[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN107054664B - 带环境空气供应的飞机空调系统及飞机空调系统操作方法 - Google Patents

带环境空气供应的飞机空调系统及飞机空调系统操作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107054664B
CN107054664B CN201611052837.6A CN201611052837A CN107054664B CN 107054664 B CN107054664 B CN 107054664B CN 201611052837 A CN201611052837 A CN 201611052837A CN 107054664 B CN107054664 B CN 107054664B
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
process air
discharge pipe
pipe line
surrounding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611052837.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107054664A (zh
Inventor
弗兰克·克林佩勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of CN107054664A publication Critical patent/CN107054664A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107054664B publication Critical patent/CN107054664B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D13/08—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned the air being heated or cooled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603—Environmental Control Systems
    • B64D2013/0618—Environmental Control Systems with arrangements for reducing or managing bleed air, using another air source, e.g. ram air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603—Environmental Control Systems
    • B64D2013/064—Environmental Control Systems comprising more than one system, e.g. dual systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603—Environmental Control Systems
    • B64D2013/0648—Environmental Control Systems with energy recovery means, e.g. using turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603—Environmental Control Systems
    • B64D2013/0674—Environmental Control Systems comprising liquid subsystems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603—Environmental Control Systems
    • B64D2013/0688—Environmental Control Systems with means for recirculating cabin air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2501—Bypass valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)

Abstract

一种带环境空气供应的飞机空调系统及飞机空调系统操作方法，其中飞机空调系统包括：适于环境空气流过的环境空气供应管线；环境空气冷却设备，连接到环境空气供应管线；环境空气排放管线，连接到环境空气冷却设备并能连接到飞机机舱；适于供压缩过程空气流过的过程空气供应管线；过程空气冷却设备，连接到过程空气供应管线并配置为冷却流过过程空气供应管线的压缩过程空气；过程空气排放管线，连接到过程空气冷却设备并能连接到飞机机舱；和包括制冷剂回路的制冷设备，制冷剂回路适于供制冷剂流过。从过程空气排放管线分支出的旁通管线配置为至少在飞机空调系统的一些操作阶段将流动通过过程空气排放管线的冷却过程空气排放到飞机环境中。

Description

带环境空气供应的飞机空调系统及飞机空调系统操作方法
技术领域
本发明涉及飞机空调系统和操作飞机空调系统的方法。
背景技术
在商用飞机中，诸如例如在DE 10 2008 053 320 B4和US 8,333,078 B2或EP 2651 763 A2和US 2013/269374 A1中描述的所谓的空气支持空调系统目前通常用于对飞机机舱进行空气调节。飞机空调系统用于调节和维持飞机机舱中的期望压力、期望温度和期望空气湿度。此外，飞机空调系统向飞机机舱供应足够的新鲜空气，以确保在飞机机舱中存在规定的最少量的新鲜空气。
空气支持飞机空调系统通常包括空调单元，压缩的过程空气从飞机的发动机、单独的压缩机或辅助发动机(APU，辅助动力单元)供应到该空调单元。在飞机的飞行模式中，发动机引气主要用于向飞机空调系统的空调单元供应压缩的过程空气。另一方面，在飞机的地面操作中，压缩的过程空气通常从辅助动力单元或飞机外部的空气生产单元供应到飞机空调系统的空调单元。在空调单元中，过程空气在流动通过至少一个热交换器单元和各种压缩和膨胀单元时被冷却和膨胀。从空调单元排出的冷却的过程空气最终被引导到混合室中并在那里与从待进行空气调节的飞机区域带走的再循环空气混合。来自混合室的混合空气通过相应的混合空气管线被引导到待空气调节的飞机区域中，该飞机区域其可以是客舱、飞行员座舱、货舱、乘务员休息室等的形式。
DE 10 2010 034 830 A1和WO 2012/022758 A1描述了一种飞机空调系统，其中从飞机的发动机获取的压缩的过程空气通过向流动通过冷却回路的冷却剂的热传递而被冷却。用于在压缩的过程空气被供应到飞机机舱之前使压缩的过程空气膨胀的涡轮机被用于驱动布置在冷却回路中的压缩机。
从EP 2 821 346 A1和US 2015/013355 A1中已知一种飞机空调系统，其包括适于供环境空气流动通过的环境空气供应管线。连接到环境空气供应管线的环境空气冷却设备被配置用以冷却流动通过环境空气供应管线的环境空气。飞机空调系统还包括连接到环境空气冷却设备并且可连接到飞机机舱的环境空气排放管线和适于供压缩空气流动通过的用于压缩引气的供应管线。用于压缩空气的冷却设备连接到用于压缩引气的供应管线，并且被配置用以冷却流动通过用于压缩引气的供应管线的压缩空气。用于压缩空气的排放管线被连接到用于压缩空气的冷却设备，并且可连接到飞机机舱。制冷设备包括制冷剂回路，其适于供两相制冷剂流动通过，并且被配置用以在两相制冷剂流过制冷剂回路时将该两相制冷剂从液体聚集状态转换成气体聚集状态，然后再从气体聚集状态转换回到液体聚焦状态，其中制冷设备的制冷剂回路被配置用以将冷却能量供应到环境空气冷却设备和用于压缩空气的冷却设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种飞机空调系统，其能够以各种操作状态灵活地操作，并且有利于对飞机机舱进行能量有效且节省燃料的空气调节。本发明的目的还在于说明一种操作这种飞机空调系统的方法。
该目的通过具有以下特征的飞机空调系统以及操作飞机空调系统的方法实现。
飞机空调系统包括适于供环境空气流动通过的环境空气供应管线。飞机空调系统还包括环境空气冷却设备，该环境空气冷却设备连接到环境空气供应管线并且被配置用以冷却流动通过环境空气供应管线的环境空气。
例如，环境空气冷却设备可以包括热交换器。环境空气排放管线连接到环境空气冷却设备并且能连接到飞机机舱。由环境空气冷却设备冷却的环境空气因此可以经由环境空气排放管线被引导到飞机机舱中。
飞机空调系统还包括适于供压缩的过程空气流动通过的过程空气供应管线。过程空气供应管线可以是能连接到配备有飞机空调系统的飞机的发动机或辅助动力单元。由此，可以向过程空气供应管线供应从发动机或辅助动力单元获取的引气(bleed air)。然而，作为对此的替代，过程空气供应管线也可以是能连接到独立于飞机的发动机或辅助动力单元形成的压缩机，该压缩机将压缩的过程空气供应到过程空气供应管线。将压缩的过程空气供应到过程空气供应管线可以由布置在过程空气供应管线中的阀控制。
过程空气冷却设备被连接到过程空气供应管线，并且被配置用以对流动通过过程空气供应管线的压缩的过程空气进行冷却。类似于环境空气冷却设备，该过程空气冷却设备也可以包括热交换器。过程空气排放管线连接到过程空气冷却设备，并且能连接到飞机机舱。由过程空气冷却设备冷却的过程空气因此可以经由过程空气排放管线被引导到飞机机舱中。
飞机空调系统的制冷设备包括制冷剂回路，该制冷剂回路适于供制冷剂流动通过并被热联接到环境空气冷却设备和过程空气冷却设备，以便将来自环境空气冷却设备和过程空气冷却设备的热能传递到在制冷剂回路中循环的制冷剂。因此，流动通过环境空气供应管线的环境空气和流动通过过程空气供应管线的过程空气通过向在制冷设备的制冷剂回路中循环的制冷剂散发热能而被冷却，从而配备有飞机空调系统的飞机的机舱可以在飞机空调系统的正常操作中被提供经冷却的过程空气和经冷却的环境空气。因此，可以减少为确保飞机空调系统的适当空气调节所需的经冷却的过程空气的量。特别地，当流动通过过程空气供应管线的过程空气由飞机的发动机或辅助动力单元提供时，这使得可以减少飞机的燃料消耗。还可以通过向飞机机舱供应经冷却的环境空气来保证足够的新鲜空气被供应到飞机机舱。
在制冷设备的制冷剂回路中循环的制冷剂优选为两相制冷剂，其在流动通过制冷剂回路时在获取环境空气冷却设备和过程空气冷却设备的热能时从液体聚焦状态转换成气体聚集状态，然后通过制冷设备的制冷剂回路中的适当压力和温度控制而从气体聚集状态转换回到液体聚焦状态。例如，R134A(CH2F-CF3)、CO2或R245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)可以作为两相制冷剂在制冷设备的制冷剂回路中循环。因此，用于冷却环境空气冷却设备和过程空气冷却设备的冷却过程优选地实现为冷蒸气过程，其特征在于高能量效率。
环境空气冷却设备可以形成为制冷剂蒸发器的形式，其在流动通过环境空气供应管线的环境空气与在制冷设备的制冷剂回路中循环的制冷剂之间产生热联接。然后，可以通过将将热能传递到制冷剂来冷却环境空气，其中制冷剂在从环境空气冷却设备中的环境空气获取热能时从液体聚集状态转换成气体聚集状态。另外或替代地，过程空气冷却设备也可以形成为制冷剂蒸发器的形式，其在流动通过过程空气供应管线的过程空气与在制冷设备的制冷剂回路中循环的制冷剂之间产生热联接。然后，可以通过将热能传递到制冷剂来冷却过程空气，其中在从过程空气冷却设备中的过程空气获取热能时，制冷剂从液体聚集状态转换成气体聚集状态。
环境空气冷却设备和过程空气冷却设备优选地彼此并行地联接到制冷设备的制冷剂回路。特别地，环境空气冷却设备和过程空气冷却设备可以彼此并行地布置在制冷设备的制冷剂回路中。除了环境空气冷却设备和过程空气冷却设备之外，制冷剂压缩机、冷凝器、制冷剂收集器和/或膨胀阀可以布置在制冷设备的制冷剂回路中。
制冷剂压缩机可以例如形成为离心式压缩机的形式。冷凝器优选地热联接到冲压空气管道，使得热能可以从冷凝器传递到流动通过冲压空气管道的冲压空气。例如，冷凝器可以形成为以布置在冲压空气管道中的热交换器的形式。制冷剂收集器优选地被布置在制冷设备的制冷剂回路中在制冷剂冷凝器的下游，并且用于临时存储以液体聚焦状态从冷凝器排出的制冷剂。环境空气冷却设备和过程空气冷却设备优选地在制冷设备的制冷剂回路中布置在膨胀阀的下游。术语“下游”在这里是指通过制冷设备的制冷剂回路的制冷剂的流动方向。
最后，飞机空调系统包括从过程空气排放管线分支出的旁通管线。旁通管线被配置为至少在飞机空调系统的一些操作阶段将流动通过过程空气排放管线的经冷却的过程空气排放到飞机周围环境中。飞机空调系统因此可以以混合空气模式操作，在该混合空气模式中，飞机机舱被供应经冷却的过程空气和经冷却的环境空气。如果期望或必要的话，即如果在飞机空调系统的一些操作阶段中没有过程空气被从过程空气排放管线引导到飞机机舱中，飞机空调系统也可以以纯环境空气模式操作，然而，在纯环境空气模式中，没有来自过程空气排放管线的过程空气，而是仅来自环境空气排放管线的环境空气被供应到飞机机舱。在纯环境空气模式中，来自过程空气排放管线的全部过程空气经由旁通管线排放到飞机周围环境中。这有利于飞机空调系统的特别灵活的操作。
原则上，过程空气排放管线可以是能够直接连接到飞机机舱，以将流动通过过程空气排放管线的过程空气直接引导到飞机机舱中。然而，过程空气排放管线优选地能够经由混合室连接到飞机机舱，在混合室中，过程空气与取自飞机机舱的再循环空气混合。以类似的方式，环境空气排放管线可以是能够直接连接到飞机机舱，以便将流动通过环境空气排放管线的环境空气直接引导到飞机机舱中。然而，环境空气排放管线优选地能够经由混合室连接到飞机机舱，在混合室中，来自环境空气排放管线的环境空气与取自飞机机舱的再循环空气混合，并且如果适用，与来自过程空气排放管线的空气混合。
如果经冷却的过程空气和经冷却的环境空气被供应到混合室，即飞机空调系统以混合空气模式操作，则过程空气和环境空气在混合室中与来自飞机机舱的再循环空气混合。然后飞机机舱被供应由经冷却的过程空气、经冷却的环境空气和再循环空气组成的混合空气。另一方面，如果没有过程空气而是仅经冷却的环境空气被供应到混合室，即飞机空调系统以纯环境空气模式操作，则环境空气在混合室中与来自飞机机舱的再循环空气混合。然后飞机机舱被供应由经冷却的环境空气和再循环空气组成的混合空气。
飞机空调系统的控制装置优选地被配置用以根据过程空气源的操作状态和/或根据流动通过过程空气排放管线的经冷却的过程空气的组成来控制通过旁通管线的过程空气流。例如，控制装置可以被配置为，如果例如通过合适的传感器检测到过程空气源的故障，则将流动通过过程空气排放管线的经冷却的过程空气经由旁通管线排放到飞机周围环境中。替代地或除此之外，控制装置可以被配置为，如果过程空气不具有期望的组成，则将流动通过过程空气排放管线的经冷却的过程空气经由旁通管线排放到飞机周围环境中。
特别地，控制装置可以被配置为以如下方式控制通过旁通管线的过程空气流，即如果过程空气的质量参数超过阈值，则将流动通过过程空气排放管线的经冷却的过程空气经由旁通管线排放到飞机周围环境中。过程空气的质量参数可以是例如包含在过程空气中的物质的极限值，该极限值不应被超过。过程空气的质量参数可以例如通过布置在过程空气供应管线和/或过程空气排放管线中的合适的传感器被确定。通过以这种方式控制飞机空调系统的操作，确保了不适于供应到飞机机舱的过程空气不会到达飞机机舱。
用于控制通过旁通管线的过程空气流的旁通阀可以布置在旁通管线中。旁通阀的操作可以由飞机空调系统的控制装置控制。旁通阀可以实现为具有可变流动横截面的阀的形式。在旁通阀的完全打开状态下，流动通过过程空气排放管线的全部过程空气优选地经由旁通管线被引导离开而进入飞机周围环境。在旁通阀的完全关闭状态下，流动通过过程空气排放管线的全部过程空气优选地被引导到飞机机舱中。
最后，旁通阀也可以在控制装置的控制下部分地打开，使得流动通过过程空气排放管线的过程空气的一部分可以被引导到飞机机舱中，并且流动通过过程空气排放管线的过程空气的剩余部分可以排放到飞机周围环境中。例如，如果过程空气的质量参数确实超过阈值，但是由过程空气和环境空气组成的混合空气适合于供应到飞机机舱，则可以考虑部分打开旁通阀，这通过将过程空气的未经由旁通管线引导离开的部分与来自环境空气排放管线的环境空气适当地混合来实现。
从过程空气排放管线分支出的旁通管线可以开通到冲压空气管道中。例如，旁通管线可以开通到冲压空气管道中，制冷设备的制冷剂冷凝器也布置在冲压空气管道中。由此，可以避免在配备有飞机空调系统的飞机的外蒙皮中提置附加空气出口。
飞机空调系统还可以包括布置在过程空气排放管线中的脱水器。脱水器可以在过程空气排放管线中布置在过程空气冷却设备的下游，其中术语“下游”在这里是指过程空气通过过程空气排放管线的流动方向。例如可以实现为高压分离器的形式的脱水器可以用于在通过过程空气冷却设备的流动中从经冷却的过程空气流分离水。由脱水器从过程空气流分离的液态水可以被引导到冲压空气管道中，以便随流动通过冲压空气管道的冲压空气排放到飞机周围环境中。
热交换器也可以布置在过程空气排放管线中，该热交换器用于将来自特别是在脱水器下游流动通过过程空气排放管线的过程空气的额外的热能传递到在过程空气冷却设备的上游流动通过该过程空气供应管线的过程空气。术语“下游”和“上游”在这里是指过程空气通过过程空气排放管线和过程空气供应管线的流动方向。
最后，过程空气涡轮机可以布置在过程空气排放管线中。过程空气涡轮机优选地在过程空气排放管线中布置在热交换器的下游。术语“下游”在这里是指过程空气通过过程空气排放管线的流动方向。流动通过过程空气排放管线的过程空气在过程空气涡轮机中膨胀。过程空气涡轮机优选地联接到制冷设备的制冷剂压缩机，以便驱动制冷设备的制冷剂压缩机。
旁通管线优选地在过程空气涡轮机的下游从过程空气排放管线分支出。术语“下游”在这里同样指过程空气通过过程空气排放管线的流动方向。由此，如果流动通过过程空气排放管线的过程空气经由旁通管线在过程空气涡轮机下游排放到飞机周围环境中，则流动通过过程空气排放管线的过程空气的全部能量然后可以用于驱动过程空气涡轮机且因此驱动制冷设备的制冷剂压缩机。
在环境空气排放管线和飞机机舱或混合室之间可以存在直接连接。然而，环境空气排放管线优选地在混合室或者飞机机舱的上游开通到过程空气排放管线中，使得经冷却的环境空气可以从环境空气排放管线经由过程空气排放管线被引导到混合室或飞机机舱。环境空气排放管线可以包括第一环境空气排放管线分支，其可以在过程空气涡轮机的上游且特别在脱水器的上游开通到过程空气排放管线中。此外，环境空气排放管线可以包括第二环境空气排放管线分支，其可以在过程空气涡轮机的下游开通到过程空气排放管线。术语“上游”和“下游”在这里是指过程空气通过过程空气排放管线的流动方向。流动通过环境空气排放管线的环境空气可以经由第一环境空气排放管线分支供应到过程空气排放管线的高压区域。与此相反，第二环境空气排放管线分支用于将来自环境空气排放管线的环境空气引导到过程空气排放管线的低压区域中。
在装备有飞机空调系统的飞机的飞行模式中，首先流动通过环境空气供应管线、接着流动通过环境空气冷却设备且随后流动通过环境空气排放管线的环境空气的压力根据飞机的飞行高度而变化。具有开通到过程空气排放管线的高压区域中的第一环境空气排放管线分支和开通到过程空气排放管线的低压区域中的第二环境空气排放管线分支的上述环境空气排放管线的设计，使得可以在将环境空气供应到过程空气排放管线时考虑到环境空气的这种变化的压力。
飞机空调系统的控制装置可以被配置为根据流动通过环境空气排放管线的环境空气的压力来控制环境空气到第一环境空气排放管线分支和第二环境空气排放管线分支的分配。特别地，控制装置可以被配置为：如果流动通过环境空气排放管线的环境空气的压力超过阈值，则将环境空气经由第一环境空气排放管线分支引导到过程空气排放管线的高压区域中。相应地，控制装置可以被配置为：如果流动通过环境空气排放管线的环境空气的压力低于阈值，则将环境空气经由第二环境空气排放管线分支引导到过程空气排放管线的低压区域中。
控制装置还可以被配置为以如下方式控制通过环境空气排放管线的环境空气流，即环境空气的第一部分经由第一环境空气排放管线分支被引导到过程空气排放管线的高压区域中，而流动的环境空气的第二部分经由第二环境空气排放管线分支被引导到过程空气排放管线的低压区域中。引导到第一环境空气排放管线分支中的环境空气体积流量和被引导到第二环境空气排放管线分支中的环境空气体积流量之间的比率可以由控制装置根据流动通过环境空气排放管线的环境空气的压力来控制。为了控制向第一环境空气排放管线分支和第二环境空气排放管线分支的环境空气供应，可以在环境空气排放管线中布置可以具有可变的流动横截面的合适的阀，特别是三通阀。
第二环境空气排放管线分支优选地不仅在过程空气涡轮机的下游而且在旁通管线从过程空气排放管线的分支处的下游开通到过程空气排放管线中。术语“下游”在这里也是指过程空气通过空气排放管线的流动方向。如果流动通过过程空气排放管线的过程空气流、即流动通过过程空气排放管线的过程空气的至少一部分不旨在到达飞机机舱，而是经由旁通管线排放到飞机周围环境中，则通过环境空气排放管线的环境空气流优选地由控制装置以如下方式控制，即全部环境空气在旁通管线从过程空气排放管线的分支处的下游经由第二环境空气排放管线分支被引导到过程空气排放管线中。由此，确保了环境空气不与过程空气一起经由旁通管线排放到飞机周围环境中。
另一阀优选地布置在过程空气排放管线中在旁通管线从过程空气排放管线的分支处和第二环境空气排放管线分支通向过程空气排放管线的开口之间，该另一阀可以例如由飞机空调系统的控制装置以与布置在旁通管线中的旁通阀同步的方式控制，以便控制通过旁通管线的过程空气流。该另一阀可以具有可变的流动横截面。
特别地，布置在过程空气排放管线中在旁通管线从过程空气排放管线的分支处和第二环境空气排放管线分支通向过程空气排放管线中的开口之间的另一阀可以在旁通阀打开时关闭。由此，可以确保流动通过过程空气排出管线的全部经冷却的过程空气被排放到飞机周围环境中，而只有经冷却的环境空气到达飞机机舱。进一步阻止环境空气经由旁通管线逸出到飞机周围环境中。如果仅流动通过过程空气排放管线的过程空气的一部分将经由旁路管线排放到飞机周围环境中，则另一阀也可以部分打开使得期望的过程空气体积流量可以通过该另一阀。
环境空气压缩机可以布置在环境空气供应管线中，用以压缩流动通过环境空气供应管线的环境空气。环境空气压缩机可以形成为离心式压缩机的形式。在飞机空调系统的优选实施例中，环境空气压缩机被联接到过程空气涡轮机，以便能够由过程空气涡轮机驱动环境空气压缩机。例如，制冷剂压缩机、环境空气压缩机和过程空气涡轮机可以布置在共同的轴上。
环境空气预冷器也可以布置在环境空气供应管线中，其用以在环境空气供应到环境空气冷却设备之前预冷却流动通过环境空气供应管线的环境空气。环境空气预冷器优选地热联接到冲压空气管道并且特别地布置在冲压空气管道中，制冷设备的制冷剂冷凝器也设置在冲压空气管道中。环境空气预冷器可以形成为热交换器的形式。
过程空气预冷器可以布置在过程空气供应管线中，其用以在通过过程空气供应管线的过程空气流供应到过程空气冷却设备之前预冷该过程空气。过程空气预冷器优选地热联接到冲压空气管道并且特别地布置在冲压空气管道中，制冷设备的制冷剂冷凝器和环境空气预冷器也放置在冲压空气管道中。如同环境空气预冷器，过程空气预冷器也可以形成为热交换器的形式。相对于冲压空气通过冲压空气管道的流动方向，制冷设备的制冷剂冷凝器优选地在冲压空气管道中布置在环境空气预冷器的上游。另一方面，环境空气预冷器优选地放置在过程空气预冷器的上游。
在配备有飞机空调系统的飞机的飞行模式中，在冲压空气管道的入口的区域中积累的冲压压力确保了冲压空气到冲压空气管道中的足够供应。为了确保在飞行器的地面操作中足够的空气流通过冲压空气管道，例如形成为风扇的传送装置可以定位在冲压空气管道中。传送装置优选地在冲压空气管道中布置在过程空气预冷器的下游，其中术语“下游”在这里是指冲压空气通过冲压空气管道的流动方向。
旁通管线优选地在布置在冲压空气管道中的制冷剂冷凝器、布置在冲压空气管道中的环境空气预冷器和/或布置在冲压空气管道中的过程空气预冷器的下游开通到冲压空气管道中。另外或替代地，旁通管线也可以在布置在冲压空气管道中的传送装置的下游开通到冲压空气管道中，其中术语“下游”在此同样指冲压空气通过冲压空气管道的流动方向。由此，确保了流动通过冲压空气管道的冲压空气对于布置在冲压空气管道中的部件的冷却不会由于来自旁通管线的过程空气的供应被不利地影响。
环境空气供应管线通常可以直接连接到飞机周围环境。例如，可以在装备有飞机空调系统的飞机的外蒙皮中提供合适的开口，通过该开口可以将环境空气供应到环境空气供应管线。还可以想到的是，环境空气供应管线从冲压空气管道分支出。然而，环境空气供应管线的一个入口端优选地连接到斗式入口(scoop inlet)。经由该斗式入口，可以在飞机的飞行模式从位于沿着飞机的外蒙皮建立的边界层之上的空气层获取环境空气。由此，由对飞机空调系统的环境空气供应引起的空气动力损失可以被最小化。如果需要或必要，可以提供多个斗式入口，用以将环境空气供应到飞机空调系统。
在飞机空调系统的优选实施例中，应急新鲜空气供应管线从环境空气供应管线分支出。由此，可以避免提供额外的应急冲压空气入口(ERAI)，从而便于飞机的空气动力损失的进一步最小化。
在操作飞机空调系统的方法中，环境空气被引导通过环境空气供应管线。流动通过环境空气供应管线的环境空气由连接到环境空气供应管线的环境空气冷却设备冷却。由环境空气冷却设备冷却的环境空气被引导通过环境空气排放管线，该环境空气排放管线可连接到飞机机舱，以便将由环境空气冷却设备冷却的环境空气引导到飞机机舱中。压缩的过程空气被引导通过过程空气供应管线。流动通过过程空气供应管线的过程空气由连接到过程空气供应管线的过程空气冷却设备冷却。由过程空气冷却设备冷却的过程空气被引导通过过程空气排放管线，过程空气排放管线可连接到飞机机舱，以将过程空气冷却设备冷却的过程空气引导到飞机机舱中。制冷剂被循环通过制冷设备的制冷剂回路，该制冷剂回路热联接到环境空气冷却设备和过程空气冷却设备，以将来自环境空气冷却设备和过程空气冷却设备的热能传递到在制冷剂回路中循环的制冷剂。至少在飞机空调系统的一些操作阶段，流动通过过程空气排放管线的冷却的过程空气通过从过程空气排放管线分支出的旁通管线排放到飞机周围环境中。
通过旁通管线的过程空气流可以根据过程空气源的操作状态和/或根据流动通过过程空气排放管线的冷却的过程空气的组成被控制。特别地，通过旁通管线的过程空气流可以以如下方式被控制，即如果过程空气的质量参数超过阈值，则流动通过过程空气排放管线的冷却的过程空气通过旁通管线被排放到飞机周围环境中。
通过旁通管线的过程空气流可以由布置在旁通管线中的旁通阀控制。此外，从过程空气排放管线分支出的旁通管线可以开通到冲压空气管道中。
脱水器、热交换器和/或过程空气涡轮机可以布置在过程空气排放管线中。过程空气涡轮机可以联接到制冷设备的制冷剂压缩机，以驱动制冷设备的制冷剂压缩机。旁通管线可以在过程空气涡轮机的下游从过程空气排放管线分支出。
环境空气排放管线可以开通到过程空气排放管线中。环境空气排放管线也可以包括在过程空气涡轮机的上游开通到过程空气排放管线中的第一环境空气排放管线分支以及在过程空气涡轮机的下游且在旁通管线从过程空气排放管线的分支处的下游开通到过程空气排放管线中的第二环境空气排放管线分支。通过环境空气排放管线的环境空气流可以以如下方式被控制，即当至少通过过程空气排放管线的过程空气流经由旁通管线排放到飞机周围环境中时，则全部环境空气在旁通管线从过程空气排放管线的分支处的下游经由第二环境空气排放管线分支被引导到过程空气排放管线中。
旁通管线可在布置在冲压空气管道中的制冷剂冷凝器、布置在冲压空气管道中的环境空气预冷器和/或布置在冲压空气管道中的过程空气预冷器的下游开通到冲压空气管道中。环境空气供应管线的入口端可以连接到斗式入口。
应急新鲜空气供应管线可以特别地在环境空气压缩机的上游从环境空气供应管线分支出。
附图说明
现在参照所附示意图更详细说明本发明的优选实施例，其中：
图1示出用于对飞机机舱进行空气调节的空调系统。
具体实施方式
图1中所示的飞机空调系统10示出用于将环境空气从飞机周围环境14供应到飞机空调系统10的环境空气供应管线12。环境空气供应管线12的入口端被连接到斗式入口16。环境空气可经由斗式入口16从空气层取得并被供应到环境空气供应管线12，在配备有飞机空调系统10的飞机的飞行操作中，空气层位于能够从沿着飞机的外蒙皮累积的边界层之上。环境空气压缩机18被布置在环境空气供应管线12中，该环境空气压缩机18用以压缩流动通过环境空气供应管线12的环境空气。
环境空气预冷器20在环境空气压缩机18的下游被布置在环境空气供应管线12中。环境空气预冷器20被用以预冷却流动通过环境空气供应管线12的环境空气。环境空气预冷器被形成为热交换器的形式且被布置在冲压空气管道22中。由此，通过将热能传递到流动通过冲压空气管道22的冲压空气，能够在环境空气预冷器20中冷却经由环境空气供应管线12供应到环境空气预冷器20的环境空气。
在配备有飞机空调系统10的飞机的飞行模式中，冲压空气由于在冲压空气管道22的入口的区域中积累的冲压压力而流动通过冲压空气管道22。为即使在飞机的地面操作中也确保通过冲压空气管道22的足够空气流量，风扇形式的传送装置24被提供在冲压空气管道22中。传送装置24由电动机25驱动。向冲压空气管道22供应环境空气由冲压空气管道入口风门片26控制。
在环境空气预冷器20的下游，环境空气供应管线12开通到环境空气冷却设备28。在流动通过环境空气冷却设备28时，环境空气被冷却至期望的低温。
飞机空调系统10进一步包括过程空气供应管线30。过程空气供应管线被连接到飞机的发动机32。从发动机32取得的引气被作为压缩的过程空气引导通过过程空气供应管线30。过程空气向过程空气供应管线30的供应由阀34控制。过程空气预冷器36被布置在过程空气供应管线30中，并用以预冷却流动通过过程空气供应管线30的过程空气。类似于环境空气预冷器20，过程空气预冷器36也被形成为热交换器，且被布置在冲压空气管道22中。特别地，过程空气预冷器36相对于冲压空气通过冲压空气管道22的流动方向在环境空气预冷器20的下游位于冲压空气管道22中。在过程空气预冷器36中，通过向流动通过冲压空气管道22的冲压空气的传热来冷却流动通过过程空气供应管线30的过程空气。
在过程空气预冷器36的下游，过程空气供应管线30开通到过程空气冷却设备38中。在流动通过过程空气冷却设备38时，过程空气被冷却至期望的低温。过程空气冷却设备38被连接到过程空气排放管线40。热交换器42被布置在过程空气排放管线40中在过程空气冷却设备38的下游，并且在流动通过过程空气排放管线40的经冷却的过程空气和流动通过过程空气供应管线30的仅经预冷却的过程空气之间产生热联接，并由此确保对流动通过过程空气排放管线40的经冷却的过程空气的进一步冷却。
从流动通过过程空气排放管线40的过程空气流中冷凝出的液态水由脱水器44从过程空气流分离。在图1所示的飞机空调系统的实施例中，脱水器44形成为高压分离器且在过程空气排放管线40中位于过程空气冷却设备38和热交换器42之间。由脱水器44从过程空气流分离的液态水经由排水管线46被引导到冲压空气管道22中。特别地，水由注水喷嘴47注入到冲压空气管道20中。水部分地蒸发且冷却流动通过冲压空气管道22的冲压空气。
过程空气排放管线40将过程空气冷却设备38连接到飞机机舱48。过程空气涡轮机50被布置在过程空气排放管线40中在热交换器42的下游，过程空气涡轮机50用以使流动通过过程空气排放管线40的过程空气膨胀到期望的压力，从而过程空气能够被引导到飞机机舱48中。在供应到飞机机舱48之前，在过程空气涡轮机50膨胀的过程空气被引导到混合室52中，在混合室52中，过程空气与从飞机机舱48经由再循环空气管线54供应到混合室52的再循环空气混合。调节空气管线56在过程空气预冷却器36的上游从过程空气供应管线30分支出，并且在混合室52的上游开通到过程空气排放管线40中，调节空气控制阀58被布置在调节空气管线56中以于控制通过调节空气管线56的调节空气流。
环境空气冷却设备28被连接到环境空气排放管线62，环境空气排放管线62经由混合室52连接到飞机机舱48。特别地，环境空气排放管线62开通到过程空气排放管线40，以便流动通过环境空气排放管线62的经冷却的环境空气能够经由过程空气排放管线40被引导到混合室52且最后进入飞机机舱48中。环境空气排放管线62包括第一环境空气排放管线分支62a，该第一环境空气排放管线分支62a在过程空气涡轮机50的上游，即在过程空气冷却设备38和脱水器44之间，开通到过程空气排放管线40中。环境空气排放管线62进一步包括第二环境空气排放管线分支62b，该第二环境空气排放管线分支62b在过程空气涡轮机50的下游开通到过程空气排放管线40中。流动通过环境空气排放管线62的环境空气能够经由第一环境空气排放管线分支62a供应到过程空气排放管线40的高压区域。与之相反，流动通过环境空气排放管线62的环境空气能够经由第二环境空气排放管线分支62b被引导到过程空气排放管线40的低压区域。
在配备有飞机空调系统10的飞机的飞行模式中，流动通过环境空气供应管线12并且在流动通过环境空气冷却设备28之后还流动通过环境空气排放管线62的环境空气的压力根据飞机的飞行高度而变化。因此，控制装置64根据流动通过环境空气排放管线62的环境空气的压力控制向第一环境空气排放管线分支62a和第二环境空气排放管线分支62b的环境空气供应。特别地，控制装置64以如下方式控制布置在环境空气排放管线62中的三通阀，即当流动通过环境空气排放管线62的环境空气的压力超过阈值时，流动通过环境空气排放管线62的环境空气经由第一环境排放管线分支62a被引导到过程空气排放管线40的高压区域中。与之相反，控制装置64以如下方式控制三通阀66，即当流动通过环境空气排放管线62的环境空气的压力低于阈值时，流动通过环境空气排放管线62的环境空气经由第二环境空气排放管线分支62b被引导到过程空气排放管线40的低压区域。布置在第二环境空气排放管线分支62b中的阀67被用以控制通过第二环境空气排放管线分支62b的环境空气流。
飞机空调系统10进一步包括制冷设备68，该制冷设备68包括制冷剂回路70，制冷剂能够流动通过制冷剂回路70。制冷剂回路70被热联接到环境空气冷却设备28和过程空气冷却设备38，以将来自环境空气冷却设备28和过程空气冷却设备38的热能传递到在制冷剂回路70中循环的制冷剂。在图1所示的飞机空调系统10的实施例中，在制冷设备68的制冷剂回路70中循环的制冷剂是两相制冷剂，诸如，例如是R134A(CH2F-CF3)、CO2或者R245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)。制冷剂压缩机72、制冷剂冷凝器74、制冷剂收集器76和膨胀阀78布置在制冷剂回路70中。
制冷剂压缩机72以离心式压缩机的形式执行，并用于压缩通过制冷剂回路70循环的制冷剂。过程空气涡轮机50、环境空气压缩机18和制冷剂压缩机72被布置在共同的轴上，以便过程空气涡轮机50驱动环境空气压缩机18和制冷剂压缩机72两者。制冷剂冷凝器74被布置在制冷剂回路70中在制冷剂压缩机72的下游，并为热交换器的形式。热交换器形式的制冷剂冷凝器74被布置在冲压空气管道22中在环境空气预冷器20的上游，从而通过向流动通过冲压空气管道22的冲压空气的热能传递，可冷却流动通过制冷剂冷凝器74的制冷剂。制冷剂收集器76被布置在制冷设备68的制冷剂回路70中在制冷剂冷凝器74的下游，并用于临时存储从冷凝器74以液体聚集状态排出的制冷剂。膨胀阀78被定位在制冷剂回路70中在制冷剂收集器76的下游。
环境空气冷却设备28和过程空气冷却设备38被布置在制冷设备68的制冷剂回路70中在膨胀阀78的下游，其中环境空气冷却设备28和过程空气冷却设备38两者均为制冷剂蒸发器的形式。由此，通过向在制冷剂回路70中循环的制冷剂散发热能，流动通过环境空气冷却设备28的环境空气和流动通过过程空气冷却设备38的过程空气被冷却，制冷剂在从环境空气和过程空气获取热能时从液体聚集状态转换成气体聚集状态。环境空气冷却设备28和过程空气冷却设备38在制冷剂回路70中并行布置，其中制冷剂向环境空气冷却设备28和过程空气冷却设备38的供应由布置在制冷剂回路70中的阀80控制。
飞机空调系统10进一步包括从过程空气排放管线40分支出的旁通管线82。旁通管线82被配置用以至少在飞机空调系统10的一些操作阶段将流动通过过程空气排放管线40的经冷却的过程空气排放到飞机周围环境14中。在图1示出的飞机空调系统10的实施例中，旁通管线82在过程空气涡轮机50的下游从过程空气排放管线40分支出，并在传送装置24的下游且由此也在注水喷嘴47、制冷剂冷凝器74、环境空气预冷器20和过程空气预冷器36的下游开通到冲压空气管道22中，从而流动通过旁通管线82的过程空气经由冲压空气管道22排放到飞机周围环境中。
旁通阀84被布置在旁通管线82中，用于控制通过旁通管线82的过程空气流。第二环境空气排放管线分支62b在旁通管线82从过程空气排放管线40的分支处的下游开通到过程空气排放管线40。另一阀86被布置在过程空气排放管线40中在旁通管线82从过程空气排放管线40的分支处和第二环境空气排放管线分支62b通向过程空气排放管线40中的开口之间。
在控制装置64的控制下，飞机空调系统10由此能够以混合空气模式操作，其中经冷却的过程空气和经冷却的环境空气两者被供应到飞机机舱48。如果飞机空调系统10以混合空气模式操作，则旁通阀84闭合，而另一阀86打开，以便流动通过过程空气排放管线40的过程空气能够经由混合室52进入飞机机舱48。如果期望或者必要，即如果在飞机空调系统10的一些操作阶段没有过程空气要从过程空气排放管线40被引导到飞机机舱48中，则飞机空调系统10也能够以纯环境空气模式操作，在纯环境空气模式操作中，没有来自过程空气排放管线40的过程空气，而仅有来自环境空气排放管线62的环境空气被供应到飞机机舱48。
控制装置64特别地被配置用以根据由发动机32形成的过程空气源的操作状态和/或根据流动通过过程空气排放管线40的经冷却的过程空气的组成控制通过旁通管线82的过程空气流。例如，控制装置64能够以如下方式控制通过旁通管线82的过程空气流，即如果过程空气不具有期望的组成并且特别地如果过程空气的质量参数超过阈值，则流动通过过程空气排放管线40的经冷却的过程空气经由旁通管线82被排放到飞机周围环境14中。过程空气的质量参数例如可以是包含在过程空气中的物质的极限值，该极限值不应被超过。
在旁通阀84的完全打开状态下，当另一阀86此时关闭时，流动通过过程空气排放管线40的全部过程空气流经由旁通管线82被引导离开以进入飞机周围环境14中。另一方面，在旁通阀84的完全闭合状态下，在另一阀86打开的前提下，流动通过过程空气排放管线40的全部过程空气被引导到飞机机舱48中。最后，旁通阀84和另一阀86也可以均在控制装置64的控制下而部分地打开，以便流动通过过程空气排放管线40的过程空气的一部分可被引导到飞机机舱48中，而流动通过过程空气排放管线40的过程空气的其余部分可被排放到飞机周围环境14中。
最后，飞机空调系统10包括应急新鲜空气供应管线88，该应急新鲜空气供应管线88从环境空气供应管线12分支出并且开通到混合室52中。由此，可避免提供附加的应急冲压空气入口(ERAI)。布置在应急新鲜空气供应管线88中的阀90被用以控制通过应急新鲜空气供应管线88的环境空气流。

Claims (23)

1.一种飞机空调系统(10)，其包括：
适于供环境空气流动通过的环境空气供应管线(12)；
环境空气冷却设备(28)，该环境空气冷却设备(28)被连接到所述环境空气供应管线(12)，并且被配置用以冷却流动通过所述环境空气供应管线(12)的环境空气；
环境空气排放管线(62)，该环境空气排放管线(62)被连接到所述环境空气冷却设备(28)并且能连接到飞机机舱(48)，以将由所述环境空气冷却设备(28)冷却的环境空气引导到所述飞机机舱(48)中；
适于供压缩的过程空气流动通过的过程空气供应管线(30)；
过程空气冷却设备(38)，该过程空气冷却设备(38)被连接到所述过程空气供应管线(30)，并且被配置用以冷却流动通过所述过程空气供应管线(30)的压缩的过程空气；
过程空气排放管线(40)，该过程空气排放管线(40)被连接到过程空气冷却设备(38)，并且能连接到所述飞机机舱(48)，以将由所述过程空气冷却设备(38)冷却的过程空气引导到所述飞机机舱(48)中；和
制冷设备(68)，该制冷设备(68)包括制冷剂回路(70)，该制冷剂回路(70)适于供制冷剂流动通过并被热联接到所述环境空气冷却设备(28)和所述过程空气冷却设备(38)，以将来自所述环境空气冷却设备(28)和所述过程空气冷却设备(38)的热能传递到在所述制冷剂回路(70)中循环的制冷剂，
其特征在于从所述过程空气排放管线(40)分支出的旁通管线(82)，该旁通管线(82)被配置用以至少在所述飞机空调系统(10)的一些操作阶段中将流动通过所述过程空气排放管线(40)的经冷却的过程空气排放到飞机周围环境中。
2.根据权利要求1所述的飞机空调系统，
其特征在于控制装置(64)，该控制装置(64)被配置用以根据过程空气源的操作状态以及流动通过所述过程空气排放管线(40)的经冷却的过程空气的组成中的至少一者控制通过所述旁通管线(82)的过程空气流。
3.根据权利要求2所述的飞机空调系统，
其中所述控制装置(64)被配置为以如下方式控制通过所述旁通管线(82)的过程空气流，即如果所述过程空气的质量参数超过阈值，则将流动通过所述过程空气排放管线(40)的经冷却的过程空气经由所述旁通管线(82)排放到飞机周围环境中。
4.根据权利要求1所述的飞机空调系统，
其特征在于，旁通阀(84)被布置在所述旁通管线(82)中用于控制通过所述旁通管线(82)的过程空气流，和/或从所述过程空气排放管线(40)分支出的所述旁通管线(82)开通到冲压空气管道(22)中。
5.根据权利要求1所述的飞机空调系统，
其特征在于，脱水器(44)、热交换器(42)和过程空气涡轮机(50)中的至少一者被布置在所述过程空气排放管线(40)中。
6.根据权利要求5所述的飞机空调系统，
其中所述过程空气涡轮机(50)被联接到所述制冷设备(68)的制冷剂压缩机(72)以驱动所述制冷设备(68)的制冷剂压缩机(72)，和/或其中所述旁通管线(82)在所述过程空气涡轮机(50)的下游从所述过程空气排放管线(40)分支出。
7.根据权利要求2所述的飞机空调系统，
其特征在于，所述环境空气排放管线(62)开通到所述过程空气排放管线(40)中。
8.根据权利要求7所述的飞机空调系统，
其特征在于，所述环境空气排放管线(62)包括在所述过程空气涡轮机(50)的上游开通到所述过程空气排放管线(40)中的第一环境空气排放管线分支(62a)和在所述过程空气涡轮机(50)的下游且在所述旁通管线(82)从所述过程空气排放管线(40)的分支处的下游开通到所述过程空气排放管线(40)中的第二环境空气排放管线分支(62b)。
9.根据权利要求8所述的飞机空调系统，
其中所述控制装置(64)被配置为以如下方式控制通过所述环境空气排放管线(62)的环境空气流，即当流动通过所述过程空气排放管线(40)的过程空气经由所述旁通管线(82)被排放到飞机周围环境中时，全部环境空气经由所述第二环境空气排放管线分支(62b)在所述旁通管线(82)从所述过程空气排放管线(40)的分支处的下游被引导到所述过程空气排放管线(40)中。
10.根据权利要求4所述的飞机空调系统，
其特征在于，所述旁通管线(82)在布置在所述冲压空气管道(22)中的制冷剂冷凝器(74)、布置在所述冲压空气管道(22)中的环境空气预冷器(20)和布置在所述冲压空气管道(22)中的过程空气预冷器(36)中的至少一者的下游开通到所述冲压空气管道(22)中。
11.根据权利要求1所述的飞机空调系统，
其特征在于，所述环境空气供应管线(12)的入口端被连接到斗式入口(16)。
12.根据权利要求1所述的飞机空调系统，
其特征在于，应急新鲜空气供应管线(88)在所述环境空气压缩机(72)的上游从所述环境空气供应管线(12)分支出。
13.一种操作飞机空调系统(10)的方法，包括步骤：
将环境空气引导通过环境空气供应管线(12)；
通过连接到所述环境空气供应管线(12)的环境空气冷却设备(28)冷却流动通过所述环境空气供应管线(12)的环境空气；
将由所述环境空气冷却设备(28)冷却的环境空气引导通过能连接到飞机机舱(48)的环境空气排放管线(62)，以将由所述环境空气冷却设备(28)冷却的环境空气引导到所述飞机机舱(48)中；
将压缩的过程空气引导通过过程空气供应管线(30)；
通过连接到所述过程空气供应管线(30)的过程空气冷却设备(38)冷却流动通过所述过程空气供应管线(30)的过程空气；
将由所述过程空气冷却设备(38)冷却的过程空气引导通过能连接到所述飞机机舱(48)的过程空气排放管线(40)，以将由所述过程空气冷却设备(38)冷却的过程空气引导到所述飞机机舱(48)中；以及
使制冷剂循环通过制冷设备(68)的制冷剂回路(70)，该制冷剂回路(70)被热联接到所述环境空气冷却设备(28)和所述过程空气冷却设备(38)，以将来自所述环境空气冷却设备(28)和所述过程空气冷却设备(38)的热能传递到在所述制冷剂回路(70)中循环的制冷剂，
其特征在于，至少在所述飞机空调系统(10)的一些操作阶段中，流动通过所述过程空气排放管线(40)的经冷却的过程空气通过从所述过程空气排放管线(40)分支出的旁通管线(82)被排放到飞机周围环境中。
14.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，根据过程空气源的操作状态和流动通过所述过程空气排放管线(40)的经冷却的过程空气的组成中的至少一者来控制通过所述旁通管线(82)的过程空气流。
15.根据权利要求14所述的方法，
其中通过所述旁通管线(82)的过程空气流以如下方式被控制，即如果过程空气的质量参数超过阈值，则流动通过所述过程空气排放管线(40)的经冷却的过程空气经由所述旁通管线(82)被排放到飞机周围环境中。
16.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，通过所述旁通管线(82)的过程空气流由布置在所述旁通管线(82)中的旁通阀(84)控制，和/或从所述过程空气排放管线(40)分支出的所述旁通管线(82)开通到冲压空气管道(22)中。
17.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，脱水器(44)、热交换器(42)和过程空气涡轮机(50)中的至少一者被布置在所述过程空气排放管线(40)中。
18.根据权利要求17所述的方法，
其中所述过程空气涡轮机(50)被联接到所述制冷设备(68)的制冷剂压缩机(72)以驱动所述制冷设备(68)的制冷剂压缩机(72)，和/或其中所述旁通管线(82)在所述过程空气涡轮机(50)的下游从所述过程空气排放管线(40)分支出。
19.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，所述环境空气排放管线(62)开通到所述过程空气排放管线(40)中。
20.根据权利要求19所述的方法，
其特征在于，所述环境空气排放管线(62)包括在所述过程空气涡轮机(50)的上游开通到所述过程空气排放管线(40)中的第一环境空气排放管线分支(62a)和在所述过程空气涡轮机(50)的下游且在所述旁通管线(82)从所述过程空气排放管线(40)的分支处的下游开通到所述过程空气排放管线(40)中的第二环境空气排放管线分支(62b)。
21.根据权利要求20所述的方法，
其中通过所述环境空气排放管线(62)的环境空气流以如下方式被控制，即当流动通过所述过程空气排放管线(40)的过程空气经由所述旁通管线(82)被排放到飞机周围环境中时，全部环境空气经由所述第二环境空气排放管线分支(62b)在所述旁通管线(82)从所述过程空气排放管线(40)的分支处的下游被引导到所述过程空气排放管线(40)中。
22.根据权利要求16所述的方法，
其特征在于，所述旁通管线(82)在布置在所述冲压空气管道(22)中的制冷剂冷凝器(74)、布置在所述冲压空气管道(22)中的环境空气预冷器(20)和布置在所述冲压空气管道(22)中的过程空气预冷器(36)中的至少一者的下游开通到所述冲压空气管道(22)中，和/或所述环境空气供应管线(12)的入口端连接到斗式入口(16)。
23.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，应急新鲜空气供应管线(88)在所述环境空气压缩机(72)的上游从所述环境空气供应管线(12)分支出。
CN201611052837.6A 2015-11-27 2016-11-25 带环境空气供应的飞机空调系统及飞机空调系统操作方法 Active CN107054664B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015223548.3A DE102015223548A1 (de) 2015-11-27 2015-11-27 Flugzeugklimaanlage mit Umgebungsluftzufuhr und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Flugzeugklimaanlage
DE102015223548.3 2015-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107054664A CN107054664A (zh) 2017-08-18
CN107054664B true CN107054664B (zh) 2019-10-22

Family

ID=57394437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611052837.6A Active CN107054664B (zh) 2015-11-27 2016-11-25 带环境空气供应的飞机空调系统及飞机空调系统操作方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10435160B2 (zh)
EP (1) EP3173337B1 (zh)
CN (1) CN107054664B (zh)
DE (1) DE102015223548A1 (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11459110B2 (en) * 2016-04-22 2022-10-04 Hamilton Sunstrand Corporation Environmental control system utilizing two pass secondary heat exchanger and cabin pressure assist
US11161616B2 (en) * 2017-04-27 2021-11-02 Textron Innovations, Inc. High efficiency pneumatic flow control system for aircraft
US11358725B2 (en) * 2017-06-28 2022-06-14 Hamilton Sundstrand Corporation Three wheel and simple cycle aircraft environmental control system
CN108163224B (zh) * 2017-11-28 2020-10-23 中国南方航空股份有限公司 一种民航飞机空调流量控制活门状态监控装置和方法
US10914537B2 (en) * 2017-12-11 2021-02-09 Hamilton Sundstrand Corporation Heat exchanger with spray nozzle
US10611487B2 (en) * 2018-01-16 2020-04-07 The Boeing Company Vehicle air conditioning pack with air cycle assembly
DE102018109480A1 (de) 2018-04-20 2019-10-24 Airbus Operations Gmbh Flugzeugskühlsystem und Flugzeug mit Flugzeugkühlsystem
EP3659921B1 (en) * 2018-11-30 2020-11-18 LEONARDO S.p.A. Vehicle and method of cooling a compartment of said vehicle
FR3093325B1 (fr) * 2019-03-01 2021-02-12 Liebherr Aerospace Toulouse Sas Système de conditionnement d’air d’une cabine d’aéronef comprenant des moyens de réchauffage de l’eau récoltée par la boucle d’extraction d’eau
US11465766B2 (en) * 2019-06-28 2022-10-11 The Boeing Company Systems and methods for cooling and generating power on high speed flight vehicles
JP7407920B2 (ja) * 2020-05-11 2024-01-04 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
CN112113297B (zh) * 2020-09-25 2024-10-15 福建省建筑设计研究院有限公司 四管制能量提升机与冷水机组耦合的双集分水器空调系统
EP4001599B8 (en) 2020-11-23 2023-04-12 The Boeing Company Methods and systems for generating power and thermal management having combined cycle architecture
EP4001613B1 (en) 2020-11-23 2024-06-19 The Boeing Company Methods and systems for generating power and thermal management having dual loop architecture

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5971982A (en) * 1995-09-19 1999-10-26 Lp Systems Corporation LPS 33 epilator and probeholder
DE102010054448A1 (de) * 2010-12-14 2012-06-14 Airbus Operations Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Flugzeugklimaanlage
CN104276287A (zh) * 2013-07-04 2015-01-14 空中客车作业有限公司 飞机空调系统和操作飞机空调系统的方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2834256C2 (de) * 1978-08-04 1985-05-23 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Anordnung zur Klimatisierung von Luftfahrzeugkabinen
US4263786A (en) * 1979-07-10 1981-04-28 The Boeing Company Fuel conserving air-conditioning apparatus and method for aircraft
US4963174A (en) * 1989-12-12 1990-10-16 Payne George K Hybrid vapor cycle/air cycle environmental control system
US5791982A (en) * 1997-04-16 1998-08-11 Alliedsignal Inc. System for improving the well-being of humans in a commercial aircraft
US5899085A (en) * 1997-08-01 1999-05-04 Mcdonnell Douglas Corporation Integrated air conditioning and power unit
US6848261B2 (en) * 2003-04-03 2005-02-01 Honeywell International Inc. Condensing cycle with energy recovery augmentation
US7305842B1 (en) * 2005-05-23 2007-12-11 Peter Schiff Environmental control system and method for an aircraft
DE102005037285A1 (de) * 2005-08-08 2007-02-15 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Flugzeugklimaanlage
US7871038B2 (en) * 2007-05-17 2011-01-18 The Boeing Company Systems and methods for providing airflow in an aerospace vehicle
DE102008053320B4 (de) 2008-10-27 2010-12-02 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren und System zur Steuerung einer Flugzeugklimaanlage mit optimiertem Treibstoffverbrauch
DE102010034830B4 (de) 2010-08-19 2012-11-08 Airbus Operations Gmbh Klimatisierungssystems für ein Luftfahrzeug mit separatem Kältekreis
DE102010054418A1 (de) 2010-12-14 2012-06-14 Achim Hartlieb Bilderrahmen
EP2735510B1 (en) * 2012-11-23 2015-07-01 Airbus Operations GmbH Aircraft air conditioning system and method of operating an aircraft air conditioning system
US20140144163A1 (en) 2012-11-23 2014-05-29 Airbus Operations Gmbh Aircraft air conditioning system and method of operating an aircraft air conditioning system
EP2786935B1 (en) * 2013-04-02 2016-09-07 Airbus Operations GmbH Ram air channel assembly and method for operating a ram air channel assembly
EP3444189B1 (en) * 2014-09-19 2020-06-17 Airbus Operations GmbH Aircraft air conditioning system and method of operating an aircraft air conditioning system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5971982A (en) * 1995-09-19 1999-10-26 Lp Systems Corporation LPS 33 epilator and probeholder
DE102010054448A1 (de) * 2010-12-14 2012-06-14 Airbus Operations Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Flugzeugklimaanlage
CN104276287A (zh) * 2013-07-04 2015-01-14 空中客车作业有限公司 飞机空调系统和操作飞机空调系统的方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015223548A1 (de) 2017-06-01
US20170152050A1 (en) 2017-06-01
EP3173337A1 (en) 2017-05-31
US10435160B2 (en) 2019-10-08
CN107054664A (zh) 2017-08-18
EP3173337B1 (en) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107054664B (zh) 带环境空气供应的飞机空调系统及飞机空调系统操作方法
US10967978B2 (en) Aircraft air conditioning system and method of operating an aircraft air conditioning system
US7797962B2 (en) Method of operating an aircraft system
CN106672243B (zh) 具有机舱排气涡轮机的飞机空调系统
EP1492704B1 (en) Air conditioning system
US20080264084A1 (en) Pressurized closed cooling system
CN104276287B (zh) 飞机空调系统和操作飞机空调系统的方法
US20180057175A1 (en) Operating-phase-dependently controllable aircraft air conditioning system and method for operating such an aircraft air conditioning system
KR102001264B1 (ko) 항공기 객실용 에어 컨디셔닝 시스템
US20170275004A1 (en) Aircraft air conditioning system with an electrically driven ambient air compressor and method for operating such an aircraft air conditioning system
US20040051002A1 (en) Environmental control system
US20140144163A1 (en) Aircraft air conditioning system and method of operating an aircraft air conditioning system
CN108146638B (zh) 飞机空调系统和用于运行飞机空调系统的方法
WO2013067886A1 (zh) 飞行器的制冷系统
CN108128465B (zh) 飞机空调系统和用于操作飞机空调系统的方法
JP4211196B2 (ja) 航空機用空気調和装置
JP2004090778A (ja) 航空機用空調装置
JP4023018B2 (ja) 航空機の環境制御装置
JP3915263B2 (ja) 航空機用空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant