[发明专利]一种直升机滑油源直驱热泵型空调系统

说明书

一种直升机滑油源直驱热泵型空调系统，包括由膨胀阀、工质/舱内空气换热器、四通换向阀、压缩机和工质/冲压空气换热器通过管路依次连接构成的循环回路；其中工质/冲压空气换热器与工质/滑油换热器并接，并通过可使二者相互切换的三通转换阀与四通换向阀相接；工质/滑油换热器串接在由滑油箱、滑油泵和机械产热结构组成的滑油油路中。该空调系统的采用滑油热源直接驱动热泵循环，省去了冲压空气和滑油热交换系统，系统结构更加简单、紧凑，重量减轻，有利于降低飞机的代偿损失；滑油热量的回收利用率大幅度提高，换热器冷热路因温差造成的温降大大减小，使直升机热泵型空调系统的使用环境温度下限下降，热泵型空调系统在直升机上的应用范围进一步拓宽。

技术领域

本发明涉及直升飞机驾驶舱温控系统，特别是一种直升机滑油源直驱热泵型空调系统。

背景技术

热泵型空调是在传统单冷空调的基础上，在循环回路中增加一个四通换向阀，实现工质流动方向的改变，进而在加热及制冷模式之间进行切换。热泵型空调系统能效高，制冷和加热共用一套系统，无需从发动机引气，减少使用设备数量，应用于直升机环境控制系统中，不仅可以减轻环境控制系统总质量，还可以消除传统直升机环境控制系统因发动机引气而造成的发动机性能下降及代偿损失，因此在直升机环境控制系统中具有很高的应用价值。

但是，热泵型空调系统存在一个很大的缺陷，其运行环境温度必须高于-5℃。而直升机在飞行过程中，有时处于高海拔低温环境，这就极大地限制了热泵型空调系统在直升机上的应用。

为了解决热泵型空调系统在直升机低温环境下无法运行的问题，申请号为201910612601.0号的中国发明专利申请说明书公开了一种直升机滑油源热泵型空调系统。该空调系统在低温工况下利用回收的直升机滑油热源作为环境控制系统热源，以冲压空气作为中间工质，经过两个换热器将滑油的热量传递给制冷剂(冲压空气先在滑油/冲压空气换热器中吸收滑油的热量，再通过工质/冲压空气换热器将冲压空气中的热量传递给热泵-制冷循环的工质)，达到降低热泵型空调系统运行环境温度下限的目的。

但是，该空调系统尚存在以下两个缺陷：

1、冲压空气和滑油热交换系统结构复杂，构件数量较多，管路较长，重量增加，飞机的代偿损失加大。

2、换热器存在换热效率，经过两个换热器换热后，滑油热量利用率降低，热量损失增大；同时，因换热器冷热路之间存在温差，先后通过两个换热器后温降增大，二者均不利于进一步降低直升机热泵型空调系统的使用环境温度下限。

发明内容

为克服上述直升机滑油源热泵型空调系统存在的缺陷，本发明对该热泵型空调系统进行了改进，提供了一种直升机滑油源直驱热泵型空调系统。

本发明提供的直升机滑油源直驱热泵型空调系统，包括由膨胀阀、工质/舱内空气换热器、四通换向阀、压缩机和工质/冲压空气换热器通过管路依次连接构成的循环回路；其特点是，该系统还包括与所述工质/冲压空气换热器并接的工质/滑油换热器，该工质/滑油换热器与并接的工质/冲压空气换热器通过可使二者相互切换的三通转换阀与所述四通换向阀相接；工质/滑油换热器串接在由滑油箱、滑油泵和机械产热结构组成的直升机滑油油路中。

本发明直升机滑油源直驱热泵型空调系统的工作原理：

系统供热模式下，调节四通换向阀和三通转换阀开启方式，使压缩机压缩后的工质依次经过四通换向阀、工质/舱内空气换热器、膨胀阀、工质/滑油换热器、三通转换阀、四通换向阀后回到压缩机。与此同时，关闭冲压空气风扇，工质/冲压空气换热器不工作。工质在工质/滑油换热器中吸收滑油中的热量，使其温度上升到-5℃以上，从而保证热泵正常循环工作，为驾驶舱提供热量。