BRPI0712323A2 - unidade de condicionamento de ar de aeronave, e, método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave de ar de aeronave - Google Patents

Abstract

UNIDADE DE CONDICIONAMENTO DE AR DE AERONAVE, E, MéTODO PARA OPERAR UMA UNIDADE DE CONDICIONAMENTO DE AR DE AERONAVE. Uma unidade de condicionamento de ar de aeronave (10) inclui um compressor (18) e um motor (20) que aciona o compressor (18). Um sistema de célula de combustível (24) é conectada diretamente com uma unidade de controle (22) para controlar o motor (20) que aciona o compressor (18), em que a unidade de controle (22) é adaptada para converter energia elétrica diretamente gerada pelo sistema de célula de combustível (24) em correspondentes sinais de controle elétricos para controlar o motor (20) que aciona o compressor (18). Em um método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave (10), que inclui um compressor (18) e um motor (20) que aciona o compressor (18), uma unidade de controle (22) para controlar o motor (20) que aciona o compressor (18) que é diretamente conectado com um sistema de célula de combustível (24), converte energia elétrica diretamente gerada pelo sistema de célula de combustível (24) em correspondentes sinais de controle elétricos para controlar o motor (20) que aciona o compressor (18).

Description

"UNIDADE DE CONDICIONAMENTO DE AR DE AERONAVE, E, MÉTODO PARA OPERAR UMA UNIDADE DE CONDICIONAMENTO DE AR DE AERONAVE"

A presente invenção refere-se a uma unidade de condicionamento de ar de aeronave, que inclui um compressor bem como um motor que aciona o compressor. Em adição, a invenção refere-se a um método para operar uma tal unidade de condicionamento de ar de aeronave.

Unidades de condicionamento de ar providas a bordo uma aeronave são correntemente normalmente operadas com ar comprimido, em que o ar comprimido ou é puxado como ar de derivação a partir de um compressor associado com uma unidade de acionamento principal, ou é gerado por um compressor. Se um compressor operado eletricamente for usado para gerar o ar comprimido para a unidade de condicionamento de ar de aeronave, a energia elétrica requerida para suprir o compressor é provida por meio de geradores que são acionados pelas unidades de acionamento principais ou por uma turbina a gás auxiliar (unidade de energia auxiliar, UEA).

No presente momento, tentativas estão sendo feitas para usar um sistema de célula de combustível, em lugar dos geradores acionados pelas unidades de acionamento principais ou pela turbina auxiliar, para gerar a energia elétrica requerida a bordo uma aeronave. Para que uma tensão contínua, dependente de carga, gerada pelo sistema de célula de combustível possa ser usada pelo grande número de diferentes consumidores elétricos a serem supridos com energia elétrica através de uma rede a bordo, é necessário, todavia, transformar a energia elétrica gerada pelo sistema de célula de combustível com a ajuda de transformadores elétricos (por exemplo, transformadores de CC/CA ou transformadores de CC/CC) e alimentar a energia elétrica através de um correspondente sistema de barra coletora (sistema de barra coletora de CA ou sistema de barra coletora de CC) aos consumidores elétricos individuais. Além disto, os transformadores elétricos necessários causam irregularidades e interferências na energia elétrica fornecida pelo sistema de célula de combustível, as quais requerem o uso de filtros de rede a fim de assegurar também um funcionamento ordeiro dos componentes que são sensíveis a tais irregularidades e interferências. Cada transformação da energia elétrica gerada pelo sistema de célula de combustível causa perdas, as quais, todavia, afetam adversamente a eficiência do sistema total. Além disto, o uso de transformadores e filtros de rede requer espaço de instalação adicional e resulta em um peso elevado dos sistemas totais.

O objetivo da invenção é prover uma unidade de condicionamento de ar de aeronave que é suprida com energia elétrica em uma maneira confiável e com uma alta eficiência.

Para atingir este objetivo, uma unidade de condicionamento de ar de acordo com a invenção inclui um compressor e um motor acionando dito compressor. Em adição, a unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção inclui um sistema de célula de combustível que é conectado diretamente com uma unidade de controle para controlar o motor que aciona o compressor, em que a unidade de controle é projetada para converter energia elétrica gerada diretamente pelo sistema de célula de combustível em correspondentes sinais de controle elétricos para controlar o motor que aciona o compressor. Uma conexão "direta" entre o sistema de célula de combustível e a unidade de controle para controlar o motor que aciona o compressor é entendida, em conexão com isto, como significando uma conexão elétrica sem a interconexão de transformadores elétricos e filtros de rede separados. De uma maneira similar, energia elétrica gerada "diretamente" pelo sistema de célula de combustível é entendida como significando energia elétrica que não foi transformada pelo uso de um transformador elétrico separado, nem foi filtrada através de um filtro de rede. Em outras palavras, a unidade de controle da unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção é projetada de modo que ela pode utilizar diretamente a tensão contínua, dependente de carga, gerada pelo sistema de célula de combustível e pode convertê-la em correspondentes sinais de controle para controlar o motor que aciona o compressor. Os sinais de controle elétricos emitidos pela unidade de controle são Preferivelmente à configuração do motor que aciona o compressor (Motor de C.A. ou Motor de C.C.). A unidade de controle executa assim uma função dupla, mais especificamente, por um lado, para controlar, quando desejado, o motor que aciona o compressor, e, ao mesmo tempo, para assegurar que o motor que aciona o compressor seja suprido com energia elétrica.

A unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção pode dispensar o uso de transformadores elétricos separados para a transformação da tensão contínua, dependente de carga, gerada pelo sistema de célula de combustível bem como o uso de filtros de rede para filtrar irregularidades e interferências na energia elétrica provida pelo sistema de célula de combustível. Os consumidores elétricos da unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção podem, então, ser supridos com energia elétrica em uma maneira eficiente em termos de energia, ambientalmente ecológica e confiável, com a ajuda do sistema de célula de combustível. Ao mesmo tempo, a unidade de condicionamento de ar de acordo com a invenção é de projeto e construção relativamente simples, uma vez que ela dispensa transformadores elétricos separados e filtros de rede, e também tem uma menor exigência de espaço de instalação e menores pesos. Uma outra vantagem é o fato que o sistema de célula de combustível pode ser operado em uma maneira particularmente eficiente em termos de energia.

Consumidores elétricos a bordo da aeronave que não são levados em consideração como parte da unidade de condicionamento de ar de acordo com a invenção, podem ser supridos com energia elétrica com a ajuda de um outro sistema de célula de combustível, mas também com o sistema de célula de combustível suprindo com energia elétrica os consumidores elétricos da unidade de condicionamento de ar de aeronave. Partes estruturais que são sensíveis a irregularidades e interferências na energia elétrica suprida pelo sistema de célula de combustível podem ser conectadas com o sistema de célula de combustível através da interconexão de um transformador elétrico separado e um filtro de rede ou um transformador elétrico com um filtro de rede integrado. Consumidores não sensíveis fora da unidade de condicionamento de ar de acordo com a invenção podem, todavia, ser supridos diretamente com energia elétrica gerada pelo sistema de célula de combustível, isto é, sem a interconexão de um transformador elétrico e um filtro de rede. Alternativamente, consumidores elétricos a bordo da aeronave que não são considerados como parte de unidade de condicionamento de ar de acordo com a invenção podem, todavia, também ser supridos em uma maneira convencional com energia elétrica gerada pelos geradores acionados pelas unidades de acionamento principais ou pela turbina a gás auxiliar da aeronave.

Preferivelmente uma entrada do compressor é conectada através de uma linha de entrada de compressor com um duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave. Ar ambiente, por exemplo, flui através do duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave, de modo que ar ambiente pode ser alimentado do duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave através da linha de entrada de compressor para a entrada do compressor. Todavia, é também possível alimentar uma mistura de ar ambiente e ar residual da cabina para a entrada do compressor, em cujo caso o ar residual da cabina pode ser introduzido, por exemplo, através de uma linha de ar residual de cabina, no duto de ar da unidade de condicionamento de ar ou na linha de entrada de compressor. Uma saída do compressor é, por outro lado, preferivelmente conectada com uma linha de alimentação de ar para alimentar ar para uma cabina de aeronave. Ar comprimido e aquecido assim no compressor pode, então, ser alimentado através da linha de alimentação de ar ao interior da cabina da aeronave.

Um trocador de calor pode ser disposto na linha de alimentação de ar, o qual serve para resinar o ar comprimido pelo compressor e fluindo através da linha de alimentação de ar. Preferivelmente, o trocador de calor é disposto no duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave através do qual ar ambiente flui, de modo que o ar fluindo através da linha de alimentação de ar pode ser resfriado Em uma maneira eficiente em termos de energia. Além disto, um condensador para remover umidade a partir do ar fluindo através da linha de alimentação de ar pode ser provido na linha de alimentação de ar. Finalmente, é possível dispor uma turbina na linha de alimentação de ar, na qual o ar comprimido pelo compressor e fluindo através da linha de alimentação de ar é expandido e então resfriado para a desejada baixa temperatura. A turbina é preferivelmente disposta conjuntamente com o compressor sobre um eixo comum, de modo que a energia recuperada na operação da turbina pode ser usada, além de acionar o motor, também para acionar o compressor.

Uma célula de combustível empregada no sistema de célula de combustível da unidade de condicionamento de ar de acordo com a invenção inclui uma região de cátodo bem como uma região de ânodo separada da região de cátodo por meio de um eletrólito. Na operação da célula de combustível, um gás combustível contendo hidrogênio é alimentado ao lado de ânodo da célula de combustível, e um agente de oxidação contendo oxigênio, por exemplo, ar, é alimentado ao lado de cátodo da célula de combustível. Em uma célula de combustível de membrana de eletrólito de polímero (PEM), as moléculas de hidrogênio reagem em um catalisador de ânodo presente na região de ânodo, por exemplo de acordo com a equação H2 ---> 2 . H+ + 2 . e"

e liberam assim elétrons no eletrodo com a formação de íons de hidrogênio carregados positivamente.

Em outros tipos de células de combustível, tais como, por exemplo, uma célula de combustível de cerâmica de óxido (SOFC, célula de combustível de óxido sólido), a reação de ânodo é, por outro lado, por exemplo

O2" + H2 -> H2O + 2 . e".

Em uma célula de combustível de PEM, íons de H+ formados na região de ânodo se difunde então através do eletrólito para o cátodo, onde eles reagem em um catalisador de cátodo presente na região de cátodo e tipicamente aplicado em um portador de carbono, com o oxigênio alimentado ao cátodo bem como com os elétrons alimentados ao cátodo através de um circuito externo, de acordo com a equação

0,5O2 + 2 . H+ + 2.e" -> H2O

para formar água.

Em um SOFC, a reação de cátodo é, por outro lado, por exemplo

0,5O2 + 2 . e" + 2.e" O2",

em que os íons de O se difundem do cátodo para o ânodo. O gás residual a partir de uma célula de combustível do sistema de célula de combustível contém então água.

A saída de gás residual do sistema de célula de combustível é, por conseguinte, preferivelmente conectada com a linha de alimentação de ar da unidade de condicionamento de ar de acordo com a invenção, a fim de utilizar a água contida no gás residual de célula de combustível de modo a umedecer o ar a ser alimentado à cabina de aeronave. Por conseguinte, além da energia elétrica gerada pelo sistema de célula de combustível, a água gerada na operação do sistema de célula de combustível pode também ser utilizada para a operação da unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção.

Em uma forma de realização preferida da unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção, uma saída do compressor é, por exemplo, conectada através de uma linha de entrada de ar com uma entrada de ar do sistema de célula de combustível, a fim de alimentar ar comprimido pelo compressor para o sistema de célula de combustível, isto é, para o lado de cátodo da célula de combustível provida no sistema de célula de combustível. A linha de entrada de ar do sistema de célula de combustível pode, por exemplo, se ramificar a partir da linha de alimentação de ar conectada com a saída do compressor. O compressor da unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção é utilizado assim não somente para gerar ar comprimido para a unidade de condicionamento de ar de aeronave, mas também para suprir o sistema de célula de combustível com ar comprimido. Exatamente como na umidificação do ar a ser alimentado na cabina de aeronave com a ajuda de o gás residual contendo água a partir do sistema de célula de combustível, um efeito sinergético é atingido pelo uso do compressor para gerar ar comprimido para a unidade de condicionamento de ar de aeronave e para o sistema de célula de combustível.

O sistema de célula de combustível pode, com a ajuda do compressor da unidade de condicionamento de ar, ser suprido com ar comprimido ambiente. Em adição, ou, alternativamente, é, todavia, também possível alimentar ar residual da cabina ao sistema de célula de combustível. Para esta finalidade, uma linha de ar residual de uma cabina de aeronave pode ser conectado com uma entrada de ar do sistema de célula de combustível. O ar residual da cabina pode ser alimentado diretamente com o sistema de célula de combustível. A linha de ar residual da cabina de aeronave é, então, por exemplo, conectada diretamente com a entrada de ar ou to o linha de entrada de ar do sistema de célula de combustível. É, todavia, também possível introduzir ar residual da cabina no duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave ou na linha de entrada de compressor, de modo que uma mistura de ar ambiente e ar residual da cabina, comprimida pelo compressor, é alimentada no sistema de célula de combustível.

Preferivelmente, um sistema de resfriamento do sistema de célula de combustível integrada na unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção inclui um trocador de calor disposto no duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave, por exemplo, o trocador de calor pode ser integrado em um circuito de resfriamento do sistema de célula de combustível, de modo que fluido de resfriamento fluindo através do circuito de resfriamento pode ser resfriado para uma desejada baixa temperatura no trocador de calor disposto no duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave. Em adição, ou alternativamente, é, todavia, também possível alimentar em uma maneira diferente o calor residual gerado pelo sistema de célula de combustível na unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção e utilizar o calor residual, por exemplo, para aquecer ar a ser alimentado à cabina da aeronave.

Em um método de acordo com a invenção para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave que inclui um compressor e um motor que aciona o compressor, uma unidade de controle para controlar o motor que aciona o compressor, que é conectada diretamente com um sistema de célula de combustível, converte energia elétrica diretamente gerada pelo sistema de célula de combustível em sinais de controle correspondentes para controlar o motor que aciona o compressor.

Uma conexão "direta" entre o sistema de célula de combustível e a unidade de controle para controlar o motor que aciona o compressor é entendida novamente, em conexão com isto, significando uma conexão elétrica sem a interconexão de transformadores elétricos separados e filtros de rede. Similarmente, energia elétrica gerada "diretamente" pelo sistema de célula de combustível é entendida novamente para denotar energia elétrica que não foi transformada pelo uso de um transformador elétrico separado, nem foi filtrada através de um filtro de rede.

Em uma forma de realização preferida do método de acordo com a invenção para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave, ar ambiente fluindo através de um duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave é alimentado através de uma linha de entrada de compressor com uma entrada do compressor.

Preferivelmente, ar a partir de uma saída do compressor é alimentado através de uma linha de alimentação de ar à cabina de aeronave, em que o ar fluindo através da linha de alimentação de ar pode ser resfriado antes de entrar na cabina de aeronave por meio de um trocador de calor disposto na linha de alimentação de ar. O trocador de calor é, por exemplo, disposto no duto de ar da unidade de condicionamento de ar. Além disto, por meio de um condensador disposto na linha de alimentação de ar, umidade pode ser removida a partir do ar fluindo através da linha de alimentação de ar e comprimido pelo compressor. Finalmente, é também possível conduzir o ar fluindo através da linha de alimentação de ar e comprimido pelo compressor através de uma turbina, de modo que o ar se expande e é então resfriado. A energia recuperada na operação da turbina é preferivelmente utilizada, em adição à energia de acionamento provida pelo motor, para acionar o compressor.

A fim de umedecer o ar a ser alimentado à cabina de aeronave, gás residual contendo água a partir do sistema de célula de combustível é alimentado Preferivelmente a partir de uma saída de gás residual do sistema de célula de combustível para a linha de alimentação de ar.

Em uma forma de realização preferida do método de acordo com a invenção para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave, ar comprimido pelo compressor é alimentado em uma entrada de ar do sistema de célula de combustível conectado com a saída de compressor, por exemplo, através de uma linha de entrada de ar que se ramifica a partir da linha de alimentação de ar.

Alternativamente ou em adição, ar residual da cabina puxado para fora a partir de uma cabina de aeronave pode também ser usado para suprir o sistema de célula de combustível com ar. Ar residual de cabina é então alimentado ao sistema de célula de combustível através de uma entrada de ar conectada com uma linha de ar residual da cabina de aeronave.

Um fluido de resfriamento do sistema de célula de combustível é preferivelmente conduzido através de um trocador de calor disposto no duto de ar da unidade de condicionamento de ar de aeronave, a fim de resfriar o fluido de resfriamento ali em uma maneira eficiente em termos de energia para a desejada baixa temperatura. Alternativamente ou em adição, o calor residual gerado pelo sistema de célula de combustível pode também ser alimentado na unidade de condicionamento de ar de aeronave e usado, por exemplo, para aquecer o ar a ser alimentado à cabina de aeronave.

Uma forma de realização preferida da invenção é descrita em mais detalhe daqui por diante com a ajuda dos desenhos acompanhantes, os quais ilustram esquematicamente uma unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a invenção.

A unidade de condicionamento de ar de aeronave 10 ilustrada na figura inclui um duto de ar 12, através do qual flui ar ambiente na direção da seta Ρ. O duto de ar 12 é conectada através de uma linha de entrada de compressor 14 com uma entrada 16 de um compressor 18. Ar ambiente fluindo através do duto de ar 12 pode então ser alimentado através da linha de entrada de compressor 14 ao compressor 18 e comprimido pelo compressor 18. O compressor 18 da unidade de condicionamento de ar de aeronave 10 é acionado por meio de um motor de C.A. 20, o qual é controlado com a ajuda de uma unidade de controle eletrônica 22. Um sistema de célula de combustível 24 serve para gerar energia elétrica. A unidade de controle eletrônica 22 é conectada através de uma linha elétrica 26 diretamente, isto é, sem a interconexão de um transformador elétrico separado, com o sistema de célula de combustível 24 e é configurada de modo que ela pode ser suprida com energia elétrica por meio da tensão contínua, dependente de carga, gerada diretamente pelo sistema de célula de combustível 24. Por meio da eliminação de um transformador que causa interferências, o uso de um filtro de rede entre o sistema de célula de combustível 24 e a unidade de controle eletrônica 22 pode também ser dispensado. A unidade de controle eletrônica 22 converte a energia elétrica suprida à mesma por meio do sistema de célula de combustível 24 em correspondentes sinais de controle elétricos, os quais são passados para o motor de acionamento de compressor 20 através de uma linha elétrica 28.

Além disto, o sistema de célula de combustível 24 é conectado através de uma linha elétrica 29 diretamente, isto é, sem a interconexão de transformador elétricos e filtros de rede, para outros consumidores elétricos 30 não considerados como parte de unidade de condicionamento de ar 10. Exatamente como a unidade de controle eletrônica 22 da unidade de condicionamento de ar de aeronave 10, os consumidores elétricos 30 podem ser supridos diretamente com a tensão contínua, dependente de carga, gerada pelo sistema de célula de combustível 24.

Finalmente, o sistema de célula de combustível 24 alimenta energia elétrica através de uma linha elétrica 31 em uma rede elétrica 32 da aeronave. Para que a tensão contínua, dependente de carga, gerada pelo sistema de célula de combustível 24, possa ser utilizada por vários consumidores elétricos fora da unidade de condicionamento de ar 10, que não são mostrados na figura e que são supridos com energia elétrica através da rede 32, a energia elétrica gerada pelo sistema de célula de combustível 24 é transformada e filtrada com a ajuda de um transformador elétrico/filtro de rede integrado 33.

Uma saída 34 do compressor 18 acionado por meio do motor 20 é conectada com uma linha de alimentação de ar 35, que serve para alimentar ar para uma cabina de aeronave 36. Um primeiro trocador de calor 37 posicionado no duto de ar 12 é disposto na linha de alimentação de ar 35, trocador de calor este que serve para resfriar o ar comprimido e aquecido assim pelo compressor 18 e fluindo através da linha de alimentação de ar 35, por meio de transferência de calor para o ar ambiente fluindo através do duto de ar 12. Um condensador 38 para remover umidade a partir do ar fluindo através da linha de alimentação de ar 35 é provido a jusante do primeiro trocador de calor 37 na linha de alimentação de ar 35.

Uma turbina 40 é disposta a jusante do condensador 38 na linha de alimentação de ar 35. Quando o ar comprimido pelo compressor 18 e fluindo através da linha de alimentação de ar 35 é conduzido através de a turbina 40, o ar se expande e então se resfria. A turbina 40 é disposta juntamente com o compressor 18 sobre um eixo comum 42, de modo que a energia recuperada na operação da turbina 40 pode ser usada, em adição à energia de acionamento do motor de acionamento do motor 20, para acionar o compressor 18.

Uma linha de entrada de ar 46 que conecta a linha de alimentação de ar 35 com uma entrada de ar 44 do sistema de célula de combustível 24 é ramificada a partir da linha de alimentação de ar 35 a montante do primeiro trocador de calor 37. O ar comprimido pelo compressor 18 é alimentado assim não somente para a cabina de aeronave 36, mas é também usado para suprir o sistema de célula de combustível 24 com ar. Além disto, ar residual da cabina é alimentado à entrada de ar 44 do sistema de célula de combustível 24 através de uma linha de ar residual 47 da cabina de aeronave 36.

Um sistema de resfriamento 48 do sistema de célula de combustível 24, através do qual fluido de resfriamento flui, inclui um segundo trocador de calor 50 que, exatamente como o primeiro trocador de calor 37, é disposto no duto de ar 12 da unidade de condicionamento de ar de aeronave 10. O ar ambiente fluindo através do duto de ar 12 pode assim ser utilizado para resfriar o fluido de resfriamento fluindo através do sistema de resfriamento 48 do sistema de célula de combustível 24.

A saída de gás residual 52 do sistema de célula de combustível 24 é conectada através da linha de gás residual 54 a jusante da turbina 40 com a linha de alimentação de ar 35. Uma vez que água é gerada na operação do sistema de célula de combustível 24, o ar residual contendo água do sistema de célula de combustível pode ser utilizado para umedecer o ar a ser alimentado à cabina de aeronave 36.

Na unidade de condicionamento de ar de aeronave 10 ilustrada na figura, exclusivamente ar ambiente fluindo através do duto de ar 12 é alimentado à entrada de compressor 16. É, todavia, também possível alimentar ar residual da cabina, extraído a partir da cabina de aeronave 36, possivelmente misturado com ar ambiente, para a entrada do compressor 16. Por exemplo, o ar residual da cabina pode ser introduzido no duto de ar 12 ou na linha de entrada de compressor 14.

Claims (16)

1. Unidade de condicionamento de ar de aeronave (10) com: um compressor (18) e um motor (20) que aciona o compressor (18), caracterizada pelo fato de que compreende um sistema de célula de combustível (24) que é conectado diretamente com uma unidade de controle (22) para controlar o motor (20) que aciona o compressor (18), em que a unidade de controle (22) é adaptada para converter energia elétrica gerada diretamente pelo sistema de célula de combustível (24) em correspondentes sinais de controle elétricos para controlar o motor (20) que aciona o compressor (18).

2. Unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma entrada (16) do compressor (18) é conectada através de uma linha de entrada de compressor (14) com um duto de ar (12) da unidade de condicionamento de ar de aeronave (10), a fim de alimentar ar ambiente fluindo através do duto de ar (12) da unidade de condicionamento de ar (10) para a entrada (16) do compressor (18).

3. Unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que uma saída (34) do compressor (18) é conectada com uma linha de alimentação de ar (35) para alimentar ar a uma cabina de aeronave (36).

4. Unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que um primeiro trocador de calor (37) e/ou um condensador (38) e/ou uma turbina (40) é/são disposto/s na linha de alimentação de ar (35).

5. Unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que uma saída de gás residual (52) do sistema de célula de combustível (24) é conectada com a linha de alimentação de ar (35).

6. Unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que uma saída (34) do compressor (18) é conectada com uma entrada de ar (44) do sistema de célula de combustível (24), a fim de alimentar ar comprimido pelo compressor (18) para o sistema de célula de combustível (24).

7. Unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que uma entrada de ar (44) do sistema de célula de combustível (24) é conectada com uma linha de ar residual (47) de uma cabina de aeronave (36).

8. Unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que um sistema de resfriamento (48) do sistema de célula de combustível (24) inclui um segundo trocador de calor disposto em um duto de ar (12) da unidade de condicionamento de ar de aeronave (10).

9. Método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave (10), que inclui um compressor (18) e um motor (20) que aciona o compressor (18), caracterizado pelo fato de que uma unidade de controle (22) para controlar o motor (20) que aciona o compressor (18), que é conectada diretamente com um sistema de célula de combustível (24), converte energia elétrica diretamente gerada pelo sistema de célula de combustível (24) em correspondentes sinais de controle elétricos para controlar o motor (20) que aciona o compressor (18).

10. Método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que ar ambiente fluindo através de um duto de ar (12) da unidade de condicionamento de aeronave (10) é alimentado através de uma linha de entrada de compressor (14) com uma entrada (16) do compressor (18).

11. Método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que ar a partir de uma saída (34) do compressor (18) é alimentado através de uma linha de alimentação de ar (35) para uma cabina de aeronave (36).

12. Método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o ar fluindo através da linha de alimentação de ar (35) é resfriado por meio de um primeiro trocador de calor (37) disposto na linha de alimentação de ar (35) e/ou umidade é removida a partir do ar fluindo através da linha de alimentação de ar (35) por meio de um condensador (38) disposto na linha de alimentação de ar (35), e/ou o ar fluindo através da linha de alimentação (35) é expandido e então resfriado por meio de uma turbina (40) disposta na linha de alimentação de ar (35).

13. Método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que gás residual a partir do sistema de célula de combustível (24) é alimentado a partir de uma saída de gás residual (52) do sistema de célula de combustível (24) para a linha de alimentação de ar (35).

14. Método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que ar comprimido pelo compressor (18) é alimentado ao sistema de célula de combustível (24) através de uma entrada de ar (44) conectado com uma saída (34) do compressor (18).

15. Método para operar uma unidade de condicionamento de ar de acordo com uma das reivindicações 9 a 14, caracterizado pelo fato de que ar residual da cabina é alimentado ao sistema de célula de combustível (24) através de uma entrada de ar (44) conectada com uma linha de ar residual (47) de uma cabina de aeronave (36).

16. Método para operar uma unidade de condicionamento de ar de aeronave de acordo com uma das reivindicações 9 to 15, caracterizado pelo fato de que um fluido de resfriamento do sistema de célula de combustível (24) é conduzido através de um segundo trocador de calor (50) disposto em um duto de ar (12) da unidade de condicionamento de ar (10).