[发明专利]飞行器空调系统及操作飞行器空调系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器空调系统和操作飞行器空调系统的方法。

背景技术

所谓的基于空气的空调系统，如在例如DE102008053320A1和US2010/101251A1或者DE102010054448A1和WO2012/079756A2中描述的空调系统，目前通常在商用飞行器中用来对飞行器舱进行空调。飞行器空调系统起到适当地冷却或加热飞行器舱的作用及起到适当地将新鲜空气供应到飞行器舱内来确保规定的最低比例的氧气存在于飞行器舱中的作用。进一步地，利用飞行器空调系统调节飞行器舱内的湿度。此外，在飞行器的飞行操作期间，飞行器空调系统用于给飞行器舱增压，以便将飞行器舱内的压力维持在与飞行器巡航高度处的环境压力相比升高的水平。

基于空气的空调系统通常包括空调单元，该空调单元被布置在例如飞行器的翼根部并且被提供由压缩机产生或从飞行器的引擎或辅助动力单元（APU）排出的压缩工艺空气。在飞行器的飞行操作期间，通常使用引擎引气来向飞行器空调系统的空调单元供应压缩工艺空气。然而，在飞行器的地面操作期间，通常向飞行器空调系统的空调单元供应来自飞行器的辅助动力单元的压缩工艺空气。在该空调单元中，当工艺空气流过至少一个热交换器以及各压缩和膨胀单元时，其被冷却和膨胀。离开空调单元的被冷却的工艺空气最终被供应至混合室，在这里其与从待进行空调的飞行器区中再循环的再循环空气混合。经由各个混合空气管道将来自混合室的混合空气供应至待进行空调的飞行器区，待进行空调的飞行器区可以被分为多个空调区域。

发明内容

本发明的目的旨在指定一种能以高能效和高安全水平操作的飞行器空调系统。进一步，本发明的目的旨在提供一种操作这种飞行器空调系统的方法。

该目的是通过具有权利要求1的特征的飞行器空调系统和具有权利要求10的特征的操作飞行器空调系统的方法实现的。

飞行器空调系统包括环境空气供应管道，该环境空气供应管道允许环境空气穿过该环境空气供应管道流动。所述环境空气供应管道可以直接连接至环境大气。然而，还可想象，所述环境空气供应管道从进一步的环境空气传导管道或冲压空气通道分岔开。环境空气向所述环境空气供应管道内的供应可以由合适的阀控制。所述飞行器空调系统进一步包括环境空气冷却设备，所述环境空气冷却设备连接至所述环境空气供应管道并且适于冷却流过所述环境空气供应管道的环境空气。例如，所述环境空气冷却设备可以包括热交换器，该热交换器允许将冷却能量传递给流过所述环境空气供应管道的环境空气。

所述飞行器空调系统的环境空气排放管道连接至所述环境空气冷却设备，并且可连接至飞行器舱，以便允许被所述环境空气冷却设备冷却的环境空气向所述飞行器舱的供应。根本上，所述环境空气排放管道可以适于将流过所述环境空气排放管道的环境空气直接供应至所述飞行器舱。然而，优选地，所述环境空气排放管道可经由混合单元连接至所述飞行器舱，其中流过所述环境空气排放管道的环境空气与从所述飞行器舱再循环的再循环空气混合，然后将被处理的环境空气和再循环空气的混合物引导至所述飞行器舱。

进一步，所述飞行器空调系统包括包含制冷剂回路的制冷装置，所述制冷剂回路允许两相制冷剂流过所述制冷剂回路流动。所述制冷装置被设计为在所述两相制冷剂流过所述制冷剂回路时将所述两相制冷剂从液体聚集态转变成气体聚集态，然后再从气体聚集态转变回液体聚集态。换言之，在所述制冷装置的所述制冷剂回路中循环的两相制冷剂是，在释放冷却能量给冷却能量消耗者时从液体聚集态转变成气体聚集态并然后转变回液体聚集态的制冷剂。所述两相制冷剂可以是例如R134A(CH₂F-CF₃)、CO₂、R-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)或者低压HFC制冷剂。

所述制冷装置的所述制冷剂回路适于将冷却能量供应至所述环境空气冷却设备。因此，在所述飞行器空调系统中，流过所述环境空气供应管道的环境空气构成冷却能量消耗者，该冷却能量消耗者被供应在将流过所述制冷装置的所述制冷剂回路的所述两相制冷剂从液体聚集态转变成气体聚集态时释放的冷却能量。在配备上面描述的所述飞行器空调系统的飞行器中，向所述飞行器舱提供环境空气。进一步，由于用两相制冷剂操作的所述制冷装置的高冷却能力，所述飞行器空调系统可以以极高的能效操作。