CN208931658U - 飞机除湿系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种飞机除湿系统，包括：除湿回路和除湿气流通道，除湿回路包括：环形连接管路，容纳有液体并依次连接液体循环泵、除湿换热器、冷凝器、回热器、冲压空气换热器，并返回到液体循环泵；其中液体循环泵构造成驱动液体在环形连接管路内循环通过除湿换热器、冷凝器、回热器、冲压空气换热器，并返回到液体循环泵；冷凝器是制冷系统的冷凝器；且冲压空气换热器布置在冲压空气进入通道内。除湿气流通道包括：沿气流方向依次布置的除湿换热器、以及回热器。该飞机除湿系统结构简单、可靠性高且节能。

Description

飞机除湿系统

技术领域

本实用新型涉及一种飞机除湿系统。

背景技术

飞机在高空飞行时，绝热隔声层所采用的玻璃纤维棉容易吸收客舱排气中析出的游离水。此外，飞机蒙皮及与蒙皮相连的金属结构件温度非常低，在这些部位就会产生冷凝水或结冰，从而导致飞机重量增加，隔热层的隔热和隔音性能降低。目前，民用飞机机身除湿措施为将飞机蒙皮与舱室绝热隔声层之间设计为封闭通道的夹层，利用热空气通入其中进行保温防止产生冷凝水，并由位于座舱顶部的送风管路送入客舱，如图1所示。其中飞机除湿系统主要功能就是对进入飞机蒙皮a与舱室绝热隔声层b之间的封闭通道、飞机座舱等空间的热空气进行除湿干燥，防止封闭通道的空气产生冷凝水，保护机体结构，避免隔热层吸湿增重。

目前，一般通过转轮除湿系统将供入夹层的空气进行温度调节及除湿处理。转轮除湿系统如图2所示，包括过滤器1、处理风机2、再生风机3、再生加热器4、及转轮5等。除湿系统在风机抽吸力作用下从三角区c引气，分为两路并由过滤器1进行过滤处理，一路空气经过除湿转轮5后，水蒸气被除湿转轮 5中处理区5a的多孔介质吸附而驻留在除湿转轮中，经处理后的空气成为干燥空气，通过上升管和笛形管分配至客舱顶部天花板，以及客舱两侧的夹层，形成气体保温层，抑制绝热隔声层吸湿；另一路空气经再生加热器4加热为高温空气，通过除湿转轮5再生区5b后将多孔介质内的水蒸气带走，并通过排气活门6排至机外。除湿转轮5在驱动马达的作用下，部分多孔介质先不断吸湿，而后又被干燥再生。

然而，上述除湿方式存在一些缺陷：1)由于多孔介质再生需要的温度为 80-150℃,因此，加热器耗电量较大；2)若机身采用复合材料,再生气温度较高，不能直接排放。

因此，本领域需要一种结构简单、可靠性高且节能的飞机除湿系统。

实用新型内容

本实用新型针对转轮除湿系统加热器耗电量较大，加热温度高，热气不能直接排放的问题，提出了一种利用飞机辅助冷却系统液体冷却回路除湿的新型除湿系统。该系统由除湿换热器、回热器、冲压空气换热器、液体循环泵、液体载冷剂和压气机组成，并集成在现有的民机辅助冷却系统中；利用冲压空气作为冷源，通过除湿换热器降低空气的绝对湿度；利用冷凝器作为热源，通过换热器加热被冷却的低温空气，从而进一步降低空气的相对湿度。具体地，该飞机除湿加热系统包括：

除湿回路，所述除湿回路包括：

环形连接管路，所述环形连接管路容纳有液体并依次连接液体循环泵、除湿换热器、冷凝器、回热器、冲压空气换热器，并返回到所述液体循环泵；

其中所述液体循环泵构造成驱动液体在所述环形连接管路内循环并通过所述除湿换热器、所述冷凝器、所述回热器、所述冲压空气换热器，并返回到所述液体循环泵；所述冷凝器是制冷系统的冷凝器；且所述冲压空气换热器布置在冲压空气进入通道内；

以及

除湿气流通道，所述除湿气流通道包括：

沿气流方向依次布置的所述除湿换热器、以及所述回热器。

较佳地是，在所述除湿气流通道内所述除湿换热器的上游还设有第一压气机。

较佳地是，所述冲压空气通道内布置有第二压气机。

较佳地是，所述制冷系统包括环形制冷剂循环回路，所述环形制冷剂循环回路依次穿过压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，并返回到所述压缩机。

较佳地是，所述节流装置是膨胀阀。

较佳地是，所述液体循环泵为双泵。

较佳地是，所述冲压空气换热器为板翅式换热器。

较佳地是，所述除湿换热器为板翅式换热器。

较佳地是，所述回热器为板翅式换热器。

较佳地是，所述除湿通道的上游与飞机的三角区连通。

较佳地是，所述除湿通道的下游与飞机蒙皮与绝热隔声层之间的夹层连通。

本文所描述的飞机除湿系统的额外特征和优点将在下文的详细描述中陈述，并且通过下文对于本领域技术人员显然或者从通过实践本文所描述的实施例而被本领域技术人员认识到，这些描述包括下文的详细描述、权利要求书以及附图。

应了解前文的一般描述和下文的详细描述说明了各种实施例并且意图提供理解要求保护的主题的性质和特征的概述或框架。包括附图以提供对各种实施例的进一步理解并且附图合并于本说明书中并且构成本说明书的部分。附图示出了本文所描述的各种实施例，并且与描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

参考以上目的，本实用新型的技术特征在随附的权利要求书中清楚地描述，并且其优点从以下参照附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本实用新型的优选实施例，而不限制本实用新型构思的范围。

图1示出飞机壁面气流通道通风结构。

图2示出现有技术转轮除湿系统的示意图。

图3示出根据本实用新型飞机除湿系统的示意图。

附图标记列表

a 飞机蒙皮

b 舱室绝热隔声层

c 三角区

1 过滤器

2 处理风机

3 再生风机

4 再生加热器

5 转轮

5a 处理区

5b 再生区

6 排气活门

100 飞机除湿系统

200 除湿回路

400 除湿气流通道

201 环形连接管路

202 液体循环泵

203 除湿换热器

204 冷凝器

205 回热器

206 冲压空气换热器

207，401 压气机

502 厨房

503 大功率电子设备

具体实施方式

现在将详细地说明本实用新型的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本实用新型将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本实用新型限制为那些示例性实施方案。相反，本实用新型旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其它实施方案。为了便于在所附权利要求书中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”和“右”以及“前”和“后”用于参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。下面将参考附图对本实用新型的示例性实施方案进行详细描述。

本实用新型的飞机除湿系统，具有结构简单，可靠性高，能量综合利用的特点。与现有技术相比，本方案取消独立的民机除湿系统，将除湿与辅助冷却系统集成设计，充分利用民机辅助冷却系统，仅在辅助冷却系统中与冷凝器耦合的液冷回路中，串接两个换热器，再额外增加一个压气机，即可实现良好的除湿效果，能够在整个飞行包线内满足飞机的除湿需求；除湿过程充分利用空气本身的热量和蒸发制冷循环排放的热量；同时还能吸收部分来自蒸发制冷循环的排热，降低冲压空气用量，实现节能的效果。

具体参见图3，根据本实用新型的飞机除湿系统100包括除湿回路200和除湿气流通道400。其中除湿回路200包括环形连接管路201，该环形连接管路201依次连接液体循环泵202、除湿换热器203、冷凝器204、回热器205、冲压空气换热器206，并返回到液体循环泵202。从而，液体循环泵202将除湿系统中的载冷剂增压后通过环形连接管路201送至除湿换热器203、冷凝器热交换器204、回热器205、冲压空气换热器206，再回到液体循环泵202入口，形成循环液体回路。其中液体载冷剂在冷凝器204处与制冷系统300的冷凝器 204进行热交换。

其中液体循环泵202较佳地采用并列布置的双泵形式，正常情况下，不同飞行架次，单泵交替工作。液体循环泵202将除湿系统中的载冷剂增压后通过除湿换热器203，通过除湿换热器203之后的载冷剂流经冷凝器204，被加热成温度较高的液体。冷凝器204较佳地采用机载蒸发制冷循环常用的板翅式换热器。接着，载冷剂通过回热器205时与来自除湿换热器203的冷却空气热交换，然后经过冲压空气换热器206后温度进一步下降。冲压空气换热器206位于冲压空气风道中，冲压空气换热器206较佳地采用板翅式换热器。在冲压空气风道内，通常还设有压气机207。压气机207通常采用轴流式电动压气机。飞行状态下，压气机207关闭，冲压空气换热器206利用冲压空气直接冷却；地面状态下，压气机207开启，冲压空气换热器206利用压气机207的引气冷却。冲压空气为外界空气通过位于机身的冲压空气口进入飞机的气体，飞行时，冲压空气在相对速度的作用下进入机体；而在地面时，冲压空气则通过压气机 207的作用进入机体。

除湿气流通道400是封闭通道的夹层内的空气所流过的通道，空气在流过该除湿气流通道400的过程中完成除湿操作。该除湿气流通道400内包括沿气流方向依次串联布置的除湿换热器203和回热器205。较佳地，在该除湿气流通道400内还包括除湿换热器203上游的压气机401。该压气机401的入口抽吸货舱三角区的空气，通过压气机401依次穿过除湿换热器203和回热器205，然后将空气送入客舱夹层再回流至货舱三角区，形成除湿循环回路。

压气机401采用轴流式电动压气机，压气机401将货舱三角区的空气加压后送入除湿换热器203，除湿换热器203通常较佳地采用板翅式换热器，接着，经除湿换热器203降温除湿后的空气进入回热器205，回热器205较佳地采用板翅式换热器，空气在回热器中205加热后被输送至蒙皮与绝热隔声层之间的夹层。

其中制冷系统300包括环形制冷剂循环回路305，该环形制冷剂循环回路 305依次穿过压缩机301、冷凝器204、节流装置303、蒸发器304，并返回到压缩机301。较佳地，该节流装置303是膨胀阀。

制冷系统300的蒸发器304用于通过另一液体回路冷却位于回路中的厨房 502和大功率电子设备503等。

该除湿系统的除湿原理如下。来自货仓三角区的温度较高、湿度较大的空气在压气机401的作用下流经除湿换热器203，进入除湿换热器203的流体为在冲压空气换热器206处被外界冲压空气冷却的低温液体载冷剂，湿度较大的空气经除湿换热器206冷却后温度下降，当温度下降到露点温度以下后，其中的水蒸气凝结成水滴，绝对湿度下降。经过除湿后的低温空气，继续流过回热器205，由于流入该回热器205的载冷剂已经与冷凝器204进行了热交换而温度较高，从而该回热器205能够加热除湿后的低温空气，使其相对湿度相比除湿前减小，实现了空气除湿的目的。

系统工作时，利用湿空气的含湿能力随温度下降而降低的特点，先将未饱和或饱和状态的湿空气降温，当空气达到露点温度后，空气中的水蒸气开始凝结，产生析湿，空气的绝对湿度减少，达到空气除湿目的。同时，除湿后的空气被再次加热，从而进一步减小其相对湿度。

飞机在高空飞行时，外界冲压空气温度很低，除湿回路200中的液体载冷剂被冲压空气换热器206冷却后，温度下降，在液体循环泵202的作用下，流经除湿换热器203，冷却来自货仓三角区的湿空气，实现除湿。接着，载冷剂进入冷凝器204被加热，在回热器205中，除湿后的低温空气被高温液体载冷剂加热，相对湿度进一步减小，形成干燥空气被输送至结构夹层，达到除湿保温的目的。

飞机在低空飞行或地面热天时，外界空气温度较高，湿度较大，除湿换热器203中无冷凝水产生，接着空气在回热器205中被加热，温度升高，相对湿度减小，从而达到防止析湿的目的。飞机从高空飞行降到低空飞行或地面时，蒙皮温度仍然较低，而外界空气温度较高，湿度较大，被回热器205加热后的空气经过飞机结构夹层时，不会产生凝结水，起到保护蒙皮内侧绝热隔声层的效果。

本实用新型的飞机除湿系统利用民机辅助冷却系统进行空气冷却除湿并加热。该系统充分利用民机辅助冷却系统，通过空气自身的冷却和回热，不消耗冲压空气冷量，同时还能吸收部分来自蒸发制冷循环的废热，降低冲压空气用量，进而减少冲压空气阻力，节能降阻，实现了飞机热量的综合利用。

虽然以上结合了较佳实施例对本实用新型的结构和工作原理进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本实用新型的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本实用新型进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本实用新型的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种飞机除湿系统，其特征在于，包括：

除湿回路，所述除湿回路包括：

环形连接管路，所述环形连接管路容纳有液体并依次连接液体循环泵、除湿换热器、冷凝器、回热器、冲压空气换热器，并返回到所述液体循环泵；

其中所述液体循环泵构造成驱动液体在所述环形连接管路内循环并通过所述除湿换热器、所述冷凝器、所述回热器、所述冲压空气换热器，并返回到所述液体循环泵；所述冷凝器是制冷系统的冷凝器；且所述冲压空气换热器布置在冲压空气进入通道内；

以及

除湿气流通道，所述除湿气流通道包括：

沿气流方向依次布置的所述除湿换热器、以及所述回热器。

2.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

在所述除湿气流通道内所述除湿换热器的上游还设有第一压气机。

3.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

所述冲压空气通道内布置有第二压气机。

4.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

所述制冷系统包括环形制冷剂循环回路，所述环形制冷剂循环回路依次穿过压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，并返回到所述压缩机。

5.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

所述液体循环泵为双泵。

6.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

所述冲压空气换热器为板翅式换热器。

7.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

所述除湿换热器为板翅式换热器。

8.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

所述回热器为板翅式换热器。

9.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

所述除湿通道的上游与飞机的三角区连通。

10.根据权利要求1所述的飞机除湿系统，其特征在于，

所述除湿通道的下游与飞机蒙皮与绝热隔声层之间的夹层连通。