CN101817296B - 利用柴油机排气废热的飞机地面空调车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用柴油机排气废热的飞机地面空调车，风机进口通过风道与安装在车厢体壁面上的进风口相连，风机出口由风道与制冷热交换器相连，制冷热交换器与柴油机排气废热回收热交换器相连，柴油机排气废热回收热交换器通过变径风道与两个送风管接口连接；柴油发电机的排气口与排气消声器相连，排气消声器出口与排气三通控制阀相连。本发明采用回收柴油机排气中所含的废热来加热空气，代替了传统飞机地面空调车中以电加热或空气源热泵方式来加热空气的做法，优点是回收利用了采用传统的送风空气加热方法时被排放到环境中而没有被利用的大量热能，实现明显的节能效果，同时可以减小飞机地面空调车的电源动力系统的装机容量。

Description

利用柴油机排气废热的飞机地面空调车
技术领域
本发明涉及一种与飞机配套的地面空调车，特别涉及一种利用柴油机排气废热的飞机地面空调车。
背景技术
飞机地面空调车是飞机地面保障设备的一种，现有的飞机地面空调车在冬季需要对送风进行加热时，一般采用电加热或空气源热泵方式来加热空气。对于空气源热泵的方式而言，突出的问题是环境适应性差，在室外环境温度较低时制热量迅速下降，无法满足飞机保障需要，而且每过一段时间就需对室外换热器进行除霜，无法实现连续供热。对于电加热的方式而言，突出的问题是供热效率低，冬季加热工况和夏季制冷工况下设备用电负荷不匹配，冬季加热时的用电负荷远大于夏季制冷时的用电负荷，柴油发电机的容量必须按冬季工况进行配置，增加设备运行能耗，增加了飞机地面空调车重量和体积，降低了飞机地面空调车的机动性能，增加了设备机动过程的成本和限制。
发明内容
本发明是要解决现有的飞机地面空调车冬季送风加热方式供热效果不佳、无法连续供热、供热效率低、运行能耗大等技术问题，而提供一种利用柴油机排气废热的飞机地面空调车，该空调车采用回收柴油机排气中所含的废热来加热空气，代替传统飞机地面空调车中以电加热或空气源热泵方式来加热空气的做法，加热量大，供热效果好，环境适应能力强，可以连续供热，能源利用率高，节能效果明显。
本发明的技术方案为：一种利用柴油机排气废热的飞机地面空调车，包括安装在车厢体内的空气增压输送系统、空气冷却系统、空气加热系统，操作控制系统，其特点是：空气增压输送系统包括风机，风机进口通过风道与安装在车厢体壁面上的进风口相连，风机出口由风道与制冷热交换器相连，制冷热交换器与柴油机排气废热回收热交换器相连，柴油机排气废热回收热交换器通过变径风道与两个送风管接口连接；空气加热系统包括排气废热回收用热交换器、排气连接管路、排气三通控制阀、旁通排气管路；柴油发电机的排气口与排气消声器相连，排气消声器出口与排气三通控制阀相连；柴油机的排气经排气三通控制阀后分为两路，一路由排气连接管路与排气废热回收热交换器相连，经与空气换热后排至环境，另一路由旁通排气管路直接排至环境。
空气冷却系统包括制冷热交换器、制冷压缩机、风冷冷凝器，其中：制冷热交换器制冷剂回气口与制冷压缩机吸气口相连，压缩机排气口与风冷冷凝器入口相连，风冷冷凝器出液口经膨胀阀后再与制冷热交换器进口分液头相连。
送风管接口连接飞机供风的风管，两个送风管接口上均装有阀门。
操作控制系统包括操作控制柜，可编程控制器、显示器、电器元件、信号采集元件、电动执行结构；安装在飞机地面空调车送风口处的温度传感器将信号传送至可编程控制器，可编程控制器实时监测送风温度，并通过电动执行机构连续调节排气三通控制阀的阀位，从而改变进入排气废热回收用热交换器的排气量，用于调节加热送风空气的排气废热热量，使送风温度稳定保持在设定的范围之内。
本发明的有益效果在于：回收利用了采用传统的送风空气加热方法时被排放到环境中而没有被利用的大量热能，供热效果好，加热量大，可以连续长时间供热，能源利用率高，运行能耗低，实现明显的节能效果；环境适应性好，在极端低温情况下也能保持相同的供热效果；利用柴油机排气废热来加热空气后，冬季加热时的用电负荷小于夏季制冷时的用电负荷，能够明显减小飞机地面空调车的电源动力系统的装机容量，减轻飞机地面空调车的重量和体积，增强飞机地面空调车的机动性能，减少飞机地面空调车在机动过程中的能耗和限制，也可达到明显的节能目的；柴油机的排气废热在回收利用时具有良好的即时性，无需等待柴油机自身达到正常的工作温度状态，柴油机的排气废热在飞机地面空调车启动运行的同时立即可以回收利用。
附图说明
图1是本发明的结构主视图；
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1、2所示，本发明的利用柴油机排气废热的飞机地面空调车主要包括底盘1，在底盘1上安装车厢体2，车厢体2内部安装有电源动力系统、空气增压输送系统、空气冷却系统、空气加热系统和操作控制系统，柴油发电机5、风机6、制冷压缩机12、制冷热交换器3、风冷冷凝器14、操作控制柜10、排气废热回收热交换器4、送风管接口13、柴油机排气消声器7、排气连接管路11、排气三通控制阀8、旁通排气管路9。
空气增压输送系统包括风机6，风机6进口通过风道与安装在车厢体壁面上的进风口相连，风机6出口由风道与制冷热交换器3相连，制冷热交换器3与柴油机排气废热回收热交换器4相连，柴油机排气废热回收热交换器4通过变径风道与两个送风管接口13连接。在夏季制冷时，空气被风机6由车厢壁面上的进风口吸入，经风机6增压至送风压力后送入制冷热交换器3，空气被冷却并降低湿度，然后进入排气废热回收热交换器4，空气被加热回温并达到设定的送风温度，经由连接到送风管13上的飞机送风管，空气被送入飞机内部。在冬季加热时，空气被风机6由车厢壁面上的进风口吸入，经风机6增压至送风压力后送入制冷热交换器3，此时制冷压缩机不工作，空气在制冷热交换器3内未被冷却，而直接进入排气废热回收热交换器4，空气被加热并达到设定的送风温度，经由连接到送风管13上的飞机送风管，空气被送入飞机内部。
空气冷却系统包括制冷热交换器3、制冷压缩机12、风冷冷凝器14。制冷热交换器3回气口与制冷压缩机12吸气口相连，压缩机12排气口与风冷冷凝器14制冷剂进气口相连，风冷冷凝器14出液口经膨胀阀后再与制冷热交换器3进口分液头相连。夏季制冷时，制冷剂在制冷热交换器3中吸收空气热量，空气被冷却并降低湿度。夏季制冷压缩机12工作时，位于车厢顶部的天窗会自动打开，风冷冷凝器14将制冷系统所吸收的热量释放至周围环境中。
空气加热系统包括排气废热回收用热交换器4、排气连接管路11、排气三通控制阀8、旁通排气管路9。柴油机排气消声器7与排气三通控制阀8相连，柴油机的排气经排气三通控制阀8后分为两路，一路由排气连接管路11与排气废热回收热交换器4相连，经与空气换热后排至环境，另一路由旁通排气管路9直接排至环境。空气在排气废热回收热交换器4中被加热，温度升高，由于排气三通控制阀8的调节作用，送风温度被精确控制在设定范围内。空气加热系统用于加热送风空气的热量来自于电源动力系统中柴油机排气废热。
操作控制系统包括操作控制柜10，由可编程控制器、显示器、电器元件、信号采集元件、电动执行结构等组成。在飞机地面空调车送风口处安装有温度传感器，由可编程控制器实时监测送风温度，并通过电动执行机构连续调节排气三通控制阀8的阀位，从而改变进入排气废热回收用热交换器4的排气量，以此调节用于加热送风空气的排气废热热量，使送风温度稳定保持在设定的范围之内，实现自动精确控温功能。
电源动力系统包括柴油发电机5，柴油发电机通过电缆与风机6、制冷压缩机12、风冷冷凝器14、操作控制系统相连。柴油发电机的排气口与排气消声器7相连，排气消声器7出口与排气三通控制阀8相连。柴油机排气所含废热一部分经排气废热回收热交换器4用于加热空气，一部分经旁通排气管路9直接排至环境，用于加热送风空气的排气废热热量由排气三通控制阀8进行调节。

Claims (3)

1.一种利用柴油机排气废热的飞机地面空调车，包括安装在车厢体(2)内的电源动力系统、空气增压输送系统、空气冷却系统、空气加热系统，操作控制系统，其特征在于：所述空气增压输送系统包括风机(6)，风机(6)进口通过风道与安装在车厢体壁面上的进风口相连，风机(6)出口由风道与制冷热交换器(3)相连，制冷热交换器(3)与柴油机排气废热回收热交换器(4)相连，柴油机排气废热回收热交换器(4)通过变径风道与两个送风管接口(13)连接；所述空气加热系统包括排气废热回收用热交换器(4)、排气连接管路(11)、排气三通控制阀(8)、旁通排气管路(9)，所述排气三通控制阀(8)与柴油机排气消声器(7)相连，柴油机排气消声器(7)与柴油发动机(5)的排气口相连，柴油发动机的排气经排气三通控制阀(8)后分为两路，一路由排气连接管路(11)与排气废热回收热交换器(4)相连，经与空气换热后排至环境，另一路由旁通排气管路(9)直接排至环境，空气在排气废热回收热交换器(4)中被加热，温度升高，由于排气三通控制阀(8)的调节作用，送风温度被精确控制在设定范围内，空气加热系统用于加热送风空气的热量来自于电源动力系统中柴油机排气废热；所述操作控制系统包括操作控制柜(10)，可编程控制器、显示器、电器元件、信号采集元件、电动执行结构；安装在飞机地面空调车送风口处的温度传感器将信号传送至可编程控制器，可编程控制器实时监测送风温度，并通过电动执行机构连续调节排气三通控制阀(8)的阀位，从而改变进入柴油机排气废热回收热交换器(4)的排气量，用于调节加热送风空气的排气废热热量，使送风温度稳定保持在设定的范围之内。
2.根据权利要求1所述的利用柴油机排气废热的飞机地面空调车，其特征在于：所述空气冷却系统包括制冷热交换器(3)、制冷压缩机(12)、风冷冷凝器(14)，其中：制冷热交换器(3)制冷剂回气口与制冷压缩机(12)吸气口相连，制冷压缩机(12)排气口与风冷冷凝器(14)入口相连，风冷冷凝器(14)出液口经膨胀阀后再与制冷热交换器(3)进口分液头相连。
3.根据权利要求1所述的利用柴油机排气废热的飞机地面空调车，其特征在于：所述送风管接口(13)连接飞机供风的风管，两个送风管接口(13)上均装有阀门。
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