[发明专利]飞机空调系统和操作飞机空调系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机空调系统和一种操作飞机空调系统的方法。

背景技术

如例如在DE102008053320A1和US2010/101251A1或者DE102010054448A1和WO2012/079756A2中描述的所谓的基于空气的空调系统，目前通常在商用飞机中用于对飞机机舱进行空气调节。飞机空调系统用于适当地冷却或加热飞机机舱以及适当地将新鲜空气供应到飞机机舱中以确保在飞机机舱内存在规定的最小比例的氧气。进一步，飞机机舱内的湿度借助飞机空调系统而被调节。而且，在飞机飞行操作期间，飞机空调系统用于对飞机机舱进行加压，以便在与飞机巡航高度处的环境压力相比将飞机机舱内的压力保持在提高的水平。

基于空气的空调系统典型地包括空调单元，空调单元例如被布置在飞机的翼根中，并被供应有由压缩机产生或从飞机的发动机或辅助动力单元(APU)排出的压缩过程空气。在飞机的飞行操作期间，发动机排气通常被用于为飞机空调系统的空调单元供应压缩过程空气。然而，在飞机着陆操作期间，飞机空调系统的空调单元典型地被供应有来自飞机的辅助动力单元的压缩过程空气。在空调单元中，过程空气在流过至少一个换热器以及流过各种压缩和膨胀单元时被冷却和膨胀。离开空调单元的冷却过程空气最终被供应到混合室，在混合室中，冷却过程空气与从待进行空气调节的飞机区域再循环的再循环空气进行混合。来自混合室的混合空气经由相应的混合空气管路被供应到待进行空气调节的飞机区域，该飞机区域可被分成多个空调区。

DE102010034831A1和WO2012/022758A1描述了一种飞机空调系统，其中从飞机发动机排出的压缩过程空气通过将热量传递至循环通过制冷剂回路的制冷剂而被冷却。用于在将压缩过程空气引导至飞机机舱中之前使压缩过程空气膨胀的涡轮机被用于驱动设置在制冷剂回路中的压缩机。

发明内容

本发明旨在的明确说明一种能以高能源效率操作的飞机空调系统。进一步，本发明旨在的提供一种操作这种飞机空调系统的方法。

该目的通过具有下述特征的飞机空调系统和具有下述特征的操作飞机空调系统的方法而实现。

一种飞机空调系统包括允许环境空气流从中通过的环境空气供应管路。环境空气供应管路可被直接连接到环境大气。例如，可在飞机外蒙皮中提供开口，环境空气可经由该开口被供应到环境空气供应管路。然而，也能想到环境空气供应管路从另一环境空气传输管路或冲压空气通道分支出。环境空气向环境空气供应管路中的供应可由适合的阀控制。飞机空调系统进一步包括环境空气冷却设备，该环境空气冷却设备被连接到环境空气供应管路并适于冷却流过环境空气供应管路的环境空气。例如，环境空气冷却设备可包括换热器，该换热器允许将冷却能传递至流过环境空气供应管路的环境空气。飞机空调系统的环境空气排放管路被连接到环境空气冷却设备并能连接到飞机机舱。因而，能够将由环境空气冷却设备冷却的环境空气供应到飞机机舱。

进一步，飞机空调系统包括允许压缩空气流从中通过的压缩空气供应管路。压缩空气供应管路可被连接到飞机的发动机或辅助动力单元。然而，也能想到将由空气压缩机提供的压缩空气供应到压缩空气供应管路。压缩空气向压缩空供应管路中的供应可由适合的阀控制。压缩空气冷却设备被连接到压缩空气供应管路，并适于冷却流过压缩空气供应管路的压缩空气。例如，压缩空气冷却设备可包括换热器，该换热器允许将冷却能传递至流过压缩空气供应管路的压缩空气。压缩空气排放管路被连接到压缩空气冷却设备，并能连接到飞机机舱。因而，也能够将由压缩空气冷却设备冷却的压缩空气供应到飞机机舱。

最终，飞机空调系统包括制冷装置，该制冷装置包括允许两相制冷剂流从中通过的制冷剂回路。制冷装置被设计为在两相制冷剂流过制冷剂回路时将两相制冷剂从液态聚集态转变成液态聚集态并随后将两相制冷剂再次从气态聚集态转变回到液态聚集态。换言之，在制冷装置的制冷剂回路中循环的两相制冷剂为如下制冷剂：该制冷剂在将冷却能释放到冷却能消耗者时从液态聚集态转变成气态聚集态，并随后被转变回到液态聚集态。两相制冷剂可例如为R134A(CH₂F-CF₃)、CO₂、R-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)或低压HFC制冷剂。