ES2232151T3 - Metodo y medios para controlar la generacion de aire frio. - Google Patents

Abstract

Un método de controlar una disposición para generar aire frío para enfriar objetos que necesitan ser enfriados, incluyendo dicha disposición en serie un compresor (14) que tiene medios de entrada y salida y que funciona para comprimir aire a presión ambiente, un intercambiador (2) de calor que tiene medios de entrada y salida, un expansor (3) de tornillo que tiene medios de entrada y salida, y en cuya disposición un primer conducto (4) une los medios de salida del compresor (14) con los medios de entrada del intercambiador (2) de calor, un segundo conducto (5) une los medios de salida del intercambiador (2) de calor con los medios de entrada del expansor (3) de tornillo, y que incluye un tercer conducto (6) que une los medios de salida de dicho expansor (3) de tornillo con el objeto que necesita ser enfriado, cuyo método se caracteriza por captar la temperatura del aire que sale del expansor (3) de tornillo en una posición en o aguas abajo de los medios de salida del expansor (3) y por ajustar el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor (3) de acuerdo con la temperatura captada, por lo que el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor (3) se ajusta disminuyendo el flujo entregado desde el compresor (1, 14) hacia el intercambiador (2) de calor.

Description

Método y medios para controlar la generación de aire frío.

La presente invención se refiere a un método de controlar un dispositivo para generar aire frío para enfriar objetos que necesitan ser enfriados, de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1-3. La invención se refiere, también, a un dispositivo cuya potencia de enfriamiento de salida puede regularse para generar aire frío de acuerdo con las reivindicaciones 4-6.

Los sistemas de enfriamiento, o sistemas refrigerantes, se basan normalmente en un ciclo de dos fases en el que se hace alternar a un refrigerante primario, por ejemplo freón, entre una fase líquida y una fase gaseosa. Un sistema de esta naturaleza tendrá generalmente una capacidad de enfriamiento elevada y tomará grandes cantidades de calor cuando el refrigerante primario pase de su fase líquida a su fase gaseosa. Es, por lo tanto, el sistema que más se utiliza y el preferido en la mayoría de las aplicaciones, incluyendo el acondicionamiento de aire. Sin embargo, el equipo requerido en tal sistema es tanto extenso como caro.

Estos sistemas conocidos requieren un circuito cerrado para un típico refrigerante peligroso para el ambiente, que debe aislarse del entorno. El enfriamiento real de los objetos se consigue con un medio secundario, por ejemplo aire, que es enfriado por el medio primario en el circuito cerrado, por medio de un intercambiador de calor.

Se ha sabido desde hace tiempo que el enfriamiento puede conseguirse, también, con un sistema refrigerante que actúa de acuerdo con el ciclo de aire frío, denominado ciclo de Joule-Brayton abierto invertido. El aire (o alguna otra sustancia gaseosa) es el único medio de trabajo utilizado en el ciclo de refrigeración de este sistema.

En un sistema de refrigeración de acuerdo con el ciclo de aire frío, gas, normalmente aire, se comprime primero a partir de la presión ambiente, aumentándose significativamente con ello la temperatura del gas. El gas comprimido, caliente, se enfría luego en un intercambiador de calor con pequeñas pérdidas de presión y, después, se le hace expandirse hasta esencialmente la presión ambiente, o, preferiblemente, a una presión algo más elevada. El intercambio de calor efectuado en el intercambiador de calor es, normalmente, con aire ambiente. Este gas expandido está más frío que el gas introducido en el compresor y puede utilizarse, por lo tanto, con fines de refrigeración, por ejemplo acondicionamiento de aire, lo que tiene lugar normalmente a presión ambiente, en otras palabras, a la misma presión que la presión de entrada al compresor.

En un sistema que funcione de acuerdo con el ciclo de aire frío no existe, por tanto, ninguna necesidad de hacer circular un medio primario que sea condensado y vaporizado cíclicamente y a partir del cual el frío se transmite a un medio secundario, tal como aire.

El sistema que funciona de acuerdo con el principio del aire frío tiene una capacidad de refrigeración menor que un sistema de refrigeración convencional que tiene un circuito cerrado que incluye un refrigerante primario tal como freón. Consecuentemente, los componentes de un sistema que funcione de acuerdo con el principio de aire frío serán relativamente grandes y, también, caros en relación con la capacidad de refrigeración.

Si se utiliza un ciclo de refrigeración de acuerdo con el principio de aire frío en un sistema donde la naturaleza de los objetos que necesitan ser refrigerados sea tal que se obtendrá una caída de presión relativamente grande, los requisitos establecidos sobre los componentes del equipo refrigerante serán más elevados, ya que la presión del equipo refrigerante debe ser significativamente mayor que la presión ambiente. Como resultado de la sobrepresión requerida, la temperatura en la salida del expansor será más elevada que si la presión en la salida del expansor hubiera sido más parecida a la presión de entrada del equipo refrigerante. Es necesario compensar esta diferencia de temperatura, por medio de una compresión correspondientemente más elevada en el compresor, para obtener una temperatura en la salida del expansor satisfactoriamente baja. Una situación en la que surge este problema es cuando el aire frío se utiliza para enfriar equipo electrónico, por ejemplo equipo electrónico en aviones. Dado que en esta última aplicación el aire tiene que pasar a través de un gran número de tubos muy reducidos, el aire que abandona el expansor tendrá una sobrepresión significativa debido a la resistencia al flujo en los tubos.

Los sistemas de refrigeración que funcionan de acuerdo con el principio del aire frío para generar aire frío con la intención de refrigerar objetos que necesitan ser enfriados, por ejemplo componentes electrónicos en un avión y también cabinas de avión, se conocen en la técnica. Por ejemplo, un sistema de refrigeración de esta clase se describe en la patente estadounidense número 5.732.560. El sistema descrito en la memoria de la patente estadounidense incluye dos compresores paralelos que tienen medios de entrada y de salida, un intercambiador de calor, un expansor que tiene medios de entrada y salida, conductos de entrada al compresor, conductos de unión que se extienden desde los compresores hasta una entrada de intercambiador de calor común, y un conducto que se extiende desde los medios de salida del expansor al objeto con necesidad de refrigeración, por ejemplo componentes electrónicos.

Este conocido sistema descrito sigue siendo caro porque requiere dos compresores. El uso de dos compresores permite que se ajuste el suministro de gas al expansor, ya que al menos uno de los compresores es accionado por medios de accionamiento independientes y ya que su volumen de gas comprimido puede modificarse con el tiempo. Otro método descrito de ajustar el flujo a un objeto con necesidad de ser enfriado es liberar el aire frío expandido al entorno a través de una válvula en un conducto de derivación, opcionalmente en contacto de intercambio de calor con el intercambiador de calor del sistema.

Además, el documento GB-A-2 273 349 describe un método de controlar una disposición para generar aire frío. Esta disposición tiene un rodete de compresor accionado por un motor eléctrico para generar un flujo de aire de acondicionamiento del sistema en un bucle cerrado. El bucle incluye un intercambiador de calor de carga, otro rodete de compresor, un intercambiador de calor y un rotor de turbina. El otro lado del intercambiador de calor de carga está unido por un conducto para recibir aire templado desde un recinto. La carga de aire acondicionado se entrega desde el intercambiador de calor de carga al recinto a través de un segundo conducto. La velocidad del motor y, por tanto, del rodete del compresor se controla mediante una unidad de control eléctrica para cambiar la caída de presión a través del rotor de turbina para hacer variar la capacidad térmica del bucle de aire de acondicionamiento del sistema. La unidad de control eléctrica recibe señales desde un sensor de temperatura en el segundo conducto.

En consecuencia, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema controlable para generar un flujo de aire frío cuya temperatura pueda regularse de acuerdo con requisitos de refrigeración.

Otro objeto es proporcionar un sistema controlable que incluya sólo un compresor y un expansor de tornillo y, también, un método para controlar tal sistema.

Estos objetos se han conseguido, de acuerdo con la invención, con un dispositivo para generar aire frío para enfriar objetos que requieren refrigeración de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

El método de controlar las disposiciones del invento se reivindica en las reivindicaciones 4 a 6.

Un cambio del flujo de aire hacia el expansor tendrá como resultado un cambio de la medida en que la presión se reduce en el expansor y, al mismo tiempo, también un cambio de la temperatura del aire que sale. Una reducción del flujo de aire hacia la entrada del expansor tendrá como resultado una presión más baja en la entrada del expansor y, con ello, una menor reducción de la presión durante la fase de expansión. Esta menor reducción de la presión tiene como resultado una menor caída de temperatura, esto es, una temperatura más elevada del aire que sale.

Una ventaja proporcionada por la presente invención es que la presión del sistema, es decir, la presión entre los medios de salida del compresor y los medios de entrada del expansor de tornillo, puede reducirse cuando se reducen los requisitos de refrigeración. Como la compresión en un sistema de aire frío requiere el máximo efecto mecánico, se necesita menos potencia cuando puede reducirse la presión del sistema.

Las realizaciones preferidas de la presente invención serán evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes.

La invención se describirá ahora con mayor detalle con referencia a una descripción detallada de realizaciones preferidas y, también, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que

la figura 1 es una ilustración esquemática de una primera realización de un sistema de aire frío del invento;

la figura 2 es una ilustración esquemática de una segunda realización de un sistema de aire frío del invento;

la figura 3 es una ilustración esquemática de una tercera realización de un sistema de aire frío del invento; y

la figura 4 es una ilustración esquemática de una cuarta realización de un sistema de aire frío del invento.

La figura 1 ilustra esquemáticamente una realización de una disposición del invento que incluye, en serie, un compresor 1 que funciona con un flujo de volumen sustancialmente constante, un intercambiador 2 de calor que está en contacto de intercambio de calor con la atmósfera ambiente, y un expansor 3 de tornillo. El expansor 3 actúa, también, con un flujo de volumen sustancialmente constante. Un primer conducto 4 une los medios de salida del compresor con los medios de entrada del intercambiador de calor, un segundo conducto 5 está dispuesto entre los medios de salida del intercambiador de calor y los medios de entrada del expansor 3 de tornillo. Un tercer conducto 6 se extiende desde los medios de salida del expansor hasta un objeto u objetos (no mostrados) que necesitan ser enfriados, por ejemplo componentes electrónicos de un avión estacionario en la zona de aparcamiento. El objeto que necesita ser enfriado puede incluirse como parte del conducto 6. Un conducto 15 de entrada puede estar unido a los medios de entrada del compresor 1. El compresor 1 es accionado por unos medios de accionamiento, no mostrados.

Un conducto 10 de derivación, que cortocircuita los medios de entrada y de salida del expansor, está dispuesto entre el segundo conducto 5 y el tercer conducto 6. Una válvula 9 de regulación está montada en la línea 10 de derivación. La válvula 9 de regulación puede ajustarse entre una posición cerrada y una posición completamente abierta.

En el caso ilustrado, un sensor 11 de temperatura está situado en el tercer conducto 6, aunque puede estar situado de manera alternativa en los medios de salida del expansor 3. El sensor 11 está conectado eléctricamente a un procesador 7 que, a su vez, está conectado a un dispositivo 8 de control. El dispositivo 8 de control ajusta el área de paso de la válvula 9 de regulación en relación con la temperatura captada por el sensor 11 de temperatura.

Cuando comienza a funcionar la disposición, el aire es entregado a los medios de entrada del compresor 1 a través del conducto 15 de entrada. El aire de suministro se comprime en el compresor 1 a una presión de hasta 300 KPa (3 bar), por ejemplo. Esta compresión denota que la temperatura del aire que abandona los medios de salida del compresor será mucho más elevada que la temperatura del aire entregado al compresor 1. El aire comprimido se entrega a través del conducto 4 al intercambiador 2 de calor, en el que tiene lugar un intercambio de calor con la atmósfera ambiente con, solamente, pérdidas de presión ligeras, enfriándose con ello el aire. El aire enfriado, comprimido, se entrega al expansor 3 a través del conducto 5. La válvula 9 se cierra, de modo que no puede fluir nada de aire a través del conducto 10 de derivación. La presión del aire se reduce en el expansor 3 de tornillo, con lo que la temperatura del aire cae significativamente hasta una temperatura que se encuentra por debajo de la temperatura del aire de entrada al compresor. El aire que abandona el expansor 3 tiene una presión más elevada que la atmósfera ambiente, por ejemplo una presión de 0,11-0,15 MPa.

Cuando la temperatura captada por el sensor 11 de temperatura sea menor que una temperatura mínima predeterminada, el procesador 7 envía una señal al dispositivo 8 de control que responde abriendo la válvula 9. El aire puede fluir, entonces, a través del conducto 10 de derivación hacia el conducto 6. Cuando el aire empieza a fluir a través de la válvula 9, la presión aguas abajo del compresor 1 cae. Esto significa que la potencia requerida para accionar el compresor 1 disminuye. La caída de presión a través del expansor 3 de tornillo también disminuye, teniendo como resultado una menor caída de temperatura.

La temperatura del aire que fluye a través del conducto 10 de derivación es más alta que la temperatura del aire que se ha expandido en el expansor 3. Así, la temperatura del aire en el conducto 6 aumenta después de combinar los flujos de aire del expansor 3 y del conducto 10 de derivación. Este cambio de temperatura en el conducto 6 tiene como resultado una reducción del área de paso de la válvula 9.

La figura 2 es una ilustración esquemática de una realización de la disposición ilustrada en la figura 1. En forma parecida a la disposición de la figura 1, la disposición de la figura 2 incluye un compresor 1, un intercambiador 2 de calor que está en contacto de intercambio de calor con la atmósfera ambiente, y un expansor 3 de tornillo, estando estos componentes unidos en serie. El conducto 10 de derivación de la realización de la figura 1 se sustituye por un conducto 12 de derivación. El conducto 12 de derivación está provisto, también, de una válvula 9 de regulación que es activada por el dispositivo 8 de control. El conducto 12 de derivación se extiende desde el conducto 5 y desemboca en una cámara de trabajo cerrada del expansor 3 de tornillo. En un expansor de tornillo, una cámara de trabajo tiene su volumen más pequeño cuando se cierra contra la entrada del expansor. Durante la rotación continuada del expansor, el volumen de la cámara de trabajo cerrada aumentará hasta que la cámara entre en contacto con la salida de dicho expansor 3. El conducto 12 de derivación desemboca en una cámara de trabajo cuando su volumen es mayor que el volumen más pequeño en el momento del cierre.

La figura 3 ilustra esquemáticamente una disposición que difiere de las disposiciones descritas anteriormente en virtud del hecho de que el compresor es un compresor 14 de tornillo y que el conducto 10 de derivación de la figura 1 ha sido sustituido por un conducto 16 de derivación. Otros componentes son idénticos a aquellos de la realización de la figura 1. El conducto 16 de derivación de la realización de la figura 3 incluye, también, una válvula 9 de regulación que es activada por el dispositivo 8 de control. El conducto 16 de derivación une el conducto 15 de suministro con los medios de salida del compresor 14 o con el primer conducto 4.

Cuando comienza a funcionar la disposición mostrada en la figura 3, el aire se entrega a los medios de entrada del compresor 14 a través del conducto 15 de entrada. El aire de suministro es comprimido en el compresor 1 a una presión de, por ejemplo, 300 KPa (3 bar). Como resultado de esta compresión, la temperatura del aire que abandona los medios de salida del compresor 14 será mucho más alta que la temperatura del aire suministrado a dicho compresor. La válvula 9 está cerrada, de modo que no puede fluir nada de aire a través del conducto 16 de derivación. El aire comprimido se entrega al intercambiador 2 de calor a través del conducto 4 y tiene lugar un intercambio de calor en el intercambiador de calor con la atmósfera ambiente con solamente pérdidas de presión pequeñas, enfriándose con ello el aire. El aire comprimido enfriado se entrega al expansor 3 a través del conducto 5. La presión del aire se reduce en el expansor 3, con lo que la temperatura cae drásticamente hasta un valor que se encuentra por debajo de la temperatura del aire de suministro del compresor. La presión del aire que abandona el expansor 3 es más elevada que la presión de la atmósfera ambiente, por ejemplo una presión de 0,11-0,15 MPa.

Cuando la temperatura captada por el sensor 11 de temperatura sea menor que una temperatura mínima predeterminada, el procesador 7 envía una señal al dispositivo 8 de control que responde abriendo la válvula 9. El aire es capaz entonces de fluir de vuelta hacia el conducto 15 de entrada a través del conducto 16 de derivación. La presión aguas abajo del compresor 14 cae cuando el aire empieza a fluir a través de la válvula 9. Esto significa que se requiere menos potencia para accionar el compresor 14.

La temperatura del aire que fluye a través del conducto 16 de derivación es mucho más alta que la temperatura del aire ambiente suministrado al compresor 14. Consecuentemente, el aire que entra en el compresor 14 tendrá una temperatura más elevada que la atmósfera ambiente y la temperatura de salida será, también, más elevada. Al mismo tiempo, disminuye el volumen de aire entregado al intercambiador de calor y al expansor 3 de tornillo, como lo hace también la presión aguas arriba del expansor 3. El resultado neto es que el aire procedente del expansor 3 adquiere una temperatura más elevada, lo que tiene como resultado el ajuste del área de paso de la válvula de regulación.

La realización ilustrada en la figura 4 es similar a la realización de la figura 3, pero difiere de ella en que el conducto 16 de derivación de la figura 3 se ha sustituido por un conducto 17 de derivación. En lugar de unir el primer conducto 4 con el conducto 15 de entrada, el conducto 17 de derivación de la figura 4 une una cámara de trabajo cerrada en el compresor 14 con dicho conducto 15 de entrada.

En un compresor de tornillo, una cámara de trabajo tiene su volumen máximo cuando se cierra contra los medios de entrada. Mientras continua la rotación, el volumen de la cámara de trabajo cerrada disminuye hasta que el otro extremo de dicha cámara de trabajo establece comunicación de fluido con los medios de salida del compresor. El conducto 17 de derivación está dispuesto en el compresor 14 de modo que una cámara de trabajo entrará en contacto con el orificio del conducto de derivación antes de que se establezca la conexión de fluido con los medios de salida y después de que se establezca la conexión de fluido con los medios de entrada.

La disposición de acuerdo con la figura 4 funciona de una manera que corresponde a la disposición de acuerdo con la realización de la figura 3.

Claims (6)

1. Un método de controlar una disposición para generar aire frío para enfriar objetos que necesitan ser enfriados, incluyendo dicha disposición en serie un compresor (14) que tiene medios de entrada y salida y que funciona para comprimir aire a presión ambiente, un intercambiador (2) de calor que tiene medios de entrada y salida, un expansor (3) de tornillo que tiene medios de entrada y salida, y en cuya disposición un primer conducto (4) une los medios de salida del compresor (14) con los medios de entrada del intercambiador (2) de calor, un segundo conducto (5) une los medios de salida del intercambiador (2) de calor con los medios de entrada del expansor (3) de tornillo, y que incluye un tercer conducto (6) que une los medios de salida de dicho expansor (3) de tornillo con el objeto que necesita ser enfriado, cuyo método se caracteriza por captar la temperatura del aire que sale del expansor (3) de tornillo en una posición en o aguas abajo de los medios de salida del expansor (3) y por ajustar el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor (3) de acuerdo con la temperatura captada, por lo que el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor (3) se ajusta disminuyendo el flujo entregado desde el compresor (1, 14) hacia el intercambiador (2) de calor.

2. Un método de controlar una disposición para generar aire frío para enfriar objetos que necesitan ser enfriados, incluyendo dicha disposición, en serie, un compresor (1) que tiene medios de entrada y salida y que funciona para comprimir aire a presión ambiente, un intercambiador (2) de calor que tiene medios de entrada y salida, un expansor (3) de tornillo que tiene medios de entrada y salida, y en cuya disposición un primer conducto (4) une los medios de salida del compresor (1) con los medios de entrada del intercambiador (2) de calor, un segundo conducto (5) une los medios de salida del intercambiador (2) de calor con los medios de entrada del expansor (3) de tornillo helicoidal, y que incluye un tercer conducto (6) que une los medios de salida de dicho expansor (3) de tornillo con el objeto que necesita ser enfriado, cuyo método se caracteriza por captar la temperatura del aire que sale del expansor (3) de tornillo en una posición en o aguas abajo de los medios de salida del expansor (3) y por ajustar el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor (3) de acuerdo con la temperatura captada, por lo que el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor (3) se ajusta extrayendo una parte del flujo en un punto entre el intercambiador (2) de calor y los medios de entrada del expansor y haciendo que dicha parte del flujo evite el expansor.

3. Un método de controlar una disposición para generar aire frío para enfriar objetos que necesitan ser enfriados, incluyendo dicha disposición, en serie, un compresor (1) que tiene medios de entrada y salida y que funciona para comprimir aire a presión ambiente, un intercambiador (2) de calor que tiene medios de entrada y salida, un expansor (3) de tornillo que tiene medios de entrada y salida, y en cuya disposición un primer conducto (4) une los medios de salida del compresor (1) con los medios de entrada del intercambiador (2) de calor, un segundo conducto (5) une los medios de salida del intercambiador (2) de calor con los medios de entrada del expansor (3) de tornillo, y que incluye un tercer conducto (6) que une los medios de salida de dicho expansor (3) de tornillo con el objeto que necesita ser enfriado, cuyo método se caracteriza por captar la temperatura del aire que sale del expansor (3) de tornillo en una posición en o aguas abajo de los medios de salida del expansor (3) y por ajustar el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor (3) de acuerdo con la temperatura captada, por lo que el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor se ajusta extrayendo una parte del flujo en un punto entre el intercambiador de calor y los medios de entrada del expansor y pasando dicha parte del flujo hacia una cámara de trabajo cerrada en el expansor.

4. Una disposición para generar aire frío para enfriar objetos que es necesario que sean enfriados, comprendiendo dicha disposición en serie un compresor (1) que tiene medios de entrada y salida, un intercambiador (2) de calor que tiene medios de entrada y salida, un expansor (3) de tornillo que tiene medios de entrada y salida, un primer conducto (4) que une los medios de salida del compresor con los medios de entrada del intercambiador de calor, un segundo conducto (5) que une los medios de salida del intercambiador de calor con los medios de entrada del expansor, un tercer conducto (6) que se extiende desde los medios de salida del expansor hacia el objeto que es necesario que sea enfriado, un sensor (11) de temperatura situado en los medios de salida del expansor o en el tercer conducto (6), y medios (7, 8, 9; 10) que son activados por el sensor (11) de temperatura, caracterizada porque dichos medios (7, 8, 9, 10) ajustan el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor de acuerdo con la temperatura captada, y dichos medios (7, 8, 9, 10) activados por dicho sensor (11) de temperatura incluyen una válvula (9) de control montada en un conducto (10) que une el segundo conducto (5) con los medios de salida del expansor o con el tercer conducto (6).

5. Una disposición para generar aire frío para enfriar objetos que es necesario que sean enfriados, comprendiendo dicha disposición en serie un compresor (1) que tiene medios de entrada y salida, un intercambiador (2) de calor que tiene medios de entrada y salida, un expansor (3) de tornillo que tiene medios de entrada y salida, un primer conducto (4) que une los medios de salida del compresor con los medios de entrada del intercambiador de calor, un segundo conducto (5) que une los medios de salida del intercambiador de calor con los medios de entrada del expansor, un tercer conducto (6) que se extiende desde los medios de salida del expansor hacia el objeto que es necesario que sea enfriado, un sensor (11) de temperatura situado en los medios de salida del expansor o en el tercer conducto (6), y medios (7, 8, 9; 12) que son activados por el sensor (11) de temperatura caracterizada porque dichos medios (7, 8, 9, 12) ajustan el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor de acuerdo con la temperatura captada, y porque dichos medios (7, 8, 9, 12) que son activados por el sensor (11) de temperatura incluyen una válvula (9) de control montada en un conducto (12) que une el segundo conducto (5) con una cámara de trabajo cerrada en el expansor (3) de tornillo.

6. Una disposición para generar aire frío para enfriar objetos que es necesario que sean enfriados, comprendiendo dicha disposición, en serie, un compresor (14) que tiene medios de entrada y salida, un intercambiador (2) de calor que tiene medios de entrada y salida, un expansor (3) de tornillo que tiene medios de entrada y salida, un primer conducto (4) que une los medios de salida del compresor con los medios de entrada del intercambiador de calor, un segundo conducto (5) que une los medios de salida del intercambiador de calor con los medios de entrada del expansor, un tercer conducto (6) que se extiende desde los medios de salida del expansor hacia el objeto que es necesario que sea enfriado, un sensor (11) de temperatura situado en los medios de salida del expansor o en el tercer conducto (6), y medios (7, 8, 9, 17) que son activados por el sensor (11) de temperatura, caracterizada porque dichos medios (7, 8, 9, 17) ajustan el flujo de aire hacia los medios de entrada del expansor de acuerdo con la temperatura captada, y porque dichos medios (7, 8, 9, 17) que son activados por el sensor (11) de temperatura incluyen una válvula (9) de control montada en un conducto (17) que une una cámara de trabajo cerrada en el compresor (14) con los medios de entrada del compresor o con el conducto (15) de entrada.