BR102019005350A2

BR102019005350A2 - Pacote e método de condicionamento de ar

Info

Publication number: BR102019005350A2
Application number: BR102019005350-0A
Authority: BR
Inventors: William Webster BEHRENS; Andrew Richard TUCKER
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2019-10-01
Also published as: US20190291875A1; EP3543131A1; RU2711842C1; US11661198B2; EP3543131B1; CN110294130B; CN110294130A

Abstract

um pacote de condicionamento de ar (145) de um sistema de refrigeração (115) inclui um conjunto de máquina de ciclo de ar (116), um conjunto de compressores de ar de cabina (126), e um duto de mistura (138). o conjunto de máquina de ciclo de ar (116) inclui um compressor (118) configurado para receber uma corrente de ar que inclui ar sangrado para gerar uma corrente de ar comprimido. o conjunto de máquina de ciclo de ar (116) utiliza uma primeira porção da corrente de ar comprimido para energizar o compressor (118). o conjunto de compressores de ar de cabina (126) recebe uma segunda porção da corrente de ar comprimido, e utiliza a segunda porção para gerar ar dinâmico comprimido. o duto de mistura (138) recebe o ar dinâmico comprimido e permite que o ar dinâmico comprimido se misture com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor (118) ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor (118) para gerar uma corrente de ar híbrida que é usada para refrigerar pelo menos uma porção de um veículo (10).

Description

PACOTE E MÉTODO DE CONDICIONAMENTO DE AR

CAMPO DAS MODALIDADES DA INVENÇÃO [001] Modalidades da presente descrição se referem geralmente a sistemas de refrigeração e métodos para condicionar ar para o uso na refrigeração de veículos, tais como aeronaves comerciais.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Os conhecidos sistemas de condicionamento de ar usados em veículos de transporte, tais como aeronaves comerciais, tipicamente usam um ciclo termodinâmico baseado em ar para prover frio, ar pressurizado para vários compartimentos internos da aeronave, tais como uma cabina de passageiros, cabina de pilotagem, compartimentos de carga, e semelhantes. Pelo menos alguns sistemas de condicionamento de ar conhecidos são energizados exclusivamente por ar sangrado extraído dos estágios de compressor dos motores de veículo, tais como motores de turbina a gás de uma aeronave. O ar sangrado do motor está a uma temperatura e pressão elevadas em comparação com o ar dentro do veículo. Os sistemas de condicionamento de ar podem usar ar dinâmico do ambiente externo do veículo somente para resfriar ar sangrado. Depois da absorção de calor do ar sangrado, o ar dinâmico é descarregado no ambiente externo. Uma vez quando o ar sangrado é resfriado e condicionado no sistema de condicionamento de ar, o ar sangrado é então usado para várias tarefas de resfriamento do veículo. Por exemplo, o ar sangrado pode ser distribuído na cabina de passageiros para o controle de temperatura, ventilação, e pressurização dentro da cabina de passageiros.

[003] A operação de típicos sistemas de condicionamento de ar pode reduzir a economia de combustível e/ou a eficiência do veículo. Por exemplo, o uso de ar sangrado do motor ou de outra fonte de ar de sangria para o condicionamento de ar desvia energia, que poderia ser usada de outra maneira para a propulsão. O uso de ar sangrado para resfriar e condicionar a cabina de

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 10/69 / 47 passageiros pode reduzir a economia de combustível e/ou a eficiência durante a operação do veículo porque trabalho a partir da combustão de combustível é despendido para gerar o ar sangrado a alta pressão, ao invés de prover a propulsão. Além disso, o uso de ar dinâmico para resfriar ar sangrado tipicamente requer a captura de ar ambiente durante o movimento do veículo e o direcionamento do ar ambiente para dentro do veículo através de admissões ou respiradouros de ar, o que aumenta o arraste sobre o veículo (em relação ao direcionamento de menos ar ambiental para dentro do veículo). O arraste aumento pode reduzir a economia de combustível e a eficiência porque mais energia pode ser necessária para propulsionar o veículo através do ambiente externo a uma dada velocidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [004] Certas modalidades da presente invenção provêm um sistema de refrigeração para um veículo. O sistema de refrigeração inclui um grupo de condicionamento de ar e um circuito de controle. Quando usado aqui, o grupo de condicionamento de ar pode incluir ou representar uma unidade ou conjunto autônomo de condicionamento de ar. Por exemplo, o grupo de condicionamento de ar de acordo com uma ou mais modalidades descritas aqui pode ser autônomo dentro de um alojamento ou caixa, e opcionalmente pode ser portáveis para permitir que o pacote de condicionamento de ar seja instalado no veículo. O termo “grupo de condicionamento de ar” é também referido aqui como “pacote de condicionamento de ar”.

[005] O pacote de condicionamento de ar do sistema de refrigeração de acordo com uma ou mais modalidades inclui um conjunto de máquina de ciclo de ar, um conjunto de compressores de ar de cabina, e um duto de mistura. O conjunto de máquina de ciclo de ar inclui um compressor configurado para receber uma corrente de ar que inclui ar sangrado para gerar uma corrente de ar comprimido. O conjunto de máquina de ciclo de ar é configurado para utilizar uma primeira porção da corrente de ar comprimido

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 11/69 / 47 do compressor para energizar o compressor. O conjunto de compressores de ar de cabina é configurado para receber uma segunda porção da corrente de ar comprimido do compressor, e para utilizar a segunda porção para gerar ar dinâmico comprimido. O duto de mistura é configurado para receber o ar dinâmico comprimido e permitir que o ar dinâmico comprimido se misture com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor para gerar uma corrente de ar híbrida que é usada para refrigerar pelo menos uma porção de um veículo.

[006] Certas modalidades da presente invenção provêm um sistema de refrigeração para um veículo. O sistema de refrigeração inclui um pacote de condicionamento e um circuito de controle. O pacote de condicionamento de ar inclui um conjunto de máquina de ciclo de ar, um conjunto de compressores de ar de cabina, e um ou mais dutos de mistura. O conjunto de máquina de ciclo de ar inclui um compressor configurado para receber uma corrente de ar que inclui ar sangrado para gerar uma corrente de ar comprimido. O conjunto de máquina de ciclo de ar é configurado para utilizar uma primeira porção da corrente de ar comprimido do compressor para energizar o compressor. O conjunto de compressores de ar de cabina é configurado para receber uma segunda porção da corrente de ar comprimido do compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar. A segunda porção é discreta da primeira porção. O conjunto de compressores de ar de cabina é configurado para utilizar a segunda porção para gerar ar dinâmico comprimido. O um ou mais dutos de mistura são configurados para receber o ar dinâmico comprimido e permitir que o ar dinâmico comprimido se misture com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor para gerar uma corrente de ar híbrida que é usada para refrigerar pelo menos uma porção do veículo. O circuito de controle é operativamente conectado ao pacote de condicionamento de ar. O circuito de controle é configurado para controlar

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 12/69 / 47 trajetos de fluxo através do pacote de condicionamento de ar em diferentes configurações específicas com base em um ou mais de um modo de operação do veículo e uma temperatura ambiente fora do veículo.

[007] Certas modalidades da presente invenção provêm um método para condicionar ar para o uso em um veículo. O método inclui comprimir, por intermédio de um compressor, uma corrente de ar que inclui ar sangrado recebido de uma fonte de ar de sangria para gerar uma corrente de ar comprimido. O método inclui usar uma primeira porção da corrente de ar comprimido do compressor para energizar a compressão da corrente de ar, e usar uma segunda porção da corrente de ar comprimido para gerar ar dinâmico comprimido. O método também inclui misturar o ar dinâmico comprimido com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor para gerar uma corrente de ar híbrida, e utilizar a corrente de ar híbrida para regular uma temperatura de pelo menos um compartimento no veículo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [008] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva dianteira de um veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[009] A figura 2 é um diagrama esquemático do veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0010] A figura 3 é uma representação esquemática de um sistema de refrigeração do veículo mostrado nas figuras 1 e 2, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0011] A figura 4 é um diagrama esquemático do sistema de refrigeração da figura 3 mostrando um pacote de condicionamento do mesmo em uma primeira configuração em terra.

[0012] A figura 5 é um diagrama esquemático do sistema de refrigeração das figuras 3 e 4 mostrando o pacote de condicionamento de ar em uma segunda configuração em terra.

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 13/69 / 47 [0013] A figura 6 é um diagrama esquemático do sistema de refrigeração das figuras 3 a 5 mostrando o pacote de condicionamento de ar em uma configuração de voo de cruzeiro.

[0014] A figura 7 é um fluxograma de um método para condicionar ar para o uso em um veículo, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0015] Certas modalidades da presente invenção incluem um pacote de condicionamento que é configurado para refrigerar e condicionar ar. Em comparação com os conhecidos sistemas de condicionamento de ar, o pacote de condicionamento de ar nas modalidades descritas aqui pode extrair menos ar sangrado de uma fonte de ar de sangria, tal como um motor de turbina a gás ou uma unidade de energia auxiliar, enquanto que satisfaz as exigências de condicionamento de ar. Por conseguinte, durante a operação do veículo, uma maior percentagem de ar comprimido gerado dentro de um motor pode ser usada para a propulsão do veículo. Além disso, o pacote de condicionamento de ar descrito aqui pode também requerer que menos ar dinâmico seja utilizado durante a operação que nos conhecidos sistemas de condicionamento de ar, reduzindo assim o arraste sobre o veículo. Devido às quantidades reduzidas de ar sangrado e de ar dinâmico, requeridas para o condicionamento de ar, o pacote de condicionamento de ar descrito aqui pode aumentar a economia de combustível e a eficiência do veículo. A economia de combustível e a eficiência aumentadas podem resultar em alcances mais longos do veículo e custos de combustível reduzidos.

[0016] O pacote de condicionamento de ar de acordo com as modalidades descritas aqui inclui um conjunto de máquina de ciclo de ar que é fluidamente e termodinamicamente acoplado a um conjunto de compressores de ar de cabina por intermédio de rede de condutos. O conjunto de máquina de ciclo de ar é configurado para pressurizar uma corrente de ar

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 14/69 / 47 que inclui ar sangrado para gerar uma corrente de ar comprimido. O conjunto de compressores de ar de cabina é configurado para pressurizar ar dinâmico para gerar ar dinâmico comprimido. O ar dinâmico comprimido se mistura com o ar sangrado em um duto de mistura, antes ou depois de a corrente de ar ser comprimida pelo conjunto de máquina de ciclo de ar, para gerar uma corrente de ar híbrida. A corrente de ar híbrida pode ser descarregada do pacote de condicionamento de ar e direcionada para um ou mais compartimentos do veículo. A corrente de ar híbrida tem temperatura controlada e pode ser utilizada para prover refrigeração, ventilação, e/ou pressurização dentro do veículo.

[0017] A saída de certos conhecidos sistemas de condicionamento de ar é tipicamente somente de ar sangrado, de forma que ar dinâmico seja somente usado para refrigerar o ar sangrado e então é descarregado do veículo. Todavia, o pacote de condicionamento de ar de acordo com as modalidades da presente invenção fornece uma corrente de ar híbrida que é uma mistura tanto de ar sangrado quanto de ar dinâmico. A combinação do ar sangrado com o ar dinâmico comprimido pode efetivamente limitar a quantidade de ar sangrado utilizado pelo pacote de condicionamento de ar. Por exemplo, o pacote de condicionamento de ar descrito aqui pode usar menos ar sangrado que os conhecidos sistemas de condicionamento de ar em todos os modos de operação do veículo, e pode também usar menos ar dinâmico que os conhecidos sistemas de condicionamento de ar.

[0018] O pacote de condicionamento de ar de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção usa a energia pneumática do ar sangrado extraído de uma fonte de ar de sangria do veículo para comprimir o ar dinâmico para uma pressão designada. O pacote de condicionamento de ar pode explorar totalmente o potencial de energia do ar sangrado pelo uso do ar sangrado para acionar simultaneamente tanto o conjunto de máquina de ciclo de ar quanto o conjunto de compressores de ar de cabina. Por exemplo, a

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 15/69 / 47 corrente de ar comprimido (que inclui o ar sangrado) do conjunto de máquina de ciclo de ar pode ser dividida de tal maneira que uma primeira porção da corrente de ar comprimido seja direcionada para uma turbina do conjunto de máquina de ciclo de ar para acionar a compressão do ar sangrado, e uma segunda porção da corrente de ar comprimido seja direcionada para uma turbina do conjunto de compressores de ar de cabina para acionar a compressão do ar dinâmico.

[0019] A figura 1 ilustra uma vista em perspectiva dianteira de um veículo 10 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O veículo 10 na modalidade ilustrada é uma aeronave, e é referida aqui como a aeronave

10. Especificamente, a aeronave 10 mostrada na figura 1 pode ser uma aeronave comercial. Uma aeronave é uma modalidade de exemplo não limitativa do veículo descrito aqui, e o veículo 10, em outras modalidades da presente invenção, pode ser outro tipo de veículo de transporte, tal como um veículo ferroviário, um ônibus, um automóvel, uma embarcação, ou semelhante. Por exemplo, o pacote de condicionamento de ar descrito aqui em várias modalidades pode ser instalado em vários veículos diferentes para controlar uma temperatura, pressão, e ventilação de ar dentro dos veículos. Os vários veículos diferentes que podem incluir o pacote de condicionamento de ar incluem aeronaves comerciais, tais como a aeronave 10 mostrada na figura 1, mas não são limitados a aeronaves comerciais.

[0020] A aeronave 10 na modalidade ilustrada inclui um sistema de propulsão 12 com dois motores principais 14 para propulsionar a aeronave 10. Os motores principais 14 podem ser motores de turbina a gás (por exemplo, turbojato com indução de ar). Os motores principais 14 podem ser suportados pelas asas 16 da aeronave 10. Em outras modalidades, o sistema de propulsão 12 pode incluir somente um ou mais que dois dos motores principais 14, e/ou os motores principais 14 podem ser montados na fuselagem 18 e/ou em uma empenagem 20 da aeronave 10, ao invés de nas asas 16. A fuselagem 18 da

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 16/69 / 47 aeronave 10 define um espaço interior 26 (mostrado na figura 2) que pode incluir múltiplos compartimentos, tais como uma cabina de passageiros 28, uma cabina de pilotagem 30, uma área de carga 32, e semelhante.

[0021] A figura 2 é um diagrama esquemático da aeronave 10 de acordo com uma modalidade da presente invenção. O diagrama da aeronave 10 na figura 2 mostra componentes da aeronave 10 que são usados para gerar e fornecer ar condicionado ao espaço interior 26 da aeronave 10. Por exemplo, a aeronave 10 na modalidade ilustrada inclui uma ou mais fontes de ar de sangria 113 e um sistema de refrigeração 115. A uma ou mais fontes de ar de sangria 113 são configuradas para fornecer ar comprimido (por exemplo, referido aqui como ar sangrado) ao sistema de refrigeração 115.

[0022] O sistema de refrigeração 115 é configurado para extrair energia do ar sangrado para produzir o ar condicionado que é provido para várias tarefas de refrigeração e/ou ventilação na aeronave 10. Pelo menos algum do ar condicionado do sistema de refrigeração 115 pode ser distribuído dentro do espaço interior 26, tal como dentro da cabina de passageiros 28, onde os passageiros são posicionados, a cabina de pilotagem 30, onde os pilotos e/ou outros elementos da tripulação estão posicionados, e/ou a área de carga 32, onde carga (por exemplo, animais de estimação, bagagens, itens volumosos, etc.). é armazenada. O ar condicionado pode ter uma temperatura, pressão, e/ou umidade, controladas. É reconhecido que os componentes da aeronave 10 ilustrados no diagrama da figura 2 são relevantes ao condicionamento de ar, e não são destinados a representar todos dos componentes, sistemas, dispositivos, e semelhantes, da aeronave 10.

[0023] O sistema de refrigeração 115 inclui um pacote de condicionamento de ar 145 e um circuito de controle 146. O pacote de condicionamento de ar 145 é um sistema com vários componentes e dispositivos de gerenciamento de tratamento de ar e térmico, tais como os trocadores de calor, compressores, turbinas, válvulas, e dutos, que são

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 17/69 / 47 mostrados e descritos em detalhe com referência às figuras 3 a 6. O pacote de condicionamento de ar 145 de acordo com as modalidades descritas aqui provê pressurização, ventilação, e controle de temperatura para a aeronave 10 através de um período operacional inteiro da aeronave 10. O pacote de condicionamento de ar 145 pode ser configurável para o uso em um modo de operação em terra da aeronave 10 enquanto a aeronave 10 está estática no nível da terra, em um modo de voo de cruzeiro da operação da aeronave 10 enquanto a aeronave 10 está voando em nível de cruzeiro, e quaisquer condições ou modos de voo entre os mesmos. Por exemplo, em uma ou mais modalidades descritas aqui, o pacote de condicionamento de ar 145 é configurável em uma ou mais configurações em terra para o uso enquanto a aeronave 10 está no modo de operação em terra, e é configurável em um ou mais configurações de voo de cruzeiro para o uso enquanto a aeronave 10 está no modo de operação de voo de cruzeiro.

[0024] O circuito de controle 146 é operativamente conectado ao pacote de condicionamento de ar 145 e é configurado para controlar a operação do pacote de condicionamento de ar 145. Por exemplo, o circuito de controle 146 pode ser usado para (i) abrir e fechar válvulas, (ii) ativar e desativar interruptores, motores, e/ou ventoinhas, e (iii) monitorar vários parâmetros, tais como temperaturas e pressões de sistema, temperaturas dos compartimentos da aeronave, temperaturas ambientais externas, altitude da aeronave, velocidade da aeronave, e semelhante. O circuito de controle 146 pode ser configurado para abrir e fechar válvulas particulares para controlar os trajetos de fluxo (por exemplo, trajetos de fluxo de ar) através do pacote de condicionamento de ar 145 em diferentes configurações específicas do pacote de condicionamento de ar 145. O circuito de controle 146 pode selecionar ou comutar para uma das configurações específicas do pacote de condicionamento de ar 145 com base em várias entradas recebidas pelo circuito de controle 146. Como um exemplo, o circuito de controle 146 pode

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 18/69 / 47 reconfigurar os trajetos de fluxo de ar através do pacote de condicionamento de ar 145 com base em diferentes modos de operação da aeronave 10 (por exemplo, voo de cruzeiro ou em terra) e/ou com base nas condições ambientais externas fora da aeronave 10. As condições ambientais externas podem incluir uma temperatura ambiente fora da aeronave 10, uma altitude da aeronave 10, uma umidade do ambiente fora da aeronave 10, e/ou semelhante. [0025] A aeronave 10 na modalidade ilustrada inclui múltiplas fontes de sangramento de ar 113 que são configuradas para fornecer ar sangrado ao pacote de condicionamento de ar 145 do sistema de refrigeração 115. Especificamente, a aeronave 10 inclui os motores principais 14 e uma unidade de energia auxiliar 152 (abreviada como “APU” na figura 2) que representa as fontes de sangramento de ar 113. Os motores principais 14 recebem ar que é puxado em um compressor (não mostrado) do respectivo motor principal 14 a partir do exterior da aeronave 10. O ar é comprimido pelo compressor antes de fluir para uma câmara de combustão (não mostrada), na qual o ar é inflamado com combustível para gerar o empuxe para propulsionar a aeronave 10. Pelo menos um dos motores principais 14 inclui um orifício de purga (não mostrado) ao longo de um estágio intermediário do compressor que é configurado para permitir que ar sangrado saia do motor principal 14 antes de entrar na câmara de combustão. O ar sangrado do pelo menos um motor principal 14 pode ser transportado através de um duto de ar sangrado 154 para o pacote de condicionamento de ar 145.

[0026] A unidade de potência auxiliar 152 pode ser um motor de turbina a gás a bordo da aeronave 10. A unidade de potência auxiliar 152 gera energia para cargas não motrizes dentro da aeronave 10, em lugar de propulsionar a aeronave 10. A unidade de potência auxiliar 152 pode também gerar ar sangrado pressurizado para o uso pelo pacote de condicionamento de ar 145 durante o modo de operação em terra da aeronave 10. Por exemplo, a unidade de potência auxiliar 152 pode fornecer energia enquanto os motores

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 19/69 / 47 principais 14 estão desligados ou em marcha lenta, tal como enquanto a aeronave 10 está em terra. Tal como o motor principal 14, a unidade de potência auxiliar 152 pode pressurizar ar dentro de um compressor (não mostrado) da unidade de potência auxiliar 152 para gerar o ar sangrado. A unidade de potência auxiliar 152 pode também prover eletricidade e/ou energia de eixo que podem ser usadas para a partida do motor principal e a energização de cargas elétricas (por exemplo, luzes e instrumentos). O ar sangrado da unidade de potência auxiliar 152 pode ser transportado através de um duto de ar sangrado 156 para o pacote de condicionamento de ar 145. O duto de ar sangrado 156 opcionalmente pode se combinar com o duto de ar sangrado 154, como mostrado na figura 2. Embora não mostrado na figura 2, a aeronave 10 pode incluir válvulas ao longo dos dutos de ar sangrado 154, 156 que controlam o fluxo de ar através dos dutos de ar sangrado 154, 156. As válvulas podem ser controladas pelo circuito de controle 146 do sistema de refrigeração 115 ou por outro circuito de controle na aeronave 10. Por exemplo, em resposta à aeronave 10 estar em um modo de operação em terra, as válvulas podem ser controladas para permitir que ar sangrado flua da unidade de potência auxiliar 152 através do duto de ar sangrado 156 para o pacote de condicionamento de ar 145, enquanto bloqueia o fluxo de ar sangrado a partir dos motores principais 14 através do duto de ar sangrado 154.

[0027] O pacote de condicionamento de ar 145 do sistema de refrigeração 115 recebe ar dinâmico através de um duto de ar dinâmico 158 da aeronave 10. O duto de ar dinâmico 158 se estende de uma admissão de ar dinâmico 160 em uma superfície externa da aeronave 10 para o pacote de condicionamento de ar 145. A admissão de ar dinâmico 160 pode ser uma tomada de ar ou respiradouro, através do qual ar dinâmico entra na aeronave

10. O ar dinâmico é ar ambiente fora da aeronave 10 que flui na aeronave 10 devido ao movimento da aeronave 10. Na modalidade ilustrada, o duto de ar

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 20/69 / 47 dinâmico 158 da aeronave 10 pode se dividir ou ramificar em múltiplos dutos de entrada, tais como um primeiro duto de entrada de ar dinâmico 178, um segundo duto de entrada de ar dinâmico 179, e um terceiro duto de entrada de ar dinâmico 180. O primeiro e segundo dutos de entrada de ar dinâmico 178, 179 se conectam ao pacote de condicionamento de ar 145 através de um orifício de entrada de ar dinâmico 124 (mostrado na figura 3), e são configurados para fornecer ar dinâmico para um conjunto de compressores de ar de cabina 126 (figura 3). O terceiro duto de entrada de ar dinâmico 180 se conecta ao pacote de condicionamento de ar 145 em um orifício de entrada de dissipador de calor 182 (figura 3) e está em comunicação de fluxo com um circuito de dissipador de calor dinâmico 144 (figura 3).

[0028] O pacote de condicionamento de ar 145 extrai energia do ar sangrado para a compressão do ar dinâmico. O ar dinâmico se mistura com o ar sangrado dentro do pacote de condicionamento de ar 145 para definir uma corrente de ar híbrida. A corrente de ar híbrida é descarregada do pacote de condicionamento de ar 145 como ar condicionado, que é distribuído por intermédio de um ou mais dutos de fornecimento de ar 161 à cabina de passageiros 28, cabina de pilotagem 30, área de carga 32, e/ou outros compartimentos dentro do espaço interior 26 da aeronave 10. A corrente de ar híbrida é condicionada pelo pacote de condicionamento de ar 145 para prover o controle de temperatura, controle de umidade, ventilação, e/ou pressurização dentro da aeronave 10. A corrente de ar híbrida pode se misturar com o ar dentro da cabina de passageiros 28 e opcionalmente pode ser descarregada da aeronave 10 através de um orifício de saída de fluxo 162 da aeronave 10. Em uma ou mais modalidades, algum do ar dinâmico recebido dentro do pacote de condicionamento de ar 145 a partir do duto de ar dinâmico 158 não está comprimido, mas, pelo contrário, é usado para absorver calor dentro do pacote de condicionamento de ar 145. Por exemplo, essa porção de ar dinâmico pode ser usada para absorver calor do ar sangrado.

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A porção do ar dinâmico usada para absorver calor sai do pacote de condicionamento de ar 145 através de um duto de escape 166 to um orifício de escape 164 da aeronave 10, onde o ar dinâmico aquecido é expelido da aeronave 10.

[0029] Em uma ou mais modalidades, o pacote de condicionamento de ar 145 pode ser um sistema integral unitário, de forma que os componentes do pacote de condicionamento de ar 145 possam ser comumente dispostos dentro de um único alojamento ou caixa. Opcionalmente, o circuito de controle 146 pode ser posicionado dentro do alojamento, pode ser montado em uma superfície externa do alojamento, ou pode ser instalado remotamente ao pacote de condicionamento de ar 145. O pacote de condicionamento de ar 145 pode ser suficientemente compacto e leve para ser transportado à mão. Como um resultado, o pacote de condicionamento de ar 145 pode ser relativamente simples de instalar dentro de uma aeronave 10 ou de outro veículo contendo um sistema de condicionamento de ar existente, baseado em ar sangrado, por carregamento do pacote de condicionamento de ar 145 na posição e fazendo conexões correspondentes entre as redes de condutos, fixadores mecânicos, componentes elétricos, e semelhantes.

[0030] Na uma ou mais configurações em terra, o pacote de condicionamento de ar 145 pode fornecer ar condicionado dentro do espaço interior 26 da aeronave 10 enquanto a aeronave está em terra. Por exemplo, o ar condicionado pode proporcionar conforto aos passageiros durante o carregamento e descarregamento da cabina de passageiros 28, e pode proporcionar conforto à tripulação de voo durante a preparação para um próximo voo ou a limpeza depois de um voo anterior. Várias configurações em terra do pacote de condicionamento de ar 145 são mostradas e descritas com referência às figuras 4 e 5. Por exemplo, a figura 4 representa uma primeira configuração em terra, e a figura 5 representa uma segunda configuração em terra. Em ambas da primeira e da segunda configurações em

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 22/69 / 47 terra, a unidade de potência auxiliar 152 da aeronave 10 é usada para fornecer ar sangrado ao pacote de condicionamento de ar 145. O pacote de condicionamento de ar 145 usa o ar sangrado para comprimir ar dinâmico de forma que a pressão do ar dinâmico seja substancialmente a mesma que a pressão do ar sangrado recebido da unidade de potência auxiliar 152. A pressão do ar dinâmico pode ser substancialmente a mesma que a pressão do ar sangrado recebido da unidade de potência auxiliar 152 dentro de uma faixa designada da pressão de ar sangrado (por exemplo, dentro de 1%, 5%, ou 10% da pressão de ar sangrado). Os trajetos de fluxo de ar através do pacote de condicionamento de ar 145 são configurados de forma que ar sangrado de chegada se misture com o ar dinâmico comprimido, e as correntes de ar sangrado e dinâmico comprimidos sejam resfriadas conjuntamente dentro do pacote de condicionamento de ar 145. A primeira configuração em terra pode ser usada quando a temperatura do ambiente externo fora da aeronave 10 no nível de terra é em, ou acima de, uma temperatura limite designada. A segunda configuração em terra mostrada na figura 5 tem um trajeto de fluxo ligeiramente diferente da primeira configuração em terra, e pode ser usada quando a temperatura ambiente é mais baixa que a temperatura limite designada.

[0031] Na uma ou mais configurações de voo de cruzeiro, o pacote de condicionamento de ar 145 pode fornecer ar condicionado para a pressurização, controle de temperatura, e ventilação do espaço interior 26 da aeronave 10 durante o modo de operação de voo de cruzeiro da aeronave 10 (por exemplo, durante o voo em uma altitude de cruzeiro designada). Uma configuração de voo de cruzeiro do pacote de condicionamento de ar 145 é mostrada e descrita com referência à figura 6. Embora somente uma configuração de voo de cruzeiro seja mostrada nas modalidades ilustradas, o pacote de condicionamento de ar 145 pode ser configurável em configurações adicionais de voo de cruzeiro em outras modalidades, como descritas aqui.

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Em cada configuração de voo de cruzeiro, pelo menos um dos motores principais 14 da aeronave 10 é usado para fornecer ar sangrado ao pacote de condicionamento de ar 145. O pacote de condicionamento de ar 145 usa o ar sangrado para comprimir o ar dinâmico de forma que a pressão do ar dinâmico seja substancialmente a mesma que a pressão de a cabina de passageiros 28. A pressão do ar dinâmico pode ser substancialmente a mesma que a pressão da cabina de passageiros 28 dentro de uma faixa designada da pressão de ar de cabina (por exemplo, dentro de 1%, 5%, ou 10% da pressão de ar de cabina). Na configuração de voo de cruzeiro, o ar dinâmico comprimido não se mistura com o ar sangrado como nas configurações em terra, mas, em vez disso, se mistura com, e é resfriado pelo ar dinâmico do ar de descarga da turbina de potência. O ar sangrado, todavia, se mistura com o ar dinâmico comprimido antes da descarga a partir do pacote de condicionamento de ar 145, de forma que a corrente de ar de saída inclua tanto ar sangrado quanto ar dinâmico comprimido, similarmente às configurações em terra.

[0032] O circuito de controle 146 é configurado para controlar (por exemplo, selecionar e comutar entre) as diferentes configurações do pacote de condicionamento de ar 145. O circuito de controle 146 inclui e/ou representa um ou mais circuitos ou ligações de contato de hardware que incluem, são conectados com, ou que ambos incluem e são conectados a, um ou mais processadores, controladores, e/ou outros dispositivos baseados em lógica de hardware. O circuito de controle 146 pode incluir uma unidade de processamento central (CPU), um ou mais microprocessadores, uma unidade de processamento gráfica (GPU), ou qualquer outro componente eletrônico capaz de processar dado alimentado de acordo com instruções lógicas específicas. Por exemplo, o circuito de controle 146 pode executar instruções armazenadas em meio de armazenamento legível por computador tangível e não transitório (por exemplo, um dispositivo de memória). Por exemplo, o

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 24/69 / 47 circuito de controle 146 pode ser configurado para ativar ou desativar certas válvulas no pacote de condicionamento de ar 145 para alterar os trajetos de fluxo de acordo com instruções armazenadas em um dispositivo de memória em resposta a certos eventos de disparo. Os eventos de disparo podem incluir uma entrada recebida de um dispositivo de entrada de operador (por exemplo, um operador manualmente selecionando uma configuração específica do pacote de condicionamento de ar 145 por intermédio de um teclado, dispositivo de entrada portátil, ou semelhante). Outros eventos de disparo para o circuito de controle 146 para reconfigurar o trajeto de fluxo do pacote de condicionamento de ar 145 podem ser baseados em condições de operação detectadas da aeronave 10 e/ou condições externas ambientais detectadas, como descritas em mais detalhe aqui. O circuito de controle 146 pode ser operativamente conectado ao pacote de condicionamento de ar 145 por intermédio de uma ou mais linhas de controle com fio ou ligações de comunicação sem fio, de forma que o circuito de controle 146 possa comunicar sinais de controle por via sem fio ou ao longo de trajetos com fio para várias válvulas, movimentadores de ar (por exemplo, ventoinhas), e outros dispositivos do pacote de condicionamento de ar 145.

[0033] A figura 3 é uma representação esquemática do sistema de refrigeração 115 da aeronave 10 mostrada nas figuras 1 e 2, de acordo com uma modalidade da presente invenção. A figura 3 ilustra um exemplo não limitativo da arquitetura de sistema do pacote de condicionamento de ar 145. O pacote de condicionamento de ar 145 inclui um conjunto de máquina de ciclo de ar 116, um conjunto de compressores de ar de cabina 126 para comprimir ar dinâmico, e um ou mais dutos de mistura 138. O conjunto de máquina de ciclo de ar 116 é acionado por ar sangrado, e o conjunto de compressores de ar de cabina 126 é acionado por uma turbina de energia 130. O conjunto de máquina de ciclo de ar 116 é referido aqui como o conjunto de ACM 116, e o conjunto de compressores de ar de cabina 126 é referido aqui

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 25/69 / 47 como conjunto de CAC 126. O conjunto de ACM 116, o conjunto de CAC 126, e o um ou mais dutos de mistura 138 são dispostos ao longo de um circuito de fluxo de condicionamento de ar 170 do pacote de condicionamento de ar 145. O circuito de fluxo de condicionamento 170 é definido por uma série de dutos interconectados 171 configurados para direcionar o fluxo de ar ao longo de trajetos definidos. O termo “dutos” é destinado a incluir amplamente vários elementos de tratamento de ar, tais como condutos, tubos de escoamento, tubos, mangueiras, e semelhantes. Os dutos 171 direcionam o fluxo de ar sangrado e ar dinâmico entre os componentes e dispositivos no pacote de condicionamento de ar 145. O pacote de condicionamento de ar 145 também inclui um circuito de dissipador de calor dinâmico 144, discreto do circuito de fluxo de condicionamento 170. O circuito de dissipador de calor dinâmico 144 transporta uma corrente de ar que é configurada para absorver calor a partir do ar dentro do circuito de fluxo de condicionamento 170.

[0034] O pacote de condicionamento de ar 145 inclui múltiplas válvulas 172 dispostas ao longo dos dutos 171 do circuito de fluxo de condicionamento 170. As válvulas 172 são configuradas para ser seletivamente abertas e fechadas para controlar os trajetos de fluxo das correntes de ar através do circuito de fluxo de condicionamento 170. O circuito de controle 146 pode controlar os estados ou posições das válvulas 172 por comunicação de sinais de controle às válvulas 172. O circuito de controle 146 pode comunicar os sinais de controle às correspondentes válvulas 172 por via sem fio e/ou através de fios condutores. Nas figuras 3 a 6, as válvulas 172 com um “X” representam válvulas 172 abertas ou parcialmente abertas, que permitem o fluxo de fluido através das mesmas, e as válvulas 172 que são círculos em branco (por exemplo, sem um “X”) representam válvulas fechadas 172 que bloqueiam o fluxo de fluido através das mesmas. Embora todas das válvulas 172 estejam representadas em uma posição aberta, a figura 3, opcionalmente, não representa qualquer das

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 26/69 / 47 configurações específicas do pacote de condicionamento de ar 145, que seriam empregadas na operação da aeronave 10.

[0035] O conjunto de ACM 116 inclui um compressor 118 e uma turbina 120, que são mecanicamente acoplados entre si por intermédio de um eixo 122. Por exemplo, a rotação da turbina 120 faz com que o eixo 122 gire, que aciona a rotação do compressor 118. O compressor 118 e a turbina 120 podem, cada, incluir um ou mais estágios de palhetas rotativas e aletas estacionárias (não mostradas). Em uma ou mais modalidades descritas aqui, o compressor 118 do conjunto de ACM 116 é configurado para receber uma corrente de ar que inclui ar sangrado. A corrente de ar pode incluir ar dinâmico comprimido com o ar sangrado ou apenas ar sangrado, dependendo da configuração selecionada do pacote de condicionamento de ar 145. O compressor 118 pressuriza a corrente de ar para gerar uma corrente de ar comprimido. O conjunto de ACM 116 é configurado adicionalmente para utilizar uma porção da corrente de ar comprimido que sai do compressor 118, a fim de energizar o compressor 118. Por exemplo, a porção da corrente de ar comprimido usada para energizar o compressor 118 é direcionada para a turbina 120 e é expandida através da turbina 120. A turbina 120 extrai energia da corrente de ar comprimido, que é usada como energia pneumática para acionar a rotação do compressor 118 por intermédio do eixo 122.

[0036] O conjunto de CAC 126, na modalidade ilustrada, inclui um primeiro compressor de ar de cabina 128, um segundo compressor de ar de cabina 129, e uma turbina 130, que são mecanicamente acoplados uns aos outros por intermédio de um eixo 132. O conjunto de CAC 126 é espaçado do conjunto de ACM 116, de forma que o eixo 132 seja separado do eixo 122 do conjunto de ACM 116.

[0037] O conjunto de CAC 126 é configurado para receber outra porção da corrente de ar comprimido do compressor 118 do conjunto de ACM 116. Por exemplo, uma primeira porção da corrente de ar comprimido é

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 27/69 / 47 direcionada para a turbina 120 do conjunto de ACM 116, e uma segunda porção discreta da corrente de ar comprimido é direcionada para o conjunto de CAC 126. O conjunto de CAC 126 utiliza a segunda porção do ar comprimido para gerar ar dinâmico comprimido. Por exemplo, dependendo da configuração selecionada do pacote de condicionamento de ar 145, um ou ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129 recebem ar dinâmico e comprimem o ar dinâmico para gerar o ar dinâmico comprimido. A segunda porção da corrente de ar comprimido do compressor 118 é direcionada através da turbina 130 do conjunto de CAC 126. A turbina 130 expande e extrai energia da corrente de ar comprimido passando através da turbina 130. A energia extraída é usada como energia pneumática para acionar a rotação de um ou ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129 por intermédio do eixo 132.

[0038] O um ou mais dutos de mistura 138 representam dutos 171 no circuito de fluxo de condicionamento 170, que são configurados para receber tanto o ar dinâmico comprimido quanto uma corrente de ar contendo ar sangrado na mesma. Por exemplo, dependendo do local do duto de mistura 138, o duto de mistura 138 pode receber a corrente de ar contendo ar sangrado a montante do compressor 118 ou pode receber a corrente de ar comprimido contendo ar sangrado a jusante do compressor 118. O duto de mistura 138 permite que o ar dinâmico comprimido se misture ou com a corrente de ar sangrado e/ou a corrente de ar sangrado comprimido para definir uma corrente de ar híbrida incluindo tanto ar dinâmico quanto ar sangrado. A corrente de ar híbrida é usada para refrigerar pelo menos uma porção da aeronave 10 depois da mistura com o escape a partir da turbina 120. Na modalidade ilustrada, o pacote de condicionamento de ar 145 inclui um primeiro duto de mistura 138A e um segundo duto de mistura 138B. O primeiro duto de mistura 138A está a montante do compressor 118 do conjunto de ACM 116 ao longo de uma direção de fluxo de ar através do

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 28/69 / 47 circuito de fluxo de condicionamento 170. O primeiro duto de mistura 138A recebe uma corrente de ar contendo ar sangrado que entra no pacote de condicionamento de ar 145 por intermédio de um duto de entrada de ar sangrado 174. O primeiro duto de mistura 138A também recebe ar dinâmico comprimido que sai de um ou ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129 do conjunto de CAC 126. Porque o primeiro duto de mistura 138A está a montante do compressor 118, a corrente de ar híbrida gerada dentro do primeiro duto de mistura 138A é direcionada para o compressor 118 do conjunto de ACM 116.

[0039] O segundo duto de mistura 138B está a jusante do compressor 118 do conjunto de ACM 116. O segundo duto de mistura 138B recebe a corrente de ar sangrado comprimido depois de ela ter saído do compressor 118 do conjunto de ACM 116 e passado através da turbina 130 do conjunto de CAC 126. O segundo duto de mistura 138B também recebe o ar dinâmico comprimido que sai de um ou ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129 do conjunto de CAC 126. A corrente de ar híbrida gerada dentro do segundo duto de mistura 138B pode ser subsequentemente misturada com ar descarregado a partir da turbina 120 e descarregada do pacote de condicionamento de ar 145 para refrigerar pelo menos uma porção da aeronave 10. Dependendo da configuração selecionada do pacote de condicionamento de ar 145, a corrente de ar comprimido pode se misturar com o ar sangrado em somente um ou ambos dos dutos de mistura 138A, 138B, como descrito em mais detalhe aqui.

[0040] O pacote de condicionamento de ar 145 pode também incluir um divisor 134, posicionado a jusante do compressor 118 do conjunto de ACM 116. O divisor 134 é disposto entre o compressor 118 e a turbina 120 do conjunto de ACM 116. Por exemplo, o divisor 134 está a jusante do compressor 118 e a montante da turbina 120. O divisor 134 é configurado para dividir uma corrente de ar de chegada a partir de um único duto 171 em

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 29/69 / 47 duas correntes de ar de saída ao longo de diferentes dutos 171. Por exemplo, o divisor 134 recebe a corrente de ar comprimido do compressor 118, e divida a corrente de ar comprimido em primeira e segunda porções da corrente de ar comprimido. A primeira porção da corrente de ar comprimido é transportada ao longo de um primeiro duto de ramal 173 para a turbina 120 do conjunto de ACM 116, e a segunda porção da corrente de ar comprimido é transportada ao longo de um segundo duto de ramal 175 para a turbina 130 do conjunto de CAC 126. A primeira e segunda porções da corrente de ar comprimido são discretas e separadas uma da outra. O divisor 134 pode ser uma guarnição entre os dutos 171, um duto especialmente projetado, ou um inserto dentro de um duto 171.

[0041] Uma válvula divisora 172A pode ser disposta no, ou próxima ao, divisor 134 para controlar como a corrente de ar comprimido é divida entre a primeira e segunda porções no divisor 134. Por exemplo, a válvula divisora 172A na modalidade ilustrada é disposta ao longo do segundo duto de ramal 175. O ajuste da válvula divisora 172A para aumentar a vazão em massa da corrente de ar comprimido através da válvula divisora 172A aumenta a vazão em massa da segunda porção que é direcionada para a turbina 130 do conjunto de CAC 126 e diminui a vazão em massa da primeira porção que é direcionada para a turbina 120 do conjunto de ACM 116. Inversamente, a redução da abertura da válvula divisora 172A diminui a vazão em massa da segunda porção e aumenta a vazão em massa da primeira porção. Em uma modalidade alternativa, a válvula divisora 172A pode ser disposta ao longo do primeiro duto de ramal 173, em lugar de no segundo duto de ramal 175, ou a válvula divisora 172A ao longo do segundo duto de ramal 175 é utilizada com uma segunda válvula ao longo do primeiro duto de ramal 173.

[0042] Em pelo menos uma modalidade, o pacote de condicionamento de ar 145 inclui um alojamento 142 ou caixa, e pelo menos alguns dos

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 30/69 / 47 componentes do pacote de condicionamento de ar 145 são dispostos dentro do alojamento 142. Por exemplo, na modalidade ilustrada, o conjunto de ACM 116, o conjunto de CAC 126, e os dutos de mistura 138A, 138B são dispostos dentro do alojamento 142, juntamente com os dutos de interconexão 171. Uma porção do circuito de dissipador de calor dinâmico 144 pode também ser disposta dentro do alojamento 142. Por exemplo, o alojamento 142 inclui um orifício de entrada de dissipador de calor 182 para permitir que ar dinâmico seja canalizado de um duto de entrada de ar dinâmico 180 para a porção do circuito de dissipador de calor dinâmico 144, disposta dentro do alojamento 142. O alojamento 142 pode ser composto de um material rígido, tal como um ou mais plásticos e/ou metais. O circuito de controle 146 é montado sobre, ou ao, alojamento 142 na modalidade ilustrada, mas o circuito de controle 146 pode ser disposto dentro do alojamento 142 ou posicionado remoto ao alojamento 142 (por exemplo, fora do, e espaçado do, alojamento 142), nas outras modalidades. Em uma modalidade alternativa, o pacote de condicionamento de ar 145 pode prescindir do alojamento 142 ou de pelo menos uma porção do conjunto de ACM 116 e/ou o conjunto de CAC 126 pode ser disposto fora do alojamento 142.

[0043] Na modalidade ilustrada, o pacote de condicionamento de ar 145 inclui um primeiro trocador de calor 112 e um segundo trocador de calor 150. Ambos dos trocadores de calor 112, 150 provêm transferência de calor entre o circuito de fluxo de condicionamento 170 e o circuito de dissipador de calor dinâmico 144. Calor é rejeitado do circuito de fluxo de condicionamento 170 no circuito de dissipador de calor dinâmico 144 nos trocadores de calor 112, 150. Na modalidade ilustrada, o primeiro e segundos trocadores de calor 112, 150 são arranjados em série ao longo do circuito de fluxo de condicionamento 170 em lados opostos do compressor 118 do conjunto de ACM 116. O primeiro trocador de calor 112 recebe a corrente de ar que inclui o ar sangrado a montante do compressor 118. O primeiro trocador de calor

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112 é usado para reduzir uma temperatura de operação da corrente de ar antes da corrente de ar entrar no compressor 118. O compressor 118 do conjunto de ACM 116 recebe a corrente de ar a partir do primeiro trocador de calor 112. A corrente de ar comprimido que sai do compressor 118 flui através do segundo trocador de calor 150. Por exemplo, o segundo trocador de calor 150 é disposto ao longo do trajeto de fluxo entre o compressor 118 e o divisor 134. O segundo trocador de calor 150 é usado para reduzir a temperatura de operação da corrente de ar comprimido antes da corrente de ar comprimido chegar ao divisor 134 e dividir em primeira e segunda porções.

[0044] O alojamento 142 do pacote de condicionamento de ar 145 inclui um orifício de entrada de ar sangrado 114, que está em comunicação de fluxo com o primeiro trocador de calor 112 por intermédio do duto de entrada de ar sangrado 174. O duto de entrada de ar sangrado 174 é conectado a (ou uma extensão de) os dutos de ar sangrado 154, 156 (mostrados na figura 2), que se estendem a partir da uma ou mais fontes de ar de sangria 113. Ar sangrado a partir da uma ou mais fontes de ar de sangria 113 é transportado para o pacote de condicionamento de ar 145 através do orifício de entrada de ar sangrado 114. O alojamento 142 também inclui um orifício de saída 140, através do qual a corrente de ar híbrida sai do pacote de condicionamento de ar 145. A corrente de ar híbrida é misturada com ar que sai da turbina 120 do conjunto de ACM 116. A corrente de ar resultante é descarregada através do orifício de saída 140 e flui através dos dutos de fornecimento de ar 161 para o espaço interior 26 (mostrado na figura 2) da aeronave 10.

[0045] O circuito de fluxo de condicionamento de ar 170 recebe ar dinâmico por intermédio do primeiro e segundo dutos de entrada de ar dinâmico 178, 179 estendidos através do orifício de entrada de ar dinâmico 124 no alojamento 142. O primeiro duto de entrada de ar dinâmico 178 é fluidamente conectado ao primeiro compressor de ar de cabina 128 do conjunto de CAC 126, e o segundo duto de entrada de ar dinâmico 179 é

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 32/69 / 47 fluidamente conectado ao segundo compressor de ar de cabina 129 do conjunto de CAC 126. O ar dinâmico que flui através do primeiro e segundo dutos de entrada de ar dinâmico 178, 179 é comprimido pelos compressores de ar de cabina 128, 129, respectivamente, do conjunto de CAC 126, para gerar o ar dinâmico comprimido. Por exemplo, uma primeira corrente de ar dinâmico no primeiro duto de entrada de ar dinâmico 178 pode ser comprimida pelo primeiro compressor de ar de cabina 128, e uma diferente segunda corrente de ar dinâmico no segundo duto de entrada de ar dinâmico 179 pode ser comprimida pelo segundo compressor de ar de cabina 129. O ar dinâmico comprimido que sai do conjunto de CAC 126 pode ser gerado por um ou ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129.

[0046] A corrente de ar que flui através do terceiro duto de entrada de ar dinâmico 180 é transportada através do circuito de dissipador de calor dinâmico 144 e absorve calor a partir do ar dentro do circuito de fluxo de condicionamento 170 no primeiro e segundos trocadores de calor 112, 150. O circuito de dissipador de calor dinâmico 144 pode incluir uma ventoinha 206 que impulsiona o fluxo de ar através do circuito de dissipador de calor dinâmico 144 para assegurar que a taxa de fluxo da corrente de ar seja suficiente para dissipar uma quantidade designada de calor do circuito de fluxo de condicionamento 170. A ventoinha 206 é acionada por um motor 208. Depois de fluir através dos trocadores de calor 112, 150, a corrente de ar dentro do circuito de dissipador de calor dinâmico 144 é descarregada do pacote de condicionamento de ar 145 através de uma saída de dissipador de calor 168 no alojamento 142. A corrente de ar descarregada flui através do duto de escape 166 (mostrado na figura 2) antes de ser descarregado da aeronave 10 através do orifício de escape 164 (figura 2).

[0047] O pacote de condicionamento de ar 145 também inclui um condensador 194 e um extrator de água 196, dispostos ao longo do circuito de fluxo de condicionamento 170 entre o compressor 118 do conjunto de ACM

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116 e as turbinas 120, 130 do ACM e conjuntos de CAC 116, 126, respectivamente. Mais especificamente, o condensador 194 e o extrator de água 196 são dispostos em série entre o segundo trocador de calor 150 e o divisor 134. O extrator de água 196 pode ser um separador de água de alta pressão configurado para remover umidade da corrente de ar comprimido. Água extraída da corrente de ar comprimido é transportada através do conduto de água 210 e é reinjetada no circuito de dissipador de calor dinâmico 144 a montante do segundo trocador de calor 150 para prover um dissipador de calor adicional para o sistema.

[0048] A figura 4 é um diagrama esquemático do sistema de refrigeração 115 mostrando o pacote de condicionamento de ar 145 em uma primeira configuração em terra. Como descrito acima, o pacote de condicionamento de ar 145 é configurável em várias configurações pelo circuito de controle 146 individualmente controlando os estados ou posições das válvulas 172 ao longo do circuito de fluxo de condicionamento 170. O circuito de controle 146 controla os estados das válvulas 172 por comunicação de sinais de controle elétricos às válvulas 172 ao longo de trajetos com fio ou por intermédio de ligações de comunicação sem fio. O pacote de condicionamento de ar 145 pode ser configurável em múltiplas configurações em terra diferentes. Em pelo menos uma modalidade, o circuito de controle 146 é configurado para selecionar ou manter o pacote de condicionamento de ar 145 em uma das configurações em terra em resposta à aeronave 10 estar em terra.

[0049] O pacote de condicionamento de ar 145 obtém a primeira configuração em terra quando o circuito de controle 146 fecha uma válvula de compressor de ar de cabina 172B, uma válvula de derivação de quente 172C, e uma válvula de derivação de condensador 172D. A válvula de compressor de ar de cabina 172B é disposta ao longo do segundo duto de entrada de ar dinâmico 179, e o fechamento da válvula de compressor de ar de cabina 172B

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 34/69 / 47 bloqueia o fluxo de ar dinâmico para o segundo compressor de ar de cabina 129 do conjunto de CAC 126. Como um resultado, o segundo compressor de ar de cabina 129 não recebe ar dinâmico e não gera ar dinâmico comprimido quando na primeira configuração em terra. A válvula de derivação de quente 172C é disposta ao longo de um duto de derivação quente 188 que é disposto a jusante dos compressores de ar de cabina 128, 129 do conjunto de CAC 126 e a montante do primeiro duto de mistura 138A e do primeiro trocador de calor 112. O fechamento da válvula de derivação de quente 172C assegura que todo do ar dinâmico comprimido do conjunto de CAC 126 seja direcionado para o primeiro duto de mistura 138A.

[0050] A válvula de derivação de condensador 172D é disposta ao longo de um duto de derivação de condensador 190 que é disposto a jusante do compressor 118 e do segundo trocador de calor 150, e a montante do condensador 194, do extrator de água 196, e do divisor 134. O fechamento da válvula de derivação de condensador 172D assegura que toda da corrente de ar comprimido do compressor 118 e do segundo trocador de calor 150 flua através do condensador 194 e do extrator de água 196 antes de chegar ao divisor 134. As outras válvulas 172 dispostas ao longo do circuito de fluxo de condicionamento 170 na modalidade ilustrada são ajustadas ou mantidas em uma posição aberta na primeira configuração em terra para permitir o fluxo de ar através das mesmas ao longo do trajeto de fluxo descrito abaixo. Como mostrado nas figuras 4 a 6, linhas de fluxo sólidas representam linhas de fluxo que têm o fluxo de fluido através das mesmas, e linhas de fluxo pontilhadas representam linhas de fluxo com nenhum fluxo de fluido através das mesmas. Na figura 4, porque a válvula de compressor de ar de cabina 172B, a válvula de derivação de quente 172C, e a válvula de derivação de condensador 172D estão fechadas, fluido não flui através do segundo duto de entrada de ar dinâmico 179, do duto de derivação quente 188, ou do duto de derivação de condensador 190, que são mostrados como linhas pontilhadas.

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 35/69 / 47 [0051] Quando o pacote de condicionamento de ar 145 está na primeira configuração em terra, o pacote de condicionamento de ar 145 recebe ar sangrado da unidade de potência auxiliar 152 (mostrada na figura 2). O primeiro compressor de ar de cabina 128 do conjunto de CAC 126 recebe o ar dinâmico através do primeiro duto de entrada de ar dinâmico 178 para gerar o ar dinâmico comprimido. O segundo compressor de ar de cabina 129 não recebe ar dinâmico, de forma que somente o primeiro compressor de ar de cabina 128 gere o ar dinâmico comprimido. Em uma modalidade, o conjunto de CAC 126 pode comprimir o ar dinâmico para ter substancialmente a mesma pressão que a pressão do ar sangrado recebido da unidade de potência auxiliar 152 dentro de uma faixa designada da pressão de ar sangrado (por exemplo, dentro de 1%, 5%, ou 10% da pressão de ar sangrado). O ar dinâmico comprimido do primeiro compressor de ar de cabina 128 é direcionado para o primeiro duto de mistura 138A. No primeiro duto de mistura 138A, o ar dinâmico comprimido se mistura com a corrente de ar contendo ar sangrado fornecido da unidade de potência auxiliar 152 para definir a corrente de ar híbrida.

[0052] A corrente de ar híbrida flui a partir do duto de mistura 138A através do primeiro trocador de calor 112, onde calor da corrente de ar híbrida é transferido para a corrente de ar dentro do circuito de dissipador de calor dinâmico 144 para resfriar a corrente de ar híbrida. A corrente de ar híbrida é subsequentemente comprimida pelo compressor 118 do conjunto de ACM 116 para definir a corrente de ar comprimido. A compressão aquece o ar, de forma que a corrente de ar comprimido saindo do compressor 118 seja dirigida através do segundo trocador de calor 150 para resfriar a corrente de ar comprimido.

[0053] A corrente de ar comprimido é direcionada do segundo trocador de calor 150 através do condensador 194, seguido pelo extrator de água 196. O condensador 194 provê o resfriamento adicional para a corrente

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 36/69 / 47 de ar comprimido para assegurar que a temperatura de operação da corrente de ar comprimido entrando no extrator de água 196 esteja suficientemente frio para condensar alguma da água no ar para formar um líquido antes de entrar no extrator de água 196. A água extraída da corrente de ar comprimido no extrator de água 196 é direcionada através de um conduto de água 210 e injetada no circuito de dissipador de calor dinâmico 144 para aumentar a efetividade de resfriamento da corrente de ar dentro do circuito de dissipador de calor dinâmico 144.

[0054] Depois de sair do extrator de água 196, a corrente de ar comprimido é dividida em a primeira e a segunda porções no divisor 134. A primeira porção é expandida através da turbina 120 do conjunto de ACM 116 para energizar o compressor 118. Por exemplo, a energia da corrente de ar comprimido fluindo através das pás de rotor e aletas da turbina 120 aciona a rotação do compressor 118 por intermédio do eixo 122, e resfria a corrente de ar comprimido no processo. A segunda porção da corrente de ar comprimido é direcionada para o conjunto de CAC 126 e é expandida através da turbina 130 para energizar o primeiro compressor de ar de cabina 128. Por conseguinte, a corrente de ar comprimido, que é a corrente de ar híbrida na primeira configuração em terra, é usada para energizar simultaneamente o compressor 118 do conjunto de ACM 116 e o primeiro compressor de ar de cabina 128 do conjunto de CAC 126.

[0055] A primeira e segunda porções da corrente de ar comprimido são resfriadas dentro das correspondentes turbinas 120, 130. Na modalidade ilustrada, a segunda porção da corrente de ar comprimido saindo da turbina 130 é direcionada através do condensador 194 e absorve calor da corrente de ar comprimido que está a montante do divisor 134 e do extrator de água 196. Assim, a segunda porção da corrente de ar comprimido é aquecida dentro do condensador 194. A primeira e segunda porções da corrente de ar comprimido convergem depois de sair das correspondentes turbinas 120, 130. Na

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 37/69 / 47 modalidade ilustrada, a segunda porção converge com a primeira porção em um duto de mistura 192 que está entre o condensador 194 e o orifício de saída 140 do pacote de condicionamento de ar 145. O pacote de condicionamento de ar 145 é configurado para condicionar a corrente de ar híbrida para uma temperatura, pressão, e umidade, designadas. Em um exemplo não limitativo, a corrente de ar híbrida descarregada ao longo do duto de ar de fornecimento 161 pode ter uma temperatura abaixo de 0 grau Celsius (°C) (32 graus Fahrenheit (°F)), tal como entre -17,8 e -6,7 °C (0 e 20 °F).

[0056] Na primeira configuração em terra, a ventoinha 206 é acionada pelo motor 208 para propulsionar a corrente de ar através do circuito de dissipador de calor dinâmico 144 a uma vazão desejada para prover uma quantidade desejada de dissipação de calor do ar dentro do circuito de fluxo de condicionamento 170 nos trocadores de calor 112, 150. A operação do motor 208, opcionalmente, pode representar a única exigência de potência do pacote de condicionamento de ar 145, além da energia elétrica energizando o circuito de controle 146 e a energia despendida para gerar o ar sangrado que é fornecido para o pacote de condicionamento de ar 145.

[0057] A figura 5 é um diagrama esquemático do sistema de refrigeração 115 mostrando o pacote de condicionamento de ar 145 em uma segunda configuração em terra. A diferença entre a primeira e a segunda configurações em terra é que a válvula de derivação de quente 172C é pelo menos parcialmente aberta na segunda configuração em terra, mostrada na figura 5, ao invés de completamente fechada como na primeira configuração em terra. O circuito de controle 146 parcialmente abre a válvula de derivação de quente 172C para permitir que algum do ar dinâmico comprimido saindo do primeiro compressor de ar de cabina 128 do conjunto de CAC 126 flua através do duto de derivação quente 188, derivando o primeiro duto de mistura 138A, ambos dos trocadores de calor 112, 150, e o conjunto de ACM 116. Uma primeira porção do ar dinâmico comprimido que não flui através do

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 38/69 / 47 duto de derivação quente 188 segue o trajeto de fluxo descrito com referência à primeira configuração em terra mostrada na figura 4. Por exemplo, a primeira porção do ar dinâmico comprimido se mistura com a corrente de ar no primeiro duto de mistura 138A para definir pelo menos uma porção da corrente de ar híbrida.

[0058] Uma segunda porção do ar dinâmico comprimido que flui através do duto de derivação quente 188 não é comprimida pelo conjunto de ACM 116 e não é direcionada para qualquer das turbinas 120, 130. Ao contrário, a segunda porção do ar dinâmico comprimido se mistura com a segunda porção da corrente de ar comprimido que sai da turbina 130 do conjunto de CAC 126 dentro do segundo duto de mistura 138B para definir a corrente de ar híbrida. Em uma modalidade, a primeira porção do ar dinâmico comprimido que é direcionada para o primeiro duto de mistura 138A tem uma vazão em massa maior que a segunda porção do ar dinâmico comprimido que é direcionada através do duto de derivação quente 188. Assim, uma maioria do ar dinâmico comprimido a partir do conjunto de CAC 126 é direcionada para o primeiro duto de mistura 138A, ao invés de através do duto de derivação quente 188. Em um exemplo não limitativo, a vazão em massa da primeira porção pode ser pelo menos oito vezes maior que a vazão em massa da segunda porção direcionada através do duto de derivação quente 188.

[0059] O circuito de controle 146 pode parcialmente abrir a válvula de derivação de quente 172C a fim de elevar a temperatura da corrente de ar híbrida saindo do pacote de condicionamento de ar 145 (em relação a não direcionar qualquer do ar dinâmico comprimido através do duto de derivação quente 188). Por exemplo, a segunda porção do ar dinâmico comprimido saindo do primeiro compressor de ar de cabina 128 está a uma temperatura mais alta que a segunda porção da corrente de ar comprimido saindo da turbina 130 do conjunto de CAC 126, de forma que o ar dinâmico comprimido direcionado através do duto de derivação quente 188 para o

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 39/69 / 47 segundo duto de mistura 138B aumente a temperatura da corrente de ar híbrida. A corrente de ar híbrida subsequentemente flui através do condensador 194.

[0060] Em pelo menos uma modalidade, o circuito de controle 146 pode ser configurado para comutar entre a primeira e a segunda configurações em terra em resposta a uma ou mais condições ou circunstâncias designadas, tais como uma temperatura medida do ambiente externo fora da aeronave 10 enquanto a aeronave 10 está em terra. Por exemplo, se a temperatura do ambiente externo estiver abaixo de uma temperatura limite designada, então o circuito de controle 146 pode selecionar a segunda configuração em terra. Alternativamente, se a temperatura ambiente estiver na, ou acima da, temperatura designada, o circuito de controle 146 pode selecionar a primeira configuração em terra mostrada na figura 4. A temperatura limite pode ser específica aos diferentes modelos de aeronave, exigências de ar condicionado, capacidades de componentes, e/ou preferências da operadora. Exemplos não limitativos de temperaturas que poderiam ser usadas como a temperatura limite incluem 15,5 °C (60 °F), 21,1 °C (70 °F), 26,7 °C (80 °F), e 32,2 °C (90 °F). Por exemplo, se a temperatura limite for designada como 26,7 °C (80 °F), então o circuito de controle 146 é configurado para selecionar a primeira configuração em terra quando a temperatura ambiente está em, ou é superior a, 26,7 °C (80 °F), e é configurado para selecionar a segunda configuração em terra quando a temperatura ambiente é inferior a 26,7 °C (80 °F). Outra condição ou circunstância que pode afetar se a primeira ou segunda configuração em terra é empregada é um número de pacotes de condicionamento de ar 145 que são empregados para prover a refrigeração para a aeronave 10. Por exemplo, mesmo se a temperatura ambiente for inferior à temperatura limite designada, o circuito de controle 146 pode ser configurado para selecionar a primeira configuração em terra mostrada na figura 4 se dois ou mais pacotes de condicionamento de ar 145 forem

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 40/69 / 47 utilizados.

[0061] A figura 6 é um diagrama esquemático do sistema de refrigeração 115 mostrando o pacote de condicionamento de ar 145 em uma configuração de voo de cruzeiro. O pacote de condicionamento de ar 145 pode ser configurado na configuração de voo de cruzeiro enquanto a aeronave 10 está voando em uma altitude de cruzeiro. O pacote de condicionamento de ar 145 alcança a configuração de voo de cruzeiro quando o circuito de controle 146 ajusta a válvula de compressor de ar de cabina 172B, a válvula de derivação de quente 172C, e a válvula de derivação de condensador 172D em uma posição aberta, e ajusta uma primeira válvula principal 172E e uma segunda válvula principal 172F na posição fechada. A primeira válvula principal 172E é disposta entre o duto de derivação quente 188 e o primeiro duto de mistura 138A. Pela abertura da válvula de derivação de quente 172C e fechamento da primeira válvula principal 172E, todo do ar dinâmico comprimido a partir do conjunto de CAC 126 pode ser direcionado através do duto de derivação quente 188 para o segundo duto de mistura 138B. Assim, o ar dinâmico comprimido deriva o conjunto de ACM 116 inteiramente, e somente a corrente de ar com o ar sangrado é comprimida pelo compressor 118 do conjunto de ACM 116. Além disso, porque o ar dinâmico comprimido deriva o conjunto de ACM 116, a corrente de ar comprimido é composta somente do ar sangrado. Além disso, somente o ar sangrado representa a corrente de ar comprimido que é dividida em duas correntes e direcionadas para as turbinas 120, 130 para a energização do conjunto de ACM 116 e do conjunto de CAC 126, respectivamente. O ar dinâmico comprimido também deriva os trocadores de calor 112, 150. O ar dinâmico comprimido não se mistura com o ar sangrado da corrente de ar comprimido para gerar a corrente de ar híbrida até a segunda porção da corrente de ar comprimido sair da turbina 130 do conjunto de CAC 126 e fluir para o segundo duto de mistura 138B.

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 41/69 / 47 [0062] Pela abertura da válvula de compressor de ar de cabina 172B, o segundo compressor de ar de cabina 129 do conjunto de CAC 126 recebe ar dinâmico através do segundo duto de entrada de ar dinâmico 179. Como um resultado, ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129 do conjunto de CAC 126 são utilizados para gerar o ar dinâmico comprimido. A expansão do ar sangrado comprimido na turbina 130 energiza ambos os compressores de ar de cabina 128, 129. O uso de ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129 pode aumentar a quantidade (por exemplo, vazão em massa, vazão volumétrica, ou semelhante) de ar dinâmico comprimido que é gerado pelo conjunto de CAC 126. O ar dinâmico comprimido do primeiro e do segundo compressores de ar de cabina 128, 129 se mistura no duto 171 e é direcionado através do duto de derivação quente 188.

[0063] A segunda válvula principal 172F é disposta entre o duto de derivação de condensador 190 e o condensador 194. Pela abertura da válvula de derivação de condensador 172D e fechamento da segunda válvula principal 172F, uma totalidade da corrente de ar comprimido do compressor 118 é direcionada através do duto de derivação de condensador 190 para o divisor 134. A corrente de ar comprimido saindo do segundo trocador de calor 150 deriva o condensador 194 e o extrator de água 196. Por exemplo, a remoção de umidade não é necessária em alta altitude, de forma que o circuito de controle 146 pode derivar a corrente de ar comprimido em torno do condensador 194 e o extrator de água 196 para melhorar a eficiência do ciclo de ar.

[0064] Quando o pacote de condicionamento de ar 145 está na configuração de voo de cruzeiro, o pacote de condicionamento de ar 145 recebe ar sangrado no duto de entrada de ar sangrado 174 a partir de um ou mais dos motores principais 14 (mostrados na figura 1). O pacote de condicionamento de ar 145 não recebe ar sangrado da unidade de potência auxiliar 152 quando na configuração de voo de cruzeiro. Em uma modalidade,

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 42/69 / 47 o conjunto de CAC 126 pode comprimir o ar dinâmico para ter substancialmente a mesma pressão que a pressão de ar de cabina dentro da cabina de passageiros 28 e da cabina de pilotagem 30 (ambas mostradas na figura 2). Por exemplo, os compressores de ar de cabina 128, 129 podem comprimir as duas diferentes correntes de ar dinâmico de forma que a pressão do ar dinâmico comprimido possa estar dentro de uma faixa designada da pressão de ar de cabina (por exemplo, dentro de 1%, 5%, ou 10% da pressão de ar de cabina).

[0065] Opcionalmente, o motor 208 que energiza a ventoinha 206 no circuito de dissipador de calor dinâmico 144 pode ser desligado pelo circuito de controle 146 enquanto a aeronave 10 está em voo. A taxa de fluxo do ar dinâmico através do circuito de dissipador de calor dinâmico 144 pode ser suficiente para prover a absorção de calor requerida, de forma que energia que seria usado para energizar o motor 208 seja conservada.

[0066] Embora somente uma configuração de voo de cruzeiro seja mostrada aqui, é entendido que o pacote de condicionamento de ar 145 pode ser configurável em múltiplas configurações diferentes de voo de cruzeiro com base em certas circunstâncias ou condições, tais como temperatura ambiente, altitude, número de pacotes de condicionamento de ar 145 utilizados, e/ou semelhantes.

[0067] A figura 7 é um fluxograma de um método 300 para condicionar ar para o uso em um veículo, de acordo com uma modalidade da presente invenção. O método 300 pode ser realizado de acordo com as modalidades descritas aqui com referência às figuras 1 a 6. Por exemplo, o método 300 pode ser usado para condicionar ar que é usado para regular temperatura, ventilação, e/ou pressurização de pelo menos um compartimento ou espaço no veículo 10 mostrado na figura 1. O veículo 10 é descrito aqui como uma aeronave (e é referido como a aeronave 10), mas não é limitado a uma aeronave. O método 300 pode ser usado em outros tipos de veículos de

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 43/69 / 47 transporte, tais como veículos ferroviários, ônibus, embarcações, e semelhantes. O método 300 pode ser realizado inteiramente ou pelo menos parcialmente pelo sistema de refrigeração 115 mostrado na figura 2, incluindo o pacote de condicionamento de ar 145 e o circuito de controle 146.

[0068] Na etapa 302, uma corrente de ar que inclui ar sangrado é comprimida em um compressor 118 para gerar uma corrente de ar comprimido. O compressor 118 pode ser um componente de um conjunto de máquina de ciclo de ar (ACM) 116. Na etapa 304, uma temperatura de operação da corrente de ar comprimido é reduzida. A corrente de ar comprimido pode ser direcionada para um trocador de calor 150 que permite que o calor da corrente de ar comprimido se dissipe em uma corrente de ar dentro de um circuito de dissipador de calor dinâmico 144.

[0069] Na etapa 306, a corrente de ar comprimido é dividida em uma primeira porção e uma segunda porção. Por exemplo, a corrente de ar comprimido saindo do trocador de calor 150 pode ser direcionada para um divisor 134, que divide a corrente de ar comprimido em duas correntes separadas. Na etapa 308, a primeira porção da corrente de ar comprimido é usada para energizar a compressão da corrente de ar. Por exemplo, a primeira porção pode ser direcionada para uma turbina 120 do conjunto de ACM 116. A turbina 120 é mecanicamente acoplada ao compressor 118 por intermédio de um eixo 122. A primeira porção da corrente de ar comprimido é expandida através da turbina 120 para acionar a rotação do compressor 118 por intermédio do eixo 122. Na etapa 310, a segunda porção da corrente de ar comprimido é usada para gerar ar dinâmico comprimido. Por exemplo, a segunda porção pode ser direcionada para uma turbina 130 de um conjunto de compressor de ar de cabina (CAC) 126. A turbina 130 é mecanicamente acoplada a um primeiro compressor de ar de cabina 128 e a um segundo compressor de ar de cabina 129 por intermédio de um eixo 132. A segunda porção da corrente de ar comprimido é expandida através da turbina 130 para

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 44/69 / 47 acionar a rotação de um ou ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129. Ar dinâmico recebido em um ou ambos dos compressores de ar de cabina 128, 129 é pressurizado para gerar o ar dinâmico comprimido.

[0070] Na etapa 312, é determinado se o veículo (por exemplo, a aeronave 10) está em um modo de operação em terra. Por exemplo, um circuito de controle 146 pode receber um sinal de entrada a partir de um dispositivo de medição que indica se a aeronave 10 está em terra ou em voo. Se a aeronave 10 estiver em terra, então o fluxo continua para a etapa 314. Na etapa 314, é determinado se uma temperatura ambiente fora da aeronave 10 está em, ou é superior a, uma temperatura limite designada. Por exemplo, o circuito de controle 146 pode receber uma entrada a partir de um sensor de temperatura, e pode comparar a temperatura medida com um valor limite de temperatura gravado para determinar se a temperatura ambiente está em, ou é superior a, o limite designado. Se a temperatura ambiente estiver em, ou for superior a, o limite de temperatura designado, então o fluxo do método 300 continua para a etapa 316.

[0071] Na etapa 316, o ar dinâmico comprimido é misturado com a corrente de ar que inclui ar sangrado antes da corrente de ar chegar ao compressor 118, e a mistura define ou gera uma corrente de ar híbrida. Por exemplo, o circuito de controle 146 pode ajustar o pacote de condicionamento de ar 145 em uma primeira configuração em terra na etapa 316 por controlar a posição ou estados de várias válvulas 172. Na primeira configuração em terra, o ar dinâmico comprimido é direcionado para um primeiro duto de mistura 138A a montante do compressor 118, e se mistura com a corrente de ar no primeiro duto de mistura 138A. A corrente de ar híbrida, incluindo tanto ar dinâmico quanto ar sangrado, é então comprimida dentro do compressor 118 do conjunto de ACM 116 para gerar a corrente de ar comprimido na etapa 302.

[0072] Se a temperatura ambiente na etapa 314 estiver embaixo do

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 45/69 / 47 limite de temperatura designado, então o fluxo continua para 318. Na etapa 318, o ar dinâmico comprimido é misturado com ambas a corrente de ar a montante do compressor 118 e a corrente de ar comprimido a jusante do compressor 118 para gerar a corrente de ar híbrida. Por exemplo, o circuito de controle 146 pode ajustar o pacote de condicionamento de ar 145 em uma segunda configuração em terra na etapa 318 por modificar as posições de pelo menos algumas das válvulas 172 para alterar o trajeto de fluxo de ar através do pacote de condicionamento de ar 145. Na segunda configuração em terra, uma primeira porção do ar dinâmico comprimido é direcionada para o primeiro duto de mistura 138A para se misturar com a corrente de ar a montante do compressor 118, e uma segunda porção de derivação do ar dinâmico comprimido é direcionada para um segundo duto de mistura 138B para se misturar com a corrente de ar comprimido a jusante do compressor 118.

[0073] Se o veículo não estiver no modo de terra em 312, de forma que a aeronave 10 esteja em um modo de operação de voo de cruzeiro, então o fluxo do método 300 continua para a etapa 320. Na etapa 320, o ar dinâmico comprimido é misturado com a corrente de ar comprimido a jusante do compressor 118 para gerar uma corrente de ar híbrida. Por exemplo, o circuito de controle 146 pode configurar o pacote de condicionamento de ar 145 na configuração de voo de cruzeiro na etapa 320. Na configuração de voo de cruzeiro, todo do ar dinâmico comprimido pode ser direcionado através de um duto de derivação quente 188 para se misturar com a corrente de ar comprimido no segundo duto de mistura 138B. Assim, somente o ar sangrado (não o ar dinâmico comprimido) pode ser comprimido dentro do compressor 118 para gerar a corrente de ar comprimido na etapa 302, e somente o ar sangrado pode ser dividido em a primeira e a segunda porções na etapa 304 para o uso de energização da compressão da corrente de ar na etapa 308 e geração do ar dinâmico comprimido na etapa 310.

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 46/69 / 47 [0074] A etapa 322 segue cada uma das etapas 316, 318, e 320. Na etapa 322, a corrente de ar híbrida, que inclui tanto ar sangrado quanto ar dinâmico comprimido, é misturada com o escape da turbina 120 do conjunto de ACM 116 e utilizada para regular a temperatura no veículo (por exemplo, a aeronave 10). Por exemplo, a corrente de ar híbrida misturada com o fluxo de escape da turbina 120 pode ser descarregada do pacote de condicionamento de ar 145 através de um orifício de saída 140 e fornecida para uma cabina de passageiros 28, a cabina de pilotagem 30, e/ou outras áreas da aeronave 10 para prover controle de temperatura, ventilação, e/ou pressurização.

[0075] Embora não mostrado na figura 7, o método 300 pode incluir uma ou mais etapas de reconfiguração dos trajetos de fluxo através do pacote de condicionamento de ar 145 para comutar configurações do pacote de condicionamento de ar 145. As etapas de reconfiguração podem ser realizadas pelo circuito de controle 146 seletivamente abrindo e fechando certas válvulas específicas 172 para controlar e ajustar diferentes trajetos de fluxo respectivos para o ar dinâmico comprimido e o ar sangrado dentro do pacote de condicionamento de ar 145. A reconfiguração pode ocorrer em resposta à aeronave 10 apresentar a transição entre diferentes modos de operação (por exemplo, de um modo de operação em terra enquanto em terra para um modo de operação de voo de cruzeiro durante o voo da aeronave 10), uma alteração na temperatura ambiente, ou semelhante.

[0076] Como descrito aqui, modalidades da presente invenção provêm ar condicionado para um veículo, tal como uma aeronave, que pode utilizar menos ar sangrado extraído de um motor (por exemplo, um motor principal e/ou uma unidade de energia auxiliar) que os conhecidos sistemas de condicionamento de ar. As modalidades descritas aqui podem também prover um mais compacto pacote de condicionamento de ar que os conhecidos sistemas de condicionamento de ar, pois o ar sangrado é misturado com o ar dinâmico dentro do pacote de condicionamento de ar, opcionalmente dentro

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 47/69 / 47 de um alojamento comum. As modalidades descritas aqui podem explorar o potencial de energia do ar sangrado pelo uso do ar sangrado, com ou sem ar dinâmico comprimido, para acionar simultaneamente a turbina do conjunto de ACM e a turbina do conjunto de CAC.

[0077] Quando usado aqui, um elemento ou etapa mencionado no singular e precedido pela palavra “um” ou “uma” deve ser entendido como não necessariamente excluindo o plural dos elementos ou etapas. Ainda, referência a “uma modalidade” não é destinada a ser interpretada como excluindo a existência de modalidades adicionais que também incorporam as características mencionadas. Além disso, a menos que explicitamente mencionado ao contrário, modalidades “compreendendo” ou “tendo” um elemento ou uma pluralidade de elementos tendo uma propriedade particular podem incluir elementos adicionais que não têm a propriedade.

[0078] Quando usado aqui, o termo “controlador”, “unidade de processamento central”, “CPU”, “computador”, ou semelhante pode incluir qualquer sistema baseado em processador ou baseado em microprocessador incluindo sistemas que usam microcontroladores, computadores de conjuntos reduzidos de instruções (RISC), circuitos integrados de aplicação específica (ASICs), circuitos lógicos, e qualquer outro circuito ou processador incluindo hardware, software, ou uma combinação dos mesmos, capazes de executar as funções descritas aqui. Tais são somente exemplificativos, e assim não são destinados a limitar de qualquer maneira a definição e/ou significado de tais termos.

[0079] Quando usado aqui, uma estrutura, limitação, ou elemento que é “configurado para” realizar uma tarefa ou operação é particularmente estruturalmente formado, construído, ou adaptado de uma maneira correspondente à tarefa ou operação. Para finalidades de clareza e para evitar dúvida, um objeto que é meramente capaz de ser modificado para realizar a tarefa ou operação não é “configurado para” realizar a tarefa ou operação,

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 48/69 / 47 quando usado aqui.

[0080] Deve ser entendido que a descrição acima é destinada a ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, as modalidades acima descritas (e/ou aspectos das mesmas) podem ser usadas em combinação umas com as outras. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular aos ensinamentos das várias modalidades da invenção sem abandonar seu escopo. Embora as dimensões e tipos de materiais descritos aqui sejam destinados para definir os parâmetros das várias modalidades da invenção, as modalidades não são de modo algum limitativas e são modalidades de exemplo. Muitas outras modalidades serão aparentes àqueles de conhecimento comum na técnica na revisão da descrição acima. O escopo das várias modalidades da invenção deve, por conseguinte, ser determinado com referência as reivindicações anexas, juntamente com o escopo total de equivalentes, aos quais tais reivindicações são dirigidas. Nas reivindicações anexas, os termos “incluindo” e “em que” são usados como os equivalentes no Português simples dos respectivos termos “compreendendo” e “em que”. Além disso, os termos “primeiro”, “segundo”, e “terceiro”, etc. são usados meramente como rótulos, e não são destinados a impor exigências numéricas a seus objetos. Ainda, as limitações das seguintes reivindicações não são escritas no formato de meio mais função e não são destinadas a ser interpretadas com base no 35 U.S.C. § 112(f), a menos e até que tais limitações de reivindicação expressamente usem a frase “meio para” seguida por uma afirmação de falta de função de outra estrutura.

[0081] Ainda, a descrição compreende modalidades de acordo com as seguintes cláusulas:

[0082] Cláusula 1. Um pacote de condicionamento de um sistema de refrigeração para um veículo, o pacote de condicionamento de ar compreendendo:

um conjunto de máquina de ciclo de ar compreendendo um

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 49/69 / 47 compressor configurado para receber uma corrente de ar que inclui ar sangrado para gerar uma corrente de ar comprimido, o conjunto de máquina de ciclo de ar configurado para utilizar uma primeira porção da corrente de ar comprimido do compressor para energizar o compressor;

um conjunto de compressores de ar de cabina configurado para receber uma segunda porção da corrente de ar comprimido do compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar, e para utilizar a segunda porção para gerar ar dinâmico comprimido; e um duto de mistura configurado para receber o ar dinâmico comprimido e permitir que o ar dinâmico comprimido se misture com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor para gerar uma corrente de ar híbrida que é usada para refrigerar pelo menos uma porção do veículo.

[0083] Cláusula 2. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 1, em que o conjunto de compressores de ar de cabina inclui dois compressores de ar de cabina e uma turbina que são mecanicamente conectados uns aos outros, em que os dois compressores de ar de cabina são configurados para receber e comprimir diferentes correntes de ar dinâmico para gerar o ar dinâmico comprimido.

[0084] Cláusula 3. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 1, em que o conjunto de compressores de ar de cabina inclui dois compressores de ar de cabina e uma turbina que são mecanicamente conectados uns aos outros, em que a turbina é configurada para receber e expandir a segunda porção da corrente de ar comprimido para energizar pelo menos um dos dois compressores de ar de cabina para gerar o ar dinâmico comprimido.

[0085] Cláusula 4. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 1, em que o duto de mistura é disposto a montante do conjunto de máquina de ciclo de ar de forma que o ar dinâmico comprimido se misture com a corrente de ar a montante do compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar para

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 50/69 / 47 gerar a corrente de ar híbrida de forma que a corrente de ar híbrida seja recebida no compressor.

[0086] Cláusula 5. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 1, em que o duto de mistura é disposto a jusante do compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar de forma que o ar dinâmico comprimido se misture com a corrente de ar comprimido para gerar a corrente de ar híbrida.

[0087] Cláusula 6. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 1, compreendendo adicionalmente um trocador de calor configurado para reduzir uma temperatura de operação da corrente de ar que inclui o ar sangrado, o compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar configurado para receber a corrente de ar do trocador de calor.

[0088] Cláusula 7. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 1, compreendendo adicionalmente um trocador de calor e um divisor, o divisor configurado para dividir a corrente de ar comprimido na primeira porção e na segunda porção, o trocador de calor disposto entre o compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar e o divisor e configurado para reduzir uma temperatura de operação da corrente de ar comprimido do compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar antes de alcançar o divisor.

[0089] Cláusula 8. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 1, em que o conjunto de máquina de ciclo de ar inclui o compressor e uma turbina mecanicamente acoplada ao compressor por intermédio de um eixo, em que a turbina é configurada para receber e expandir a primeira porção da corrente de ar comprimido para energizar o compressor para gerar a corrente de ar comprimido.

[0090] Cláusula 9. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 8, compreendendo adicionalmente um divisor configurado para dividir a corrente de ar comprimido na primeira porção e na segunda porção, em que o divisor é disposto entre o compressor e a turbina do conjunto de máquina de ciclo de ar de forma que o divisor receba a corrente de ar comprimido do

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 51/69 / 47 compressor e direcione a primeira porção da corrente de ar comprimido para a turbina do conjunto de máquina de ciclo de ar.

[0091] Cláusula 10. O pacote de condicionamento de ar da cláusula 1, compreendendo adicionalmente um alojamento, em que o conjunto de compressores de ar de cabina, o conjunto de máquina de ciclo de ar e o duto de mistura são dispostos dentro do alojamento.

[0092] Cláusula 11. Um sistema de refrigeração para um veículo, o sistema de refrigeração compreendendo:

um pacote de condicionamento compreendendo:

um conjunto de máquina de ciclo de ar compreendendo um compressor configurado para receber uma corrente de ar que inclui ar sangrado para gerar uma corrente de ar comprimido, o conjunto de máquina de ciclo de ar configurado para utilizar uma primeira porção da corrente de ar comprimido do compressor para energizar o compressor;

um conjunto de compressores de ar de cabina configurado para receber uma segunda porção da corrente de ar comprimido do compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar, o conjunto de compressores de ar de cabina configurado para utilizar a segunda porção para gerar ar dinâmico comprimido; e um ou mais dutos de mistura configurados para receber o ar dinâmico comprimido e permitir que o ar dinâmico comprimido se misture com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor para gerar uma corrente de ar híbrida que é usada para refrigerar pelo menos uma porção do veículo; e um circuito de controle operativamente conectado ao pacote de condicionamento de ar, o circuito de controle configurado para controlar trajetos de fluxo através do pacote de condicionamento de ar em diferentes configurações específicas com base em um ou mais de um modo de operação do veículo e uma temperatura ambiente fora do veículo.

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 52/69 / 47 [0093] Cláusula 12. O sistema de refrigeração da cláusula 11, compreendendo adicionalmente um condensador e um extrator de água disposto em série a jusante do compressor do conjunto de máquina de ciclo de ar e a montante de uma turbina do conjunto de máquina de ciclo de ar que é mecanicamente acoplada ao compressor, em que, em resposta ao veículo estar em um modo de operação em terra, o circuito de controle é configurado para direcionar a corrente de ar comprimido através do condensador e do extrator de água para remover umidade da corrente de ar comprimido.

[0094] Cláusula 13. O sistema de refrigeração da cláusula 11, em que, em resposta ao veículo estar em um modo de operação em terra e a temperatura ambiente estar em, ou acima de, uma temperatura limite designada, o circuito de controle é configurado para direcionar todo do ar dinâmico comprimido para se misturar com a corrente de ar em um primeiro duto de mistura do um ou mais dutos de mistura que é disposto a montante do conjunto de máquina de ciclo de ar, em que a corrente de ar híbrida é recebida no conjunto de máquina de ciclo de ar para gerar a corrente de ar comprimido. [0095] Cláusula 14. O sistema de refrigeração da cláusula 11, em que, em resposta ao veículo estar em um modo de operação em terra e a temperatura ambiente estar abaixo de uma temperatura limite designada, o circuito de controle é configurado para direcionar uma primeira porção do ar dinâmico comprimido para se misturar com a corrente de ar em um primeiro duto de mistura do um ou mais dutos de mistura, que é disposto a montante do conjunto de máquina de ciclo de ar, e para direcionar uma segunda porção do ar dinâmico comprimido que é discreta da primeira porção para se misturar com a corrente de ar comprimido em um segundo duto de mistura do um ou mais dutos de mistura, que é disposto a jusante do conjunto de máquina de ciclo de ar.

[0096] Cláusula 15. O sistema de refrigeração da cláusula 14, em que a primeira porção do ar dinâmico comprimido tem uma vazão em massa

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 53/69 / 47 maior que a segunda porção do ar dinâmico comprimido de forma que uma maioria do ar dinâmico comprimido seja direcionada para o primeiro duto de mistura.

[0097] Cláusula 16. O sistema de refrigeração da cláusula 11, em que, em resposta ao veículo estar em um modo de operação de voo de cruzeiro, o circuito de controle é configurado para direcionar todo do ar dinâmico comprimido para se misturar com a corrente de ar comprimido em um duto de mistura do um ou mais dutos de mistura, que é disposto a jusante do conjunto de máquina de ciclo de ar.

[0098] Cláusula 17. O sistema de refrigeração da cláusula 11, em que o conjunto de compressores de ar de cabina inclui dois compressores de ar de cabina e uma turbina que são mecanicamente conectados uns aos outros, em que, em resposta ao veículo estar em um modo de operação de voo de cruzeiro, o circuito de controle é configurado para direcionar diferentes correntes de ar dinâmico para cada um dos dois compressores de ar de cabina do conjunto de compressores de ar de cabina para gerar o ar dinâmico comprimido.

[0099] Cláusula 18. O sistema de refrigeração da cláusula 11, em que o conjunto de compressores de ar de cabina inclui dois compressores de ar de cabina e uma turbina que são mecanicamente conectados uns aos outros, em que, em resposta ao veículo estar em um modo de operação em terra, o circuito de controle é configurado para direcionar uma corrente de ar dinâmico para somente um dos dois compressores de ar de cabina do conjunto de compressores de ar de cabina para gerar o ar dinâmico comprimido.

[00100] Cláusula 19. Um método para condicionar ar para o uso em um veículo, o método compreendendo:

comprimir, por intermédio de um compressor, uma corrente de ar que inclui ar sangrado recebido de uma fonte de ar de sangria para gerar uma corrente de ar comprimido;

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 54/69 / 47 usar uma primeira porção da corrente de ar comprimido do compressor para energizar a compressão da corrente de ar;

usar uma segunda porção da corrente de ar comprimido para gerar ar dinâmico comprimido;

misturar o ar dinâmico comprimido com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor para gerar uma corrente de ar híbrida; e utilizar a corrente de ar híbrida para regular uma temperatura de pelo menos um compartimento no veículo.

[00101] Cláusula 20. O método da cláusula 19, compreendendo adicionalmente dividir a corrente de ar comprimido do compressor na primeira porção e na segunda porção, e reduzir uma temperatura de operação da corrente de ar comprimido antes de dividir a corrente de ar comprimido.

[00102] Cláusula 21. O método da cláusula 19, em que a compressão da corrente de ar e o uso da primeira porção da corrente de ar comprimido são por um conjunto de máquina de ciclo de ar que inclui o compressor e uma turbina mecanicamente acoplada ao compressor por intermédio de um eixo, em que o uso da segunda porção da corrente de ar comprimido é por um conjunto de compressores de ar de cabina, discreto do conjunto de máquina de ciclo de ar.

[00103] Cláusula 22. O método da cláusula 21, em que o conjunto de compressores de ar de cabina inclui dois compressores de ar de cabina e uma turbina que são mecanicamente conectados uns aos outros e orientados coaxialmente uns em relação aos outros, em que o método inclui receber a segunda porção da corrente de ar comprimido na turbina do conjunto de compressores de ar de cabina e expandir a segunda porção da corrente de ar comprimido através da turbina para energizar a rotação de pelo menos um dos dois compressores de ar de cabina para gerar o ar dinâmico comprimido.

[00104] Cláusula 23. O método da cláusula 19, em que, em resposta ao

Petição 870190026159, de 19/03/2019, pág. 55/69 / 47 veículo estar em um modo de operação em terra, o método compreende adicionalmente controlar uma ou mais válvulas para direcionar pelo menos algum do ar dinâmico comprimido para se misturar com a corrente de ar que inclui o ar sangrado em um duto de mistura que é disposto a montante do compressor.

[00105] Cláusula 24. O método da cláusula 23, em que, em resposta a uma temperatura ambiente estar em, ou acima de, uma temperatura limite designada, a uma ou mais válvulas são controladas para direcionar todo do ar dinâmico comprimido para se misturar com a corrente de ar no duto de mistura a montante do compressor.

[00106] Cláusula 25. O método da cláusula 19, em que, em resposta ao veículo estar em um modo de operação de voo de cruzeiro, o método compreende adicionalmente controlar uma ou mais válvulas para direcionar o ar dinâmico comprimido para se misturar com a corrente de ar comprimido em um duto de mistura que é disposto a jusante do compressor.

[00107] Essa descrição por escrito usa exemplos para expor as várias modalidades da invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer pessoa especializada a técnica pratique as várias modalidades da invenção, incluindo produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar qualquer dos métodos incorporados. O escopo patenteável das várias modalidades da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorrem para aqueles especializados na técnica. Tais outros exemplos são destinados a estarem dentro do escopo das reivindicações, se os exemplos tiverem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se os exemplos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Pacote de condicionamento de ar (145) de um sistema de refrigeração (115) para um veículo (10), o pacote de condicionamento de ar (145) caracterizado pelo fato de que compreende:

um conjunto de máquina de ciclo de ar (116) compreendendo um compressor (118) configurado para receber uma corrente de ar que inclui ar sangrado para gerar uma corrente de ar comprimido, o conjunto de máquina de ciclo de ar (116) configurado para utilizar uma primeira porção da corrente de ar comprimido do compressor (118) para energizar o compressor (118);

um conjunto de compressores de ar de cabina (126) configurado para receber uma segunda porção da corrente de ar comprimido do compressor (118) do conjunto de máquina de ciclo de ar (116), e para utilizar a segunda porção para gerar ar dinâmico comprimido; e um duto de mistura (138) configurado para receber o ar dinâmico comprimido e permitir que o ar dinâmico comprimido se misture com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor (118) ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor (118) para gerar uma corrente de ar híbrida que é usada para refrigerar pelo menos uma porção do veículo (10).
2. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de compressores de ar de cabina (126) inclui dois compressores de ar de cabina (128, 129) e uma turbina (130) que são mecanicamente conectados uns aos outros, em que os dois compressores de ar de cabina (128, 129) são configurados para receber e comprimir diferentes correntes de ar dinâmico para gerar o ar dinâmico comprimido.
3. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o conjunto de

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2 / 5 compressores de ar de cabina (126) inclui dois compressores de ar de cabina (128, 129) e uma turbina (130) que são mecanicamente conectados uns aos outros, em que a turbina (130) é configurada para receber e expandir a segunda porção da corrente de ar comprimido para energizar pelo menos um dos dois compressores de ar de cabina (128, 129) para gerar o ar dinâmico comprimido.
4. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o duto de mistura (138) é disposto a montante do conjunto de máquina de ciclo de ar (116) de forma que o ar dinâmico comprimido se misture com a corrente de ar a montante do compressor (118) do conjunto de máquina de ciclo de ar (116) para gerar a corrente de ar híbrida de forma que a corrente de ar híbrida seja recebida no compressor (118).
5. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o duto de mistura (138) é disposto a jusante do compressor (118) do conjunto de máquina de ciclo de ar (116) de forma que o ar dinâmico comprimido se misture com a corrente de ar comprimido para gerar a corrente de ar híbrida.
6. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um trocador de calor (112) configurado para reduzir uma temperatura de operação da corrente de ar que inclui o ar sangrado, o compressor (118) do conjunto de máquina de ciclo de ar (116) configurado para receber a corrente de ar do trocador de calor (112).
7. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um trocador de calor (112) e um divisor (134), o divisor (134) configurado para dividir a corrente de ar comprimido na primeira porção e na segunda porção, o trocador de calor (112) disposto entre

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3 / 5 o compressor (118) do conjunto de máquina de ciclo de ar (116) e o divisor (134) e configurado para reduzir uma temperatura de operação da corrente de ar comprimido do compressor (118) do conjunto de máquina de ciclo de ar (116) antes de alcançar o divisor (134).
8. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o conjunto de máquina de ciclo de ar (116) inclui o compressor (118) e uma turbina (130) mecanicamente acoplada ao compressor (118) por intermédio de um eixo, em que a turbina (130) é configurada para receber e expandir a primeira porção da corrente de ar comprimido para energizar o compressor (118) para gerar a corrente de ar comprimido.
9. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um divisor (134) configurado para dividir a corrente de ar comprimido na primeira porção e na segunda porção, em que o divisor (134) é disposto entre o compressor (118) e a turbina (130) do conjunto de máquina de ciclo de ar (116) de forma que o divisor (134) receba a corrente de ar comprimido do compressor (118) e direcione a primeira porção da corrente de ar comprimido para a turbina (130) do conjunto de máquina de ciclo de ar (116).
10. Pacote de condicionamento de ar (145) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um alojamento (142), em que o conjunto de compressores de ar de cabina (126), o conjunto de máquina de ciclo de ar (116), e o duto de mistura (138) são dispostos dentro do alojamento (142).
11. Método de condicionamento de ar para o uso em um veículo (10), o método caracterizado pelo fato de que compreende:

comprimir, por intermédio de um compressor (118), uma corrente de ar que inclui ar sangrado recebido de uma fonte de ar de sangria

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4 / 5 para gerar uma corrente de ar comprimido;

usar uma primeira porção da corrente de ar comprimido do compressor (118) para energizar a compressão da corrente de ar;

usar uma segunda porção da corrente de ar comprimido para gerar ar dinâmico comprimido;

misturar o ar dinâmico comprimido com uma ou mais da corrente de ar a montante do compressor (118) ou da corrente de ar comprimido a jusante do compressor (118) para gerar uma corrente de ar híbrida; e utilizar a corrente de ar híbrida para regular uma temperatura de pelo menos um compartimento no veículo (10).
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente dividir a corrente de ar comprimido do compressor (118) na primeira porção e na segunda porção, e reduzir uma temperatura de operação da corrente de ar comprimido antes de dividir a corrente de ar comprimido.
13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a compressão da corrente de ar e o uso da primeira porção da corrente de ar comprimido são feitos por um conjunto de máquina de ciclo de ar (116) que inclui o compressor (118) e uma turbina (130) mecanicamente acoplada ao compressor (118) por intermédio de um eixo, em que o uso da segunda porção da corrente de ar comprimido é feito por um conjunto de compressores de ar de cabina (126) discreto do conjunto de máquina de ciclo de ar (116).
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que o conjunto de compressores de ar de cabina (126) inclui dois compressores de ar de cabina (128, 129) e uma turbina (130) que são mecanicamente conectados uns aos outros e orientados coaxialmente uns em relação aos outros, em que o método inclui receber a

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5 / 5 segunda porção da corrente de ar comprimido na turbina (130) do conjunto de compressores de ar de cabina (126) e expandir a segunda porção da corrente de ar comprimido através da turbina (130) para energizar a rotação de pelo menos um dos dois compressores de ar de cabina (128, 129) para gerar o ar dinâmico comprimido.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que, em resposta ao veículo (10) estar em um modo de operação em terra, o método compreende adicionalmente controlar uma ou mais válvulas para direcionar pelo menos algum do ar dinâmico comprimido para se misturar com a corrente de ar que inclui o ar sangrado em um duto de mistura (138) que é disposto a montante do compressor (118).