CN110371315B - 蓄冷式低能耗飞机地面空调 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蓄冷式低能耗飞机地面空调,包括:冷凝器,同时与冷凝器连接的第一压缩机组、第二压缩机组,同时与冷凝器、第一压缩机组及第二压缩机组连接的板式换热器,分别与冷凝器连接的一级蒸发器和二级蒸发器;循环水泵,蓄冷时通过板式换热器将冷量输送到蓄冷箱,放冷时通过蓄冷箱将冷量输送到表冷器;鼓风机,其吸风口位于一级蒸发器下方,出风口与风道入口连接,风道内沿气流方向依次布置所述表冷器、二级蒸发器和加热器,风道出口通过送风软管及标准接头接入飞机内部。本发明实现了削峰填谷,根据实际情况进行蓄冷和放冷,利用两套压缩机组就可以满足飞机大功率冷量需求,达到节省能源,减低能耗的作用。
Description
技术领域
本发明涉及飞机地面空调技术领域,尤其是一种蓄冷式低能耗飞机地面空调。
背景技术
现有机场机位主要分为廊桥停靠与远机位停靠两种,飞机在机场廊桥与远机位停靠期间主要使用地面空调设备对飞机机舱及仪表设备提供空调服务,廊桥停靠处通常配置的电源功率相对充足,能够满足地面空调设备运行功率需求;远机位停靠配置电源功率相对较低,约为地面空调设备所需运行功率的1/3,无法使用大功率压缩机组,现有远机位保障空调设备均采用内燃式机组,能耗与排放均不符合环保要求。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种结构合理的蓄冷式低能耗飞机地面空调,配置两套小功率制冷机组,利用晚间或中途停航空间运行机组进行蓄冷,工作时小功率制冷机组直接运行,通过小功率循环水泵对蓄冷箱与二级蒸发器进行循环放冷,达到飞机保障时的大冷量功率需求。根据机场电费档次,削峰填谷,晚上蓄冷,白天放冷,达到节省能源,减低能耗的作用。
本发明所采用的技术方案如下:
一种蓄冷式低能耗飞机地面空调,包括:
冷凝器,同时与冷凝器连接的第一压缩机组、第二压缩机组,同时与冷凝器、第一压缩机组及第二压缩机组连接的板式换热器,分别与冷凝器连接的一级蒸发器和二级蒸发器;
循环水泵,通过板式换热器将冷量输送到蓄冷箱,通过蓄冷箱将冷量输送到表冷器;
鼓风机,其吸风口位于一级蒸发器下方,出风口与风道入口连接,风道内沿气流方向依次布置所述表冷器、二级蒸发器和加热器,风道出口通过送风软管及标准接头接入飞机内部。
作为上述技术方案的进一步改进:
一级蒸发器上游依次设有过滤装置和湿帘布水器。
第一压缩机组的制冷工作系统为:包括第一压缩机,其与冷凝器连接,冷凝器的第一总管上并联连接两根第一支管,一根第一支管连接到一级蒸发器,另一根第一支管连接到板式换热器,一级蒸发器及板式换热器分别通过第一回路连接第一气液分离器后,回到第一压缩机形成制冷剂循环。
第二压缩机组为热泵系统,具有制冷和制热功能,其工作系统为:包括第二压缩机,其通过管路与第二气液分离器双向连通,所述管路上设有四通阀,四通阀通过管路与冷凝器双向连通;冷凝器上设有一根双向连通的第二总管,第二总管末端并联连接两根第二支管,一根第二支管连接到二级蒸发器,另一根第二支管连接到板式换热器,二级蒸发器及板式换热器分别通过第二回路连接到四通阀,再经第二气液分离器,回到第二压缩机。
所述第二总管上依次设有第一制冷单向阀、储液器、过滤器、膨胀阀和第二制冷单向阀,在冷凝器与第二制冷单向阀之间的第二总管上并联连接有第一反向管,在第一制冷单向阀下游的第二总管上并联连接有第二反向管,所述第二反向管上设有与第一制冷单向阀和第二制冷单向阀的流向相反的制热单向阀。
循环水泵的输出端设有三通阀,三通阀通过管道分别与板式换热器和表冷器的水侧输入端连接,板式换热器的水侧输出端通过两输入支路分别与两个蓄冷箱连接,两个蓄冷箱的水侧输出支路汇合后连接至循环水泵的输入端。
表冷器的水侧输出端通过回流管也连接至板式换热器的水侧输入端。
两个第一支管和两个第二支管上均设有电磁阀。
循环水泵输入端连接有储水箱。
加热器采用电加热器。
本发明的有益效果如下:
本发明结构紧凑、合理,适应当前国内各大机场现有电源配置条件,采用小功率压缩机与蓄冷箱储冷相结合的制冷方式,实现低功耗、低能耗、高效。同时,本发明还具有如下优点:
制冷时,利用两个压缩机组分别和一级蒸发器、二级蒸发器换热,再利用循环水泵将蓄冷箱冷量输给表冷器,只使用两组压缩机组,降低了能耗,水泵水量调节实现无级调温;空气先经过与水冷却,然后再依次经一级蒸发器、表冷器和二级蒸发器进行三级降温,效率高,节能;
制热时,利用第二压缩机组热泵循环加上加热器,满足热量需求,效率高节能。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明第一压缩机组和第二压缩机组的系统结构示意图。
图3为本发明的循环水泵工作的系统结构示意图
图4为本发明第二压缩机组作为热泵制热状态的系统结构示意图。
其中:1、冷凝器;2、第一压缩机组;3、板式换热器;4、蓄冷箱;5、循环水泵;6、表冷器;7、一级蒸发器;8、鼓风机;9、二级蒸发器;10、风道;11、加热器;12、送风软管;13、第二压缩机组;14、过滤装置;15、湿帘布水器;16、第一回路;17、第二回路;18、储液器;19、过滤器;20、膨胀阀;21、第二制冷单向阀;22、制热单向阀;23、第一制冷单向阀;24、三通阀;25、回流管;26、储水箱;101、第一总管;102、第一支管;103、第二总管;104、第二支管;105、第二反向管;106、第一反向管;131、第二压缩机;132、第二气液分离器;133、四通阀;201、第一压缩机;202、第一气液分离器;301、输入支路;401、输出支路。
具体实施方式
下面结合附图,说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,本实施例的蓄冷式低能耗飞机地面空调,包括:
冷凝器1,同时与冷凝器1连接的第一压缩机组2、第二压缩机组13,同时与冷凝器1、第一压缩机组2及第二压缩机组13连接的板式换热器3,分别与冷凝器1连接的一级蒸发器7和二级蒸发器9;
循环水泵5,通过板式换热器3将冷量输送到蓄冷箱4,通过蓄冷箱4将冷量输送到表冷器6;
鼓风机8,其吸风口位于一级蒸发器7下方,出风口与风道10入口连接,风道10内沿气流方向依次布置表冷器6、二级蒸发器9和加热器11,风道10出口通过送风软管12及标准接头接入飞机内部。
一级蒸发器7上游依次设有过滤装置14和湿帘布水器15。
如图2所示,第一压缩机组2的制冷工作系统为:包括第一压缩机201,其与冷凝器1连接,冷凝器1的第一总管101上并联连接两根第一支管102,一根第一支管102连接到一级蒸发器7,另一根第一支管102连接到板式换热器3,一级蒸发器7及板式换热器3分别通过第一回路16连接第一气液分离器202后,回到第一压缩机201形成制冷剂循环。
第二压缩机组13为热泵系统,具有制冷和制热功能,其工作系统为:包括第二压缩机131,其通过管路与第二气液分离器132双向连通,管路上设有四通阀133,四通阀133通过管路与冷凝器1双向连通;冷凝器1上设有一根双向连通的第二总管103,第二总管103末端并联连接两根第二支管104,一根第二支管104连接到二级蒸发器9,另一根第二支管104连接到板式换热器3,二级蒸发器9及板式换热器3分别通过第二回路17连接到四通阀133,再经第二气液分离器132,回到第二压缩机131。
第二总管103上依次设有第一制冷单向阀23、储液器18、过滤器19、膨胀阀20和第二制冷单向阀21,在冷凝器1与第二制冷单向阀21之间的第二总管103上并联连接有第一反向管106,在第一制冷单向阀23下游的第二总管103上并联连接有第二反向管105,第二反向管105上设有与第一制冷单向阀23和第二制冷单向阀21的流向相反的制热单向阀22。
如图3所示,循环水泵5的输出端设有三通阀24,三通阀24通过管道分别与板式换热器3和表冷器6的水侧输入端连接,板式换热器3的水侧输出端通过两输入支路301分别与两个蓄冷箱4连接,两个蓄冷箱4的水侧输出支路401汇合后连接至循环水泵5的输入端。
表冷器6的水侧输出端通过回流管25也连接至板式换热器3的水侧输入端。
两个第一支管102和两个第二支管104上均设有电磁阀。
循环水泵5输入端连接有储水箱26。
加热器11采用电加热器。
本发明用作飞机地面空调,具有蓄冷模式和工作模式,工作模式下可制冷和制热。蓄冷模式是将制冷剂的冷量存在蓄冷箱4的蓄冷剂中,以备制冷时使用。
蓄冷模式下的工作流程:如图2所示,第一压缩机组2和第二压缩机组13均工作,鼓风机5不工作。制冷剂由第一压缩机201和第二压缩机131压缩形成高温高压的气体,分别进入冷凝器1进行冷凝放热;将第一总管101的连接至一级蒸发器7的第一支管102上的电磁阀关闭,将连接至板式换热器3的第一支管102上的电磁阀打开,同样的,将第二总管103的连接至一级蒸发器7的二级蒸发器9的第二支管104上的电磁阀关闭,将连接至板式换热器3的第二支管104上的电磁阀开启,制冷剂在冷凝器1、板式换热器3、第一气液分离器202及第一压缩机201之间循环制冷,制冷剂在冷凝器1、板式换热器3、第二气液分离器132及第二压缩机131之间循环制冷,并分别将冷量不断传递给板式换热器3;如图3所示,板式换热器3将冷量通过循环水泵5的循环输送的冷却水或者冷却液,不断传递给两个蓄冷箱4由蓄冷剂将冷量储存起来,直到蓄冷容量饱和。其中循环水泵5的水量通常是稳定的,在初始阶段或者需要补水阶段通过储水箱26进行补水。
工作模式下的制冷工作流程:如图2和图3所示,第一压缩机组2和第二压缩机组13均工作,板式换热器3不工作。制冷剂由第一压缩机201和第二压缩机131压缩形成高温高压的气体,分别进入冷凝器1进行冷凝放热,将第一总管101的连接至一级蒸发器7的第一支管102上的电磁阀打开,将连接至板式换热器3的第一支管102上的电磁阀关闭,同样的,将第二总管103的连接至一级蒸发器7的二级蒸发器9的第二支管104上的电磁阀打开,将连接至板式换热器3的第二支管104上的电磁阀关闭,制冷剂在冷凝器1、一级蒸发器7、第一气液分离器202及第一压缩机201之间循环制冷,制冷剂在冷凝器1、二级蒸发器9、第二气液分离器132及第二压缩机131之间循环制冷,分别将冷量不断传递给一级蒸发器7、二级蒸发器9;同时,循环水泵5利用循环冷却水或冷却液循环将蓄冷箱4中冷量输送至表冷器6:冷却水从三通阀24输出后,流经板式换热器3(不换热),分别通过两输入支路301分别流入两个蓄冷箱4,换热后的冷却水分别从两个蓄冷箱4的输出支路401流出汇合后流回循环水泵5输入端,再经三通阀24输入表冷器6换热,换热后升温的冷却液经回流管25再次输入经板式换热器3(不换热),分别通过两输入支路301分别流入两个蓄冷箱4连接,再次循环。
上述过程中,如图3所示,空气经过一级蒸发器7前,先经过滤装置14(采用空调装置技术领域常用的过滤装置)过滤净化,再经过湿帘布水器15预冷,湿帘布水器15的工作原理是利用空气经过一级蒸发器与二级蒸发器产生的冷凝水,将湿帘布水器15内部的吸水材料(如布帘)浸湿,对空气进行预冷却。鼓风机8的作用下,预冷却后的空气依次经一级蒸发器7、表冷器6、二级蒸发器9进行逐级降温,效果好,效率高。且通过循环水泵5的冷却水量的调节,控制和表冷器7的换热量,实现对冷气的无级调温。
工作模式下的制热工作流程:第二压缩机组13作为热泵,第一压缩机组2及板式换热器不工作:如图4所示,冷凝器1作为蒸发器,二级蒸发器9作为冷凝器,介质流向与制冷时相反,制冷剂从第二压缩机131经四通阀133、第二回路17流向二级蒸发器9,回流经过第二支管104、经制热单向阀22从第二反向管105、储液器18、过滤器19、膨胀阀20和第一反向管106,回到冷凝器1,该过程中,制冷剂在冷凝器1中蒸发吸热,在二级蒸发器9中冷凝放热,对经过二级蒸发器9的冷空气进行加热,同时加热器11也进行加热,整体循环效率高,节约电能。
以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:包括:
冷凝器(1),同时与冷凝器(1)连接的第一压缩机组(2)、第二压缩机组(13),同时与冷凝器(1)、第一压缩机组(2)及第二压缩机组(13)连接的板式换热器(3),分别与冷凝器(1)连接的一级蒸发器(7)和二级蒸发器(9);
循环水泵(5),通过板式换热器(3)将冷量输送到蓄冷箱(4),通过蓄冷箱(4)将冷量输送到表冷器(6);
鼓风机(8),其吸风口位于一级蒸发器(7)下方,出风口与风道(10)入口连接,风道(10)内沿气流方向依次布置所述表冷器(6)、二级蒸发器(9)和加热器(11),风道(10)出口通过送风软管(12)及标准接头接入飞机内部。
2.如权利要求1所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:一级蒸发器(7)上游依次设有过滤装置(14)和湿帘布水器(15)。
3.如权利要求2所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:第一压缩机组(2)的制冷工作系统为:包括第一压缩机(201),其与冷凝器(1)连接,冷凝器(1)的第一总管(101)上并联连接两根第一支管(102),一根第一支管(102)连接到一级蒸发器(7),另一根第一支管(102)连接到板式换热器(3),一级蒸发器(7)及板式换热器(3)分别通过第一回路(16)连接第一气液分离器(202)后,回到第一压缩机(201)形成制冷剂循环。
4.如权利要求3所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:第二压缩机组(13)为热泵系统,具有制冷和制热功能,其工作系统为:包括第二压缩机(131),其通过管路与第二气液分离器(132)双向连通,所述管路上设有四通阀(133),四通阀(133)通过管路与冷凝器(1)双向连通;冷凝器(1)上设有一根双向连通的第二总管(103),第二总管(103)末端并联连接两根第二支管(104),一根第二支管(104)连接到二级蒸发器(9),另一根第二支管(104)连接到板式换热器(3),二级蒸发器(9)及板式换热器(3)分别通过第二回路(17)连接到四通阀(133),再经第二气液分离器(132),回到第二压缩机(131)。
5.如权利要求4所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:所述第二总管(103)上依次设有第一制冷单向阀(23)、储液器(18)、过滤器(19)、膨胀阀(20)和第二制冷单向阀(21),在冷凝器(1)与第二制冷单向阀(21)之间的第二总管(103)上并联连接有第一反向管(106),在第一制冷单向阀(23)下游的第二总管(103)上并联连接有第二反向管(105),所述第二反向管(105)上设有与第一制冷单向阀(23)和第二制冷单向阀(21)的流向相反的制热单向阀(22)。
6.如权利要求5所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:循环水泵(5)的输出端设有三通阀(24),三通阀(24)通过管道分别与板式换热器(3)和表冷器(6)的水侧输入端连接,板式换热器(3)的水侧输出端通过两输入支路(301)分别与两个蓄冷箱(4)连接,两个蓄冷箱(4)的水侧输出支路(401)汇合后连接至循环水泵(5)的输入端。
7.如权利要求6所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:表冷器(6)的水侧输出端通过回流管(25)也连接至板式换热器(3)的水侧输入端。
8.如权利要求6所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:两个第一支管(102)和两个第二支管(104)上均设有电磁阀。
9.如权利要求6所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:循环水泵(5)输入端连接有储水箱(26)。
10.如权利要求2所述的蓄冷式低能耗飞机地面空调,其特征在于:加热器(11)采用电加热器。
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