新型两轮高压除水空气循环制冷系统及制冷方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105526730A(43)申请公布日2016.04.27(21)申请号201610022864.2(22)申请日2016.01.14(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人夏文庆杨国茹章东骏(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.F25B11/00(2006.01)B64D13/08(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称新型两轮高压除水空气循环制冷系统及制冷方法(57)摘要本发明涉及一种新型两轮高压除水空气循环制冷系统及制冷方法，属飞机环境控制技术领域。特点在于风扇（3）和涡轮（8）位于转轴的两端；发动机引气作为供气（1）依次经过初级换热器（2)和次级换热器（4）的热边,再经过热管换热器（9）的蒸发端（11）与水分离器（7）入口相连，水分离器（7）的气体出口与涡轮（8）的入口相连，涡轮（8）的出口经过冷凝端（10）通向座舱和设备舱；冷凝端（10）与蒸发端（11）之间换热；水分离器（7）的分凝水出口引入到次级换热器（4）冷边入口处；流经初级换热器（2）冷边和次级换热器（4）冷边的冲压空气（5）由风扇（3）提供抽吸力。本发明性能好、部件匹配简单、调节灵活。CN105526730ACN105526730A权利要求书1/1页1.一种两轮高压除水空气循环制冷系统，其特征在于：包括初级换热器（2）、风扇（3）、次级换热器（4）、冲压空气（5）、水分离器（7）、涡轮（8）、热管换热器（9）；其中热管换热器（9）包括冷凝端（10）和蒸发端（11）；风扇（3）和涡轮（8）位于转轴的两端；发动机引气作为供气（1）与初级换热器（2）的热边入口相连，初级换热器（2）的热边出口与次级换热器（4）的热边入口相连，次级换热器（4）的热边出口经过热管换热器（9）的蒸发端（11）与水分离器（7）入口相连，水分离器（7）的气体出口与涡轮（8）的入口相连，涡轮（8）的出口经过冷凝端（10）通向座舱和设备舱；冷凝端（10）与蒸发端（11）之间换热；水分离器（7）的分凝水出口引入到次级换热器（4）冷边入口处；流经初级换热器（2）冷边和次级换热器（4）冷边的冲压空气（5）由风扇（3）提供抽吸力。2.根据权利要求1所述的两轮高压除水空气循环制冷系统，其特征在于：上述热管换热器（9）的冷凝端（10）和蒸发端（11）通过单管连接形成整体式热管。3.根据权利要求1所述的两轮高压除水空气循环制冷系统，其特征在于：上述热管换热器（9）的冷凝端（10）和蒸发端（11）通过双管连接形成分离式热管；在分离式热管的连接液管加装有驱动泵使之将液相工质泵入蒸发端（11）。4.根据权利要求1所述的两轮高压除水空气循环制冷系统的制冷方法，其特征在于包括以下过程：发动机引气作为供气（1）经初级换热器（2）热边初步冷却后，再经过次级换热器（4）热边进一步冷却，而后通过热管换热器（9）的蒸发端（11）降温，冷却后的高压空气进入水分离器（7）进行分水处理后，干燥、饱和的高压空气进入涡轮（8）膨胀做功、温度下降，涡轮（8）出口的低温低压空气经热管换热器（9）的冷凝端（10）温度有较小幅度升高，输往座舱和设备舱，作为供往座舱空气（12）；流经初级换热器（2）冷边和次级换热器（4）冷边的冲压空气（5），由风扇（3）提供抽吸力；同时水分离器（7）的分凝水引入到次级换热器（4）冷边入口处与冲压空气混合以提高换热效率。2CN105526730A说明书1/2页新型两轮高压除水空气循环制冷系统及制冷方法技术领域[0001]本发明涉及一种新型两轮高压除水空气循环制冷系统及制冷方法，属飞机环境控制技术领域。背景技术[0002]作为飞机重要机载设备之一的环境控制系统，其作用是负责完成飞机座舱压力、温度、湿度、供气量、空气品质等参数的调节和控制，电子设备的冷却，发动机和机翼防冰，燃油箱、液压油箱和饮用水增压以及为发动机启动提供气源等。它主要包括引气、加温/制冷、座舱压力调节、座舱温度调节、防冰和为满足地面环境控制要求的辅助动力装置等子系统，其中空气循环制冷系统是飞机环境控制系统中关键技术最集中的部分，发挥着基础支撑作用，通常狭义的环境控制系统即指空气循环制冷系统。[0003]为了保证飞机环境控制系统高舒适性、高可靠性和高经济性，国外对飞机环境控制系统开展了深入广泛的研究，高压除水由于其较多的优点，逐渐取代低压除水成为主流，先后经历了T-F（涡轮-风扇）两轮升压式，T-C（涡轮-压气机）两轮升压式，T-C-F（涡轮-压气机-风扇）三轮升压式和T-T-C-F四轮升压式等阶段，目前大型客机的环境控制系统以T-C-F三轮升压式系统为主，部分机