられている。
【００３１】
本発明により提案された装置の特徴および利点に関しては、本発明による方法に関する上の説明を参照するものとする。
【００３２】
相応する説明は、冷却されるべき負荷を含み、かつ本発明によれば、上で説明したような装置を有する、同じく本発明により提案されたシステムについても云える。
【００３３】
以下に、本発明の実施形態が図示されている添付図面につき、本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１ａ】従来技術によるシステムを示す、簡略化された概略図である。
【図１ｂ】従来技術による別のシステムを示す、簡略化された概略図である。
【図２】本発明の１実施形態によるシステムを示す、簡略化された概略図である。
【００３５】
図面中、同じ構成要素または機能的に互いに相当する構成要素は、同一の符号で示されている。簡潔化するために、このような構成要素を繰り返し説明することは省略する。
【００３６】
図面の詳細な説明
図１ａには、従来技術によるシステムが、簡略化された概略図で示されていて、全体を符号２００で示されている。
【００３７】
システム２００は負荷１を含み、この負荷１は、特に（ＨＴＳ）ケーブルシステムであってよい。このケーブルシステムは、循環流２で案内される液体窒素を使用して冷却される。負荷１の冷却後に、循環流２内の液体窒素は、たとえば約７３Ｋの温度レベルおよびたとえば約１０バールの圧力レベルで、液体窒素ポンプもしくは循環ポンプ３に供給される。この液体窒素ポンプもしくは循環ポンプ３は、圧力制御システム４によって制御され得る。
【００３８】
これにより、循環流２内の窒素の温度は、たとえば約７４Ｋに昇温する。循環流２内の窒素は、引き続き、全体を符号１０で示した開いた冷却システムの過冷却器１１内での過冷却に供給され、そしてこの過冷却器１１において過冷却熱交換器１５で、たとえば約６７Ｋの温度レベルにまで冷却される。過冷却器１１の下流側では、循環流２内の窒素が、この温度レベルと、たとえば約１５バールの圧力レベルとなって、新たに負荷１の冷却のために使用される。
【００３９】
開いた冷却システム１０は、機械式の真空ポンプ１２を含む。この真空ポンプ１２は、過冷却器１１もしくは過冷却器１１の蒸発室から窒素蒸気を引き出し、これにより過冷却器１１もしくは過冷却器１１の蒸発室内の圧力レベルを、たとえば約０．２バールの値にまで減少させる。これにより、過冷却器１１もしくは過冷却器１１の蒸発室内に存在する液体窒素（「浴窒素」）の温度レベルが、たとえば約６５Ｋの値にまで低下する。
【００４０】
相応する蒸発損失を補償するためには、液体窒素貯え器１３が設けられている。この液体窒素貯え器１３は、たとえば空気分解設備の使用により、かつ／または外部からの補給により、充填され得る。図示の例では、液体窒素貯え器１３が、増圧蒸発のための装置１４を有する。
【００４１】
既に述べたように、相応する開いた冷却システム１０の運転は、エネルギ的な観点から見てむしろ不都合である。なぜならば、この場合、典型的には、真空ポンプ１２によって引き出された窒素が、周囲環境（amb）へ導出されるからである。
【００４２】
したがって、従来技術では、択一的な別の構成において、ただし相応する開いた冷却システム１０に対して付加的ではなく、過冷却器１１と過冷却熱交換器１７とを備えた、閉じた冷却システム２０も使用され得る。この閉じた冷却システム２０はこの場合、切り離されて図示されている。
【００４３】
この閉じた冷却システム２０では、基本的には開いた冷却システムの過冷却器１１と同様に形成されていてよい過冷却器１１内の窒素が、適当な冷凍機の使用により冷却される。この冷凍機は、既に述べたように、特に１つまたは複数のスターリングクーラおよび／またはネオンおよび／またはヘリウムを使用して運転される１つまたは複数のブレイトンクーラを含んでいてよい。
【００４４】
図１ｂには、従来技術によるシステムが、簡略化された概略図で示されていて、全体を符号３００で示されている。システム３００は、図１ａに示したシステム２００と同様に形成されているが、しかしこのシステム３００は、開いた冷却システム１０に設けられた付加的な過冷却熱交換器１６（もしくは閉じた冷却システム２０に設けられた付加的な過冷却熱交換器１８）を、ポンプ３の上流側に備えている。
【００４５】
図２には、本発明の１実施形態によるシステムが、簡略化された概略図で示されていて、全体を符号１００で示されている。
【００４６】
システム１００は、実質的に、既に図１ａおよび図１ｂもしくはこれらの図面に図示したシステム２００，３００につき説明したコンポーネントを含む。しかし、システム１００には、開いた冷却システム１０も、閉じた冷却システム２０も、備え付けられている。
【００４７】
循環流２の液体窒素は、システム２００では、開いた冷却システム１０の過冷却器１１もしくはこの過冷却器１１の過冷却熱交換器１５における過冷却の後に、負荷１を冷却するために使用されるが、しかし引き続き、ポンプ３に戻されるのではなく、まずは、閉じた冷却システム２０の過冷却器１１内でもう一度冷却される。
【００４８】
既に図１に示したシステム２００に関して説明した、開いた冷却システム１０の過冷却器１１への流入時およびこの過冷却器１１からの流出時における温度レベルおよび圧力レベルは、システム１００においても存在する。負荷２の冷却のための使用後で、かつ閉じた冷却システム〜２０の過冷却器１１への流入前に、循環流２の液体窒素は、たとえば約７３Ｋの温度レベルで提供される。
【００４９】
閉じた冷却システム２０の過冷却器１１内では、循環流２の液体窒素が、たとえば約６７Ｋの温度レベルに冷却され、この温度レベルで新たに負荷１の冷却のために使用される。循環流２の窒素は、たとえば約１０バールの圧力レベルおよびたとえば約７３Ｋの温度レベルでポンプ３に供給されて、まずは新たに、開いた冷却システム１０の過冷却器１１もしくはこの過冷却器１１の過冷却熱交換器１５において冷却される。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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