SISTEMA DE REFRIGERACIÓN CRIOGÉNICA CON RESPALDO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención, se refiere a sistemas de refrigeración criogénica. En un aspecto, la invención se refiere a un sistema de respaldo o reserva para un sistema de refrigeración criogénica mientras que en otro aspecto, la invención se refiere a un sistema de respaldo para un sistema de refrigeración criogénica para cables superconductores de alta temperatura (HTS) . En otro aspecto, la invención se refiere a un método para promover la capacidad de respaldo de refrigeración criogénica para un sistema de refrigeración criogénica. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de refrigeración criogénica para dispositivos de superconducción a alta temperatura (HTS) son bien conocidos. En una forma básica, estos sistemas comprenden un circuito de enfriamiento, una unidad de refrigeración y un refrigerante. El circuito de enfriamiento, por ejemplo, una configuración de tubería o de conducto de otro tipo, se coloca alrededor del dispositivo que debe enfriarse, por ejemplo, un cable HTS y el circuito está en comunicación de fluido con la unidad de refrigeración. La unidad de refrigeración es un dispositivo de ref igeración mecánica bien conocido en la industria. El refrigerante, por ejemplo, nitrógeno líquido, fluye desde la unidad de refrigeración hacia el circuito de enfriamiento, circula a través del circuito de enfriamiento extrayendo calor del dispositivo, y después retorna a la unidad de refrigeración para la remoción del calor y retorna de nuevo al circuito de enfriamiento. Los sistemas de refrigeración criogénica pueden estar equipados con una unidad de refrigeración de respaldo o reserva en caso de falla de la unidad primaria. El hecho de suministrar dicha redundancia completa en caso de falla o mantenimiento de rutina de la unidad de refrigeración abitualmente no es económicamente sano y agrega complejidad y tamaño físico al sistema. Los sistemas de refrigeración criogénica que comprenden dos o más circuitos de enfriamiento, tales como los que se utilizan con relación a un cable HTS, requerirán típicamente de una unidad de refrigeración de respaldo por circuito de enfriamiento. Mientras es efectiva, una unidad de respaldo para cada circuito de enfriamiento incrementa el gasto de capital del sistema de refrigeración global y su complejidad de operación. Asimismo se conocen bien los cables de transmisión o potencia de tipo HTS. Esos cables requieren de enfriamiento criogénico, y cables de transmisión o potencia de tipo HTS representativos se describen en los documentos USP 3,946,141, 3, 950, 606, 4,020,274, 4,020,275, 4,176,238 y más recientemente, 5,858,386, 6,342,673, y 6,512,311. La configuración de un cable HTS típico es un conductor HTS o conductores enfriados por nitrógeno liquido que fluye a través ya sea del núcleo del conductor hueco o bien en un pasaje de fluido alrededor del lado externo del (de los) conductor (es) . Lo atractivo de los cables de tipo HTS en comparación con los cables convencionales del mismo tamaño es que los cables de tipo HTS pueden transportar varias veces la potencia de los cables convencionales casi sin pérdida de capacidad eléctrica. El modo normal de enfriamiento de un cable HTS es proporcionar una unidad de refrigeración mecánica, conocida en la industria, para enfriar un circuito cerrado de nitrógeno liquido puramente s b-enfriado . El nitrógeno liquido "sub-enfriado" es nitrógeno enfriado a una temperatura inferior a su punto de ebullición, lo que depende de la presión de operación. Por ejemplo, en un circuito cerrado que opera a una presión absoluta de 5 bar, el punto de ebullición de nitrógeno liquido es de 94K. A una temperatura de refrigerante típica de 70-75K, el nitrógeno líquido será sub-enfriado en una cantidad de 19 a 24 grados. Típicamente, un circuito de líquido sub-enfriado único no puede enfriar todo el tramo de cable y, por lo siguiente, deben existir varios segmentos manejables. E víos arreglos actuales, se proporciona la capacidad de refrigeración de respaldo, si es que se proporciona, en base a segmentos individuales. Una ilustración de esta técnica es el cable HTS y sistema de enfriamiento descritos en el documento EP 1,355,114 A2. El cable HTS y el sistema de enfriamiento criogénico del documento EP 114 comprenden un primer canal de enfriamiento y un segundo canal de enfriamiento (4.5) alrededor de un cable de tiopo HTS . El nitrógeno liquido circula a través de esos canales en donde toma calor de los cables, pasa a baja presión, en un baño de nitrógeno liquido en ebullición (9) , es decir, un sub-enfriador, en donde el calor es removido, y después es recirculado hacia los canales. Si se pierde nitrógeno liquido a partir del sistema cualquiera que sea la razón, se agrega nitrógeno de compensación al sistema a partir de un tanque de almacenamiento (1) . El tanque de almacenamiento y su hardware de conexión están diseñados para proporcionar el nitrógeno inicial requerido para la carga, y rellena el sistema de enfriamiento según lo necesario. El tanque de almacenamiento ofrece también el refrigerante requerido para enfriar inicialmente el cable a través de un sistema de mezclado de nitrógeno liquido y gaseoso. La presente invención tiene el propósito de resolver los problemas de los sistemas de refrigeración de respaldo conocidos mediante la reducción del tamaño global y de la complejidad de los sistemas pero reduciendo también los gastos de capital y el consumo de energía del sistema.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De conformidad con esta invención, se proporciona una refrigeración de respaldo a un sistema de refrigeración criogénica que comprende múltiples circuitos de enfriamiento utilizando un solo recipiente de refrigeración de respaldo. El recipiente de ref igeración de respaldo está en comunicación de fluido con al menos uno de los circuitos de enfriamiento, y los circuitos de enfriamiento están en comunicación de fluido entre ellos. Cada circuito de enfriamiento, a su vez, está en comunicación de fluido con una unidad de refrigeración. La fuente de refrigeración para la unidad puede ser o bien mecánica, por ejemplo, un sistema de refrigeración de ciclo de helio, o bien a través de la vaporización volumétrica de un gas licuado, por ejemplo, nitrógeno líquido. En operación, un refrigerante líquido, por ejemplo, nitrógeno líquido, circula a través de cada circuito de enfriamiento configurado a través o alrededor de un dispositivo que requiere de enfriamiento, por ejemplo, un cable, y circula hacia una unidad de refrigeración para la remoción de calor o recondensación antes de retornar al circuito de enfriamiento . Si se pierde refrigerante de uno o varios circuitos cualquiera que sea la razón, entonces el refrigerante es transferido a partir de los demás circuitos conectados, directa o indirectamente, al circuito que perdió refrigerante, y se libera refrigerante de respaldo del recipiente de almacenamiento en el circuito o en los circuitos directamente conectados al recipiente. Esta adición de refrigerante de respaldo se logra mientras el sistema de refrigeración criogénica sigue operando. En una modalidad, el refrigerante liquido está almacenado en un solo recipiente que incorpora una bobina de formación de presión normal. Opcionalmente, el recipiente puede también incorporar una bobina de recondensación controlada para mantener la presión superior deseada en el recipiente sin permitir perder el contenido del recipiente. Con la bobina de recondensación opcional, el respaldo de refrigerante liquido puede mantenerse durante un periodo indefinido de tiempo sin pérdida ni requisitos de rellenado. En otra modalidad, el recipiente de refrigerante liquido de respaldo (i) está conectado a circuitos de refrigerante liquido sub-enfriados, (ii) sirve como recipiente amortiguador para la operación normal de los circuitos, y (iii) mantiene estos circuitos a una presión preferida. Los circuitos de segmentos sub-enfriados individuales, en operación normal, no transfieren refrigerante entre ellos. Al contrario, cada circuito se mantiene bajo la misma presión nominalmente constante. Sin embargo, cuando uno o varios segmentos de circuito de refrigerante pierde refrigerante, cualquiera que sea la razón, se transfiere refrigerante de compensación del recipiente de almacenamiento hacia los segmentos de enfriamiento, y el refrigerante es transferido naturalmente entre los segmentos de enfriamiento según lo necesario para restaurar el inventario de refrigerante liquido . En otra modalidad, se proporciona un sistema de refrigeración criogénica de respaldo para un cable superconductor de alta temperatura, dicho sistema comprende: A. Un recipiente de refrigeración de respaldo que comprende opcionalmente una bobina de recompensación de respaldo;
B. Un primer intercambiador de calor que comprende una primera bobina de intercambio de calor en una relación con una primera unidad de refrigeración; C. Un primer circuito de circulación con una relación de enfriamiento con un primer segmento del cable y con el primer intercambiador de calor; D. Un segundo intercambiador de calor que comprende una segunda bobina de intercambio de calor en relación de enfriamiento con una segunda unidad de refrigeración; E. Un segundo circuito de circulación en una relación de enfriamiento con un segundo segmento del cable y el segundo intercambiador de calor; y F. Una tubería que conecta el primer sistema de circulación y el segundo sistema de circulación; el recipiente de refrigeración de respaldo en comunicación de fluido con al menos uno del primer circuito de circulación y segundo circuito de circulación. En una modalidad, la primera unidad de refrigeración y la segunda unidad de refrigeración son unidades de refrigeración mecánicas. Si la bobina de recondensación de respaldo opcional está presente en el recipiente de refrigeración de respaldo, entonces el sistema puede comprender además una unidad de refrigeración de respaldo, típicamente una unidad de refrigeración mecánica, en una relación de enfriamiento con la bobina de recondensación de respaldo. La primera unidad de refrigeración o la segunda unidad de refrigeración pueden servir también como la unidad de refrigeración de respaldo. En otra modalidad, se proporciona un método para ofrecer una refrigeración criogénica de respaldo para un cable superconductor de alta temperatura, el método comprende el suministro de un recipiente de respaldo criogénico de líquido que contiene un refrigerante criogénico líquido, el recipiente de respaldo en comunicación de fluido con al menos un segmento de un sistema de enfriamiento de segmentos múltiples para el cable, el refrigerante criogénico líquido circula dentro de los segmentos individuales y los segmentos individuales del sistema de enfriamiento están en comunicación de fluido entre ellos, el recipiente de respaldo está en comunicación de fluido con al menos uno de los segmentos del sistema de enfriamiento de tal manera que al perder refrigerante en cualquiera de los segmentos conectados, el refrigerante es transferido desde el recipiente de respaldo hasta el segmento que perdió el refrigerante . En otra modalidad de la invención, el sistema de refrigeración criogénica puede proporcionar un enfriamiento primario (a diferencia de respaldo) a un cable HTS de segmentos múltiples. En esta modalidad, la unidad de refrigeración para cada segmento es un sub-enfriador y conforme se pierde refrigerante de la unidad (y por consiguiente se pierde del segmento de cable) , el refrigerante perdido es reemplazado con refrigerante proveniente del recipiente de almacenamiento de líquidos . BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura LA es una vista esquemática de un sistema de refrigeración criogénica de respaldo rudimentario para múltiples circuitos de enfriamiento. La Figura IB es una variación de la vista esquemática de la Figura 1A en donde las unidades de refrigeración sirven cada una a más que un circuito de enfriamiento . La Figura 2A es una vista esquemática de una modalidad de un sistema de refrigeración criogénica de respaldo para un cable HTS de segmentos múltiples. La Figura 2B ilustra una variación de la vista esquemática de la Figura 2A en donde un termosifón y un circuito de enfriamiento es refrigerado empleando dos unidades de refrigeración mecánicas. La Figura 3 es una vista esquemática de un intercambiador de calor de contraflujo simple. La Figura 4 es una vista esquemática de un intercambiador de calor en donde la fuente de refrigeración es nitrógeno liquido volumétrico. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Varias modalidades de la invención se describen por referencia de dibujos en donde los mismos números se emplean para designar las mismas partes. Varias partes de equipo tales como, herrajes, montajes, sensores, válvulas, etc., han sido omitidos con el objeto de simplificar la descripción. Sin embargo, tales equipos convencionales y su uso se conocen por parte las personas con conocimientos en la materia, y dichos equipos pueden emplearse según lo deseado. Además, aún cuando la invención se describe abajo en el contexto del enfriamiento de un cable HTS de segmentos múltiples, las personas con conocimientos en la materia reconocerán que la invención es aplicable a otros dispositivos que requieren de una capacidad de refrigeración criogénica de respaldo para sistemas de enfriamiento de nitrógeno liquido sub-enfriados . La Figura 1A es una vista esquemática de la invención que comprende sus elementos más básicos. Un recipiente de almacenamiento de refrigerante de respaldo 10 (conocido también como recipiente de refrigeración de respaldo) está en comunicación de fluido con un circuito de refrigeración 21 que a su vez está en comunicación de fluido con un circuito de enfriamiento 22. Los circuitos de enfriamiento 21 y 22 están en comunicación de fluido con las unidades de refrigeración 23 y 24 respectivamente, y cada circuito de refrigeración está en comunicación de fluido con el otro a través de la tubería 25. En operación, cada circuito de enfriamiento rodea, envuelve, pasa a través, o bien en otra configuración está cerca de un dispositivo (no ilustrado), por ejemplo, un segmento de cable HTS, y proporciona enfriamiento al dispositivo mediante la circulación de un refrigerante, por ejemplo, un refrigerante líquido volátil como por ejemplo nitrógeno líquido, a través de un circuito de enf iamiento. El refrigerante de cada circuito es circulado a través de una unidad de refrigeración de cualquier tipo, por ejemplo, refrigerador mecánico, sub-enfriador, etc., en donde el refrigerante es enfriado o recondensado y devuelto al circuito. Cada circuito opera típicamente a la misma presión promedio y como tal, el refrigerante no pasa de un circuito a otro a través de la tubería 25. Sin embargo, si se observa una fuga u otra pérdida de refrigerante en cualquier circuito, entonces la pérdida de presión resultante activa la liberación de refrigerante de respaldo del recipiente de almacenamiento de refrigerante líquido 10 en el sistema. Esto puede ocurrir naturalmente, o bien a través de la acción de un sistema de control y arreglo de válvulas que pueden monitorear la presión en el sistema o el inventario de refrigerante. Si ocurre una pérdida en el circuito de enfriamiento 21, entonces el refrigerante de respaldo fluye en el circuito de enfriamiento 21 a partir del recipiente de almacenamiento 10. Si la pérdida ocurre en el circuito de refrigerante 22, entonces el refrigerante del circuito 21 fluye en el circuito 22, y el refrigerante del recipiente de almacenamiento 10 fluye en el circuito 21. El refrigerante se desplaza de un circuito a otro según lo requerido para equilibrar la presión de los dos circuitos. Como se muestra en la Figura IB, este mecanismo de transferencia de refrigerante funciona de la misma manera si más de dos circuitos de enfriamiento están conectados en serie, y cada unidad de refrigeración puede dar servicio a más de un circuito de enfriamiento. La Figura 2A es una elaboración de la Figura 1. La Figura 2A describe un circuito de liquido sub-enfriado, de segmentos múltiples para un cable HTS. Aún cuando la Figura 2A ilustra solamente dos segmentos, es por razón de simplificación. Como se observa arriba, esta invención se aplica a un sistema que comprende cualquier número de los segmentos. Además, mientras los segmentos se muestran como de longitud aproximadamente igual, los segmentos pueden también variar en cuanto a longitud o bien en cualquier otro aspecto, por ejemplo, tamaño de tubería, configuración, etc. Además, los varios segmentos pueden incluir diferentes tipos de dispositivos, por ejemplo, cables y otros dispositivos HTS . En la Figura 2A, un recipiente de refrigeración de respaldo 10 comprende una bobina de recondensación de respaldo opcional 11 colocada en el espacio arriba del contenido 12 y mantiene el nitrógeno líquido 13. ün regulador de presión 18 opera de manera estándar para permitir que el nitrógeno líquido fluya a través de las líneas 15 y 16, en la bobina de vaporización 20, para transferir el gas nitrógeno bajo presión en el espacio arriba del contenido 12 para ayudar a mantener la presión superior deseada del recipiente 10. La bobina de recondensación 11 está en la relación de enfriamiento con la unidad de refrigeración mecánica de respaldo 14, es decir, la unidad de refrigeración mecánica 14 enfría la bobina de recondensación 11 suficientemente de tal manera que la bobina de recondensación 11 condense nitrógeno que se ha evaporado del nitrógeno líquido 13 y lo devuelve a un nitrógeno líquido 13. Alternativamente, una bobina de recondensación 11 puede estar en relación de enfriamiento con una unidad de refrigeración mecánica separada, no ilustrada. Excepto en cuanto al ensamble de recipiente de refrigeración de respaldo descrito arriba que está en comunicación de fluido con un segmento de cable o un circuito de circulación 21, los segmentos de cable 21 y 22 son esencialmente imágenes de espejo uno del otro. El cable HTS mismo no se muestra. Los ensambles de subenfriamiento de los segmentos de cable 21 y 22 comprenden, respectivamente, intercambiadores de calor, o más específicamente aquí, termosifones de recondensación, 23 y 24. Cada termosifón comprende un espacio arriba del contenido 23a y 24a en donde se extienden las bobinas de recondensación 23b y 24b, respectivamente, en una relación de enfriamiento similar a la relación descrita entre la bobina de recondensación de respaldo y la unidad de refrigeración de respaldo. En la modalidad de la Figura 2A, una bobina de recondensación 23b se extiende en la unidad de refrigeración de respaldo 14. En esta configuración preferida, una unidad de refrigeración opera en dos bobinas de recondensación y por consiguiente ahorra capital y costos de operación. En una modalidad alternativa no ilustrada, las bobinas de recondensación 11 y 23b son atendidas cada una por unidades de refrigeración separadas. En otra modalidad, una sola unidad de refrigeración puede operar en tres o más bobinas de recondensación. En otra modalidad, dos o más unidades de refrigeración mecánicas pueden operar en un termosifón. La unidad de refrigeración para dar servicio a la bobina de recondensación 24b no se muestra. El nitrógeno líquido 23c y 24c se conserva en los recipientes 23 y 24, respectivamente. Las personas con conocimientos en la materia reconocerán que las bobinas de condensación 11, 23b y 24b pueden estar localizadas de manera externa pero en comunicación de fluido con sus recipientes bajo presión respectivos. Además, las bobinas pueden ser enfriadas mediante la circulación de un fluido de refrigeración utilizado en las unidades de refrigeración mecánicas (por ejemplo, helio) , o bien pueden ser simplemente superficies frías ("cabezas frías") mantenidas a una temperatura reducida mediante la acción de las unidades de refrigeración mecánicas. El nitrógeno líquido circula por los segmentos de cables 21 y 22, respectivamente, a través de las tuberías 23d-e y 24d-e, respectivamente. Las tuberías 23d-e y 24d-e están conectadas por bombas 23f y 24f, respectivamente. Las tuberías 23e y 24e están conectadas por tubería de interconexión 25. Las tuberías 16 y 23e forman una unión abierta 26 a través de la cual un recipiente de respaldo 10 está en comunicación de fluido con un segmento de cable 21. La unidad 26 se encuentra en la ubicación en donde el recipiente de respaldo 10 mantiene la presión en los circuitos de circulación, y sirve también como el punto en el cual se aloja la expansión y contracción de líquido natural durante el uso del recipiente 10 como un tanque de expansión. En la operación normal de los circuitos sub-enfriados para segmentos de cable 21 y 22, nitrógeno líquido sub-enfriado, circula a través de las tuberías 23d-e y 24d-e mediante la acción de las bombas 23f y 24f, respectivamente. La temperatura del nitrógeno liquido es más fria conforme sale de los termosifones respectivos y más caliente conforme retorna a los termosifones respectivos. Conforme el nitrógeno líquido pasa a lo largo de los segmentos de de cable respectivos, absorbe calor de los segmentos de cable respectivos y calienta, y por consiguiente debe ser aliviado de este calor al retornar a los termosifones. Esto se logra mediante el hecho de hacer pasar un líquido calentado a través de bobinas de evaporación 23m y 24m en los termosifones. El liquido calentado será enfriado por intercambio de calor con el líquido de enfriador 23c y 24c, lo que a su vez puede provocar el hervor de una parte del líquido 23c y 24c. Debido a la acción de las bobinas de evaporación 23m y 24m, nitrógeno líquido se evapora constantemente en el espacio arriba del contenido de los termosifones respectivos. Esta evaporación podría provocar la elevación de la presión en los termosifones, lo que se evita mediante la acción de las bobinas de recondensación 23b y 24b, respectivamente. Las bobinas de recondensación 23b y 24b son alimentadas con refrigeración proveniente de las unidades de refrigeración mecánica (por ejemplo, unidad de refrigeración mecánica 14 para la bobina de recondensación 23b) , a un régimen justo suficiente para condensar el líquido de evaporación y mantener la temperatura y presión deseadas de termosifón. la refrigeración de las unidades de refrigeración mecánica se controla a una velocidad y cantidad para mantener ya sea la presión de termosifón, o bien alternativamente la temperatura de circuito de enfriamiento . Esta acción de control es por medio de una lógica de control de tipo proporcional integral-diferencial (PID) o bien de conexión/desconexión bien conocida. Puesto que no se gana ni se pierde nitrógeno de los recipientes de termosifón 23 y 24 durante este modo de operación, el nivel de nitrógeno liquido en los termosifones permanece constante. Durante una operación estable normal, el nitrógeno liquido no pasa a través del conducto de interconexión 25 desde y/o hacia las tuberías 23e y 24e puesto que se mantiene una presión nominalmente constante en ambos circuitos (a exclusión de la caída de presión impuesto por el fluido circulante) . Una cantidad normal de nitrógeno líquido puede pasar en cualquier dirección a través del conducto 25, y similarmente a través de la unión 26, durante la operación normal en respuesta a cambios en la temperatura de operación o condiciones que pueden causar que el nitrógeno liquido en los circuitos 21 y 22 se expanda o contraiga. En el caso de una falla de una de las unidades de refrigeración responsables de mantener el nitrógeno líquido en uno de los termosifones, un conjunto de pares de válvulas, es decir, 23h/j o 24h/j, se activarán, el par activado realmente depende de qué circuito ha perdido su fuente de refrigeración. Para propósitos de ilustración, si la falla es de la unidad de refrigeración responsable de mantener el nitrógeno liquido en el termosifón 24, entonces el baño cerrado de nitrógeno liquido en el termosifón 24, que es normalmente mantenido a una presión constante a través del balance entre hervor y re-condensación, tenderá a elevar su presión. Con una falla de la unidad de refrigeración asociada con el termosifón 24, la elevación de la presión provocará que la válvula 24j se abra y que la bomba de vacio 24k empiece a operar. La abertura de válvula 2 j y la operación de la bomba 24j serán controladas a un régimen y una cantidad para que la presión que se está elevando retorne al valor deseado. Esta acción de control se efectúa a través de una lógica de control de tipo PID o bien conexión/desconexión bien conocida. El uso de una bomba de vacio 24k considera la necesidad de mantener el termosifón 24 a una presión inferior a la presión atmosférica. Si la presión debe ser mantenida a la presión atmosférica normal o encima de dicha presión atmosférica normal, entonces de puede eliminar la bomba de vacio 24k. Como se muestra, las bombas de vacio 23k y 24k deben operar en condiciones frías. Pueden operar en condiciones más calientes si la corriente de ventilación que pasa a través de la tubería 231 y 24i es calentada. La acción combinada de la válvula 24j y de la bomba de vacío 24k mantendrá la presión de baño pero el nivel de líquido bajará y finalmente perderá la capacidad de enfriar el circuito de liquido sub-enfriado para el segmento de cable 22. El nivel de nitrógeno liquido 24c se mantiene en el termosifón 24 mediante la abertura de la válvula 24h, que admitirá una presión más alta de nitrógeno liquido del circuito 22 en el baño. La abertura de la válvula 24 será controlada a un régimen de cantidad para retornar el nivel en reducción de nitrógeno liquido 24c al nivel deseado. Esta acción de control se efectúa a través de la lógica de control tipo PID o conexión/desconexión bien conocida. Las características termodinámicas y los regímenes de flujo del proceso aseguran que el flujo de masa de líquido de compensación, es decir, nitrógeno líquido, sea muy inferior que el régimen de flujo de nitrógeno líquido sub-enfriado circulado. La conservación de masa provocará el retiro de una cantidad igual de líquido del circuito de sub-enfriamiento del segmento de cable 22 que es rellenado a su vez a partir del circuito de sub-enfriamiento para el segmento de cable 21 a través de una tubería de conexión 25. Este nitrógeno líquido, a su vez, es retirado del recipiente de refrigeración de respaldo 10 a través de las tuberías 15, 16 y unión 26. Todo el proceso ocurre sin lógica de control adicional requerida, y tiene poco o ningún efecto sobre las características de enfriamiento del cable de los circuitos de líquido sub-enfriados . En caso deseado, la cantidad de líquido que está circulando a través de los circuitos de enfriamiento 21 y 22 puede ajustarse con bombas 23f y 24f durante la operación de respaldo para compensar el pequeño cambio de flujo causado por este proceso. El único impacto significativo es una pérdida de respaldo de líquido que puede causar que la bobina de formación de presión normal 20 opere en mayor medida. Existe también un requisito de rellenar el inventario de líquido en recipiente de respaldo 10 en un momento que dependerá de la cantidad de líquido que se está retirando y el tamaño del recipiente. La Figura 2B ilustra una modalidad alternativa en la cual cada termosifón y circuito de enfriamiento es refrigerado utilizando dos (o más) unidades de refrigeración mecánica. En la Figura 2B, el termosifón 23 tiene bobinas de recondensación 23b y 23b' que se · extienden en el espacio arriba del contenido 23a a partir de las unidades de refrigeración mecánica 14a y 14b. En este arreglo, la falla o el mantenimiento requerido de una unidad de refrigeración requerirá en general solamente que el sistema de refrigeración de respaldo reemplace la capacidad de refrigeración de la unidad de refrigeración mecánica inactiva. En este caso, tanto la unidad de refrigeración de respaldo como la unidad de refrigeración mecánica activa restante operarán conjuntamente. En otra modalidad, la unidad de refrigeración mecánica o las unidades de refrigeración mecánica que da (n) servicio a un circuito de enfriamiento puede (n) operar en combinación con el sistema de refrigeración de respaldo para proporcionar una capacidad de refrigeración global incrementada según surja la necesidad, por ejemplo, en una situación de rasurado de pico. El circuito de nitrógeno liquido sub-enfriado descrito arriba es enfriado por intercambiadores de calor híbridos, es decir, los termosifones . Intercambiadores de calor alternativos pueden también utilizarse en la práctica de esta invención. Mientras no ofrecen la flexibilidad de modo de enfriamiento doble de un termosifón, son opciones de intercambio de calor igualmente viables para cada modo de enfriamiento. Puesto que cada uno es enfocado en su fuente particular de enfriamiento, son ilustrativos de los modos dobles de operación del termosifón propuesto. La Figura 3 es un esquema de un intercambiador de calor de contraflujo tradicional y sencillo para una fuente de refrigeración mecánica. Las características de esta fuente de refrigeración mecánica no son importantes en el contexto de la presente invención y para los propósitos de dicha invención, el refrigerante, por ejemplo, gas helio, penetra en el intercambiador de calor a una temperatura prescrita y a un régimen de flujo establecido. Después de efectuar su función de enfriamiento en el intercambiador de calor, el refrigerante sale del intercambiador a una temperatura mayor que la temperatura a la cual ingresó en el intercambiador de calor, la temperatura de salida exacta depende de variables tales como la naturaleza del refrigerante, el régimen de flujo, y el trabajo de enfriamiento (se mide típicamente en watts) . Otros tipos de intercambiadores de calor pueden emplearse en la práctica de esta invención según la naturaleza de la unidad de refrigeración mecánica. Por ejemplo, si la fuente de refrigeración mecánica utiliza una "cabeza fría", entonces el intercambiador de calor puede ser tan sencillo como una bobina o tubería alrededor de la cabeza fría. La Figura 4 ilustra el intercambiador de calor más sencillo en el cual la fuente de refrigeración es nitrógeno líquido volumétrico. Esta forma de sub-enfriador tradicional es bien conocida en la industria. En la práctica de la invención, el baño es operado a una presión iniiabitualmente baja (sub-atmosférica para temperaturas de baño inferiores a 77K) . El suministro de líquido (que puede encontrarse en cualquier presión de suministro arbitraria mayor que la presión de baño) opera simplemente para mantener un nivel de baño prescrito. El baño opera generalmente en un estado de saturación, es decir, el líquido estará en su punto de ebullición que depende únicamente de la presión de baño . En el sub-enfriador más sencillo posible, el baño está expuesto a condiciones ambientes y cualquier ventilación o vapor sale simplemente a través de una abertura hacia el exterior. En este caso, la presión es la presión atmosférica y el punto de ebullición es de aproximadamente 77K. Para operar a una presión reducida (que implica una temperatura de baño inferior) , se obtura una bomba de vacio/soplador para mantener una presión de baño prescrita. A diferencia del íntercambiador de calor sencillo de la Figura 3, el proceso termodinámico es más complejo. Puesto que el baño se encuentra en su punto de ebullición, que es generalmente más frío que el líquido entrante a enfriar, ocurre un vapor auto-generado proporcional a la cantidad de enfriamiento requerido. Se observa una complejidad modesta en la medida en que el régimen de flujo de ventilación a través de la bomba/soplador es la suma de dos flujos. El primer flujo es el flujo del vapor auto-generado que ocurre en el baño a partir de las bobinas de intercambiador de calor, y el segundo flujo proviene del nitrógeno líquido suministrado para mantener el baño lleno. Según la temperatura y la presión de nitrógeno líquido suministrado, el nitrógeno líquido se "inflamará" conforme se despresuriza en el entorno de presión más baja del baño. Termodinámicamente hablando, esto se conoce como una expansión isentálpica (entalpia constante) . Cierto gas de "inflamación"' puede también formarse corriente arriba en la tubería de nitrógeno líquido. El líquido subsiguiente más el vapor que ingresa al baño a partir de la linea de llenado es saturado y a una temperatura igual a la temperatura del baño. Aún cuando la invención se ha descrito con detalles considerables a través de las modalidades mencionadas, este 5 detalle tiene el propósito de ilustrar la invención. Muchas variaciones y modificaciones pueden efectuarse sin salirse del espíritu y alcance de la invención de conformidad con lo descrito en las reivindicaciones adjuntas. Todas las patentes estadounidenses y las solicitudes de patentes estadounidenses 0 permitidas citadas arriba se incorporan aquí por referencia.
5
§
5