一种环控系统和液冷系统综合热能管理系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102390537A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102390537A(43)申请公布日2012.03.28(21)申请号201110272776.5(22)申请日2011.09.14(71)申请人中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所地址710089陕西省西安市阎良区人民东路1号(72)发明人党晓民成杰(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人高原(51)Int.Cl.B64D13/08(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种环控系统和液冷系统综合热能管理系统(57)摘要一种环控系统和液冷系统综合热能管理系统，属于飞机机载设备领域，涉及对一种环控系统和液冷系统综合热能管理系统的改进。本发明由三轮式高压除水制冷组件、液体冷却系统和燃油系统三部分组成，高压除水制冷组件和液体冷却系统分别通过空气-液体热交换器1和空气-液体热交换器2耦合，其中，空气-液体热交换器1在三轮式高压除水制冷组件中位于压气机出口下游，在液体冷却系统中位于关断活门和II级热交换器之间。本发明降低了制冷系统性能代偿损失，提高了制冷组件除水及制冷效率，有效降低了对飞机飞行性能的影响，提高了飞机燃油效率，飞机经济性好。CN1023957ACCNN110239053702390542A权利要求书1/1页1.一种环控系统和液冷系统综合热能管理系统，其特征在于，由三轮式高压除水制冷组件、液体冷却系统和燃油系统三部分组成，高压除水制冷组件和液体冷却系统分别通过空气-液体热交换器1和空气-液体热交换器2耦合，其中，空气-液体热交换器1在三轮式高压除水制冷组件中位于压气机出口下游，在液体冷却系统中位于关断活门和II级热交换器之间；空气-液体热交换器2在三轮式高压除水制冷组件中位于低压水分离器下游，在液体冷却系统中位于液体-燃油热交换器和蒙皮散热器之间；液体冷却系统和燃油系统通过液体-燃油热交换器耦合，该液体-燃油热交换器在液体冷却系统中位于膨胀箱和空气-液体热交换器2之间。2.根据权利要求1所述的环控系统和液冷系统综合热能管理系统，其特征在于，所述三轮式高压除水制冷组件由I级热交换器、压气机、空气-液体热交换器2、风扇、高压水分离器、涡轮、低压水分离器和空气-液体热交换器1等附件组成。3.根据权利要求1所述的环控系统和液冷系统综合热能管理系统，其特征在于，所述液体冷却系统包括液体泵、单向活门、关断活门、空气-液体热交换器1、II级热交换器、液体-燃油热交换器、空气-液体热交换器2、蒙皮散热器、电加热器和膨胀箱等附件。4.根据权利要求1或3所述的环控系统和液冷系统综合热能管理系统，其特征在于，所述燃油-液体热交换器为沉浸式燃油-液体热交换器。5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的环控系统和液冷系统综合热能管理系统，其特征在于，在蒙皮散热器、液体-燃油热交换器、空气-液体热交换器2和电子设备各自的出口和入口之间安装旁路活门。6.根据权利要求1所述的环控系统和液冷系统综合热能管理系统，其特征在于，可在所述空气-液体热交换器1下游增加机翼防冰腔结构，实现机翼防冰系统和液体冷却系统的一体化设计。2CCNN110239053702390542A说明书1/2页一种环控系统和液冷系统综合热能管理系统技术领域[0001]本发明属于飞机机载设备领域，具体涉及对一种无冲压进气道综合环控/液冷热能管理系统的改进。背景技术[0002]当前技术存在的不足之处主要表现在以下方面：[0003]一方面，当前飞机上使用的制冷系统主要包括基于空气循环的环境控制系统和基于液体循环的液体冷却系统，前者一般用于座舱及电子设备的通风冷却，而后者主要用于大热载荷电子设备的冷却。这两个制冷系统均使用空气-空气热交换器或者空气-液体热交换器将座舱或者电子设备热载荷转移至外界大气，这将导致制冷系统性能代偿损失增加及飞机飞行阻力增加，飞机燃油和飞行性能降低。[0004]另一方面，随着飞行高度增加，环境控制系统的制冷载荷越来越小而加热载荷越来越大，且大型电子设备的热载荷在高空处于全功率工作状态从而要求制冷量最大，说明简单的1+1存在制冷系统制冷能力利用不足的问题，表明当前系统设计没有考虑随着飞行高度增加使用部分液体冷却系统制冷量冷却环境控制系统空气的可行性。发明内容[0005]本发明的目的：本发明主要针对当前飞机存在的制冷系统制冷量利用率不高的问题，提出两个制冷系统的综合热能管理设计概念，利用液体冷却系统转移压气机压缩热及燃油和机身气流作为热沉转移电子设备热载荷的设计理念，降低制冷系统对冲压空气的使用量，实现满足飞机冷却需求的低代偿损失、绿色制冷系统设计。[0006]本发明的技术方案是：[0007]一种环控系统和液冷系统综合热能管理系统