CN212243877U - 一种一体式飞机地面空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一体式飞机地面空调系统，包括：外壳、第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元和第二换热单元安装在外壳的内腔，所述外壳上设有进风口和出风口；所述第一换热单元与第二换热单元串联设置，外部空气从进风口进入外壳内，在外壳内先经过第一换热单元一次换热后再经过第二换热单元二次换热，最后从出风口输送至飞机的机舱；所述第一换热单元采用气水换热的方式完成一次换热，所述第二换热单元采用制冷剂换热的方式完成二次换热。本实用新型在常规的第二换热单元之前增加第一换热单元，通过第一换热单元对外部空气预处理，以降低第二换热单元的能耗。

Description

一种一体式飞机地面空调系统

技术领域

本实用新型涉及飞机空调领域，尤其涉及一种一体式飞机地面空调系统。

背景技术

大多数飞机上自配有空调系统，不论是在飞行状态或者飞机停靠在地面登机廊桥时的待飞状态，通常飞机都启用自配空调系统向其内提供舒适温度和空气。其中，飞机上自配有空调系统包括空调辅助动力装置（Auxiliary Power Unit，简称APU），飞机在待飞状态启用APU，不仅消耗大量昂贵的航空燃油和缩短飞机空调系统的寿命，而且还造成环境污染和增加飞机的运行成本。

APU（Auxiliary Power Unit，空调辅助动力装置）的作用是给飞机在地面主发动机关车的时候提供空调引气和电源，提供压缩空气供发动机启动，在飞行过程中如果有发动机停车，也可以用来向飞机提供气源和电源，APU一般安装在飞机的尾部。

欧美等发达国家的民用航空管理部门出于节省能源、保护本国环境和地面人员健康等原因，制定法规要求停靠本国机场的飞机执行“飞机一落地，必须关掉污染严重的APU，使用环保型的机场地面保障设备”的政策。目前这一政策已在欧美广泛运用。

基于此，飞机地面空调系统作为一种重要的机场地面保障设备，当飞机在地面待飞（航前准备、航后检查等）过程中时，飞机地面空调系统可以完全替代以航空燃油为动力的飞机自带APU，在大幅降低航空燃油费用的同时也减少对机场环境的污染。

近几年在国内的几个大型机场也开始使用飞机地面空调系统。其常见的形式是悬挂在登机桥下的长方形箱体及软管，飞机停靠登机桥后，关闭APU，采用地面设施为飞机提供空调、电源、供油、供水等服务。

目前，飞机地面空调分成单元式、集中式和混合式三种形式。其中：单元式飞机地面空调也称直接膨胀式空调，是一种风冷式一体化机组，由轻质高效的风机、制冷压缩机、风冷冷凝器和控制元件组成一个箱体，出风温度可达0～2℃，单元式飞机地面空调通常采用电制冷和电加热，出风温度在2℃左右，具有投资少、能耗高、维护成本大的特点。

为了克服现有单元式飞机地面空调能耗高的缺陷，急需研究出一种温湿度独立控制的飞机地面空调系统。

发明内容

本实用新型提供了一种一体式飞机地面空调系统，将第一换热单元和第二换热单元安装在同一个外壳的内腔，第一换热单元与第二换热单元串联设置，并且第一换热单元和第二换热单元采用不同的换热方式换热，从外壳送出的换热风通过送风管道输送到飞机的机舱，既提高制冷（热）效率又降低能耗。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种一体式飞机地面空调系统，包括：外壳、第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元和第二换热单元安装在外壳的内腔，所述外壳上设有进风口和出风口；

所述第一换热单元与第二换热单元串联设置，外部空气从进风口进入外壳内，在外壳内先经过第一换热单元一次换热后再经过第二换热单元二次换热，最后从出风口输送至飞机的机舱；

所述第一换热单元采用气水换热的方式完成一次换热，所述第二换热单元采用制冷剂换热的方式完成二次换热。

本实用新型在常规的第二换热单元之前增加第一换热单元，通过第一换热单元对外部空气预处理，以降低第二换热单元的能耗。此外，由于第一换热单元采用气水换热的方式换热，第二换热单元采用制冷剂换热，因此在实际应用中，第一换热单元的换热效率需大于第二换热单元的换热效率。

作为本实用新型的进一步改进，飞机地面空调系统为立式空调，所述外壳呈立式结构；

第一换热单元安装在第二换热单元的下方，所述外壳的底端周壁上设有进风口，所述外壳的顶壁上设有送风口，外部空气采用侧进风的方式从外壳的底端进入，从下至上逐一同第一换热单元和第二换热单元换热之后，采用顶送风的方式将已换热空气从外壳的顶端送出。

本发明的飞机地面空调系统采用立式结构，与卧式结构相比，具有占地面积小、接管更方便的优点。

本发明的飞机地面空调系统，无论是立式结构还是卧式结构，均采用集中供冷的气水换热方式，提高换热效率。

作为本实用新型的进一步改进，飞机地面空调系统为卧式空调，所述外壳呈卧式结构；

第一换热单元安装在第二换热单元沿外壳长度方向的一侧，所述外壳上靠近第一换热单元的侧壁上设有进风口，所述外壳上靠近第二换热单元的侧壁上设有送风口，外部空气采用侧进风的方式从外壳的一侧进入，沿外壳的长度方向逐一同第一换热单元和第二换热单元换热之后，采用侧送风的方式将已换热空气从外壳的另一侧送出。

作为本实用新型的进一步改进，飞机地面空调系统为半立式空调，所述外壳呈“』”形；

外壳上设有进风口和出风口，进风口开设在“』 ”形较矮区域的侧壁上，出风口开设在“』 ”形较高区域的顶壁上；

第一换热单元安装在外壳的较矮区域，第二换热单元安装在外壳的较高区域，外部空气经第一换热单元换热后转向90°才与第二换热单元换热。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一换热单元包括气液换热机组，所述气液换热机组内流动有水；

所述气液换热机组包括至少一个气水换热器，所有气水换热器均安装在外壳内；

外部空气从进风口进入外壳，先与不同气水换热器逐一换热后才与第二换热单元换热。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二换热单元包括热交换机组，所述热交换机组内流动有制冷剂；

所述热交换机组包括至少一个热交换设备，所有热交换设备均安装在外壳内；

与第一换热单元换热后的空气与不同的热交换设备逐一换热。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳内还安装有空气过滤器，该空气过滤器靠近所述进风口安装；

从进风口进入外壳内部的空气先经过过滤器过滤后才与第一换热单元换热。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳内还安装有第一挡水板，第一挡水板安装在第一换热单元和第二换热单元之间，外部空气与第一换热单元换热后通过第一挡水板实现气水分离，随后才与第二换热单元换热。

本实用新型中的第一挡水板和第二挡水板，可以选用LMDS型挡水板或JS波型挡水板或PVC挡水板，LMDS型挡水板是空调室的关键部件，在高低风速下均可使用。可采用玻璃钢材料或PVC材料，具有阻力小、重量轻、强度高、耐腐蚀、耐老化、水气分离效果好，清洗方便、经久耐用特点。JS波型挡水板以PVC树脂为主的PVC挡水板，保持挡水板适宜的刚性，抗冲击性， 抗老化，耐腐蚀防火等优点。 连续挤塑成型，成功地保持了挡水板的密度和精确的几何尺寸，可任意确定挡水板的长度。PVC挡水板可在90℃～25℃的环境中连续正常工作。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳内还安装有风机，该风机安装在第一换热单元与第二换热单元之间；

所述风机靠近第二换热单元安装。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳内还安装有空气加湿器，该空气加湿器靠近出风口安装。

优选所述外壳内还安装有第二挡水板，第二挡水板安装在第二换热单元与出风口之间；与第二换热单元换热后的空气通过第二挡水板实现气水分离，随后完成换热的空气才从出风口排出。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳内还安装有空气电加热器，该空气电加热器靠近出风口安装；

供暖季所述空气电加热器加热外壳内即将从出风口流出的空气。

在实际使用中，优选空气加湿器和空气电加热器安装在第二挡水板的两侧，空气加湿器靠近第二换热单元安装，空气电加热器靠近出风口安装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、将第一换热单元和第二换热单元安装在同一个外壳的内腔，第一换热单元与第二换热单元串联设置，并且第一换热单元和第二换热单元采用不同的换热方式换热，从外壳送出的换热风通过送风管道输送到飞机的机舱，既提高制冷（热）效率又降低能耗。

2、本实用新型中第一挡水板的作用主要是“挡水”，因为空气经过气水换热器后会有冷凝水出现，而系统内的风机风压非常高，风速很大，容易使空气中带水，对下游的部件都是不利的。本实用新型中空气加湿器对空气进行加湿，也会使空气中带水，设置第二挡水板的目的也是为了“挡水”。

3、在本实用新型中，“进风→空气过滤器→气水换热器（通入冷水）→挡水板→风机→空气源热泵蒸发器→挡水板→送风”为供冷季使用；“进风→空气过滤器→气水换热器（通入热水）→风机→空气源热泵冷凝器→空气加湿器→挡水板→空气电加热器→送风”为供暖季使用。

4、本实用新型把第一换热单元和第二换热单元安装在同一个外壳内，采用多级冷冻水和低温制冷剂相结合的集中制冷方式，实现能量梯级利用。当外壳为卧式结构时，所有气液换热器沿外壳的长度方向逐一排列并安装，当外壳为立式结构时，所有气液换热器沿外壳的高度方向从下至上逐一排列并安装。

5、本实用新型的飞机地面空调系统采用立式结构，与卧式结构相比，具有占地面积小、接管更方便的优点。另外，本实用新型的飞机地面空调系统，无论是立式结构还是卧式结构，均采用集中供冷的气水换热方式，提高换热效率。

6、现有的飞机地面空调系统在供暖季，热风的产生不经过多级蒸发器，而是使用电加热器加热空气，但本实用新型在供暖季仍继续由气液换热器加热空气，具有高效节能的优点。

附图说明

图1为一体式飞机地面空调系统的原理框图；

图2为所有气水换热器串联设置的飞机地面空调系统原理图一；

图3为所有气水换热器串联设置的飞机地面空调系统原理图二；

图4为所有气水换热器串联设置的飞机地面空调系统原理图三；

图5为所有气水换热器并联设置的飞机地面空调系统原理图一；

图6为所有气水换热器并联设置的飞机地面空调系统原理图二；

图7为所有气水换热器并联设置的飞机地面空调系统原理图三；

图8为立式空调的示意图；

图9为卧式空调的示意图；

图10为半立式空调的示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

本实用新型公开了一种一体式飞机地面空调系统，包括：第一换热单元和第二换热单元，第一换热单元和第二换热单元安装在外壳的内腔，外壳上设有进风口和出风口；第一换热单元与第二换热单元串联设置，外部空气从进风口进入外壳内，在外壳内先经过第一换热单元一次换热后再经过第二换热单元二次换热，最后从出风口输送至飞机的机舱；第一换热单元采用气水换热的方式完成一次换热，第二换热单元采用制冷剂换热的方式完成二次换热。

本实用新型在常规的第二换热单元之前增加第一换热单元，通过第一换热单元对外部空气预处理，以降低第二换热单元的能耗。此外，由于第一换热单元采用气水换热的方式换热，第二换热单元采用制冷剂换热，因此在实际应用中，第一换热单元的换热效率需大于第二换热单元的换热效率。

如图1所示，本实用新型公开的一体式飞机地面空调系统，包括：外壳、依次安装在外壳内的空气过滤器、第一换热单元、第一挡水板、风机、第二换热单元、空气加湿器、第二挡水板和空气电加热器，空气过滤器靠近进风口安装，从进风口进入外壳内部的空气先经过过滤器过滤后才与第一换热单元换热。第一挡水板安装在第一换热单元和第二换热单元之间，外部空气与第一换热单元换热后通过第一挡水板实现气水分离，随后才与第二换热单元换热。风机安装在第一换热单元与第二换热单元之间；风机靠近第二换热单元安装。空气加湿器靠近出风口安装。第二挡水板安装在第二换热单元与出风口之间；与第二换热单元换热后的空气通过第二挡水板实现气水分离，随后完成换热的空气才从出风口排出。空气电加热器靠近出风口安装；供暖季空气电加热器加热外壳内即将从出风口流出的空气。

在本实用新型中，“进风→空气过滤器→第一换热单元（通入冷水）→挡水板→风机→第二换热单元→挡水板→送风”为供冷季使用；“进风→空气过滤器→第一换热单元（通入热水）→风机→第二换热单元→空气加湿器→挡水板→空气电加热器→送风”为供暖季使用。

第一换热单元包括气液换热机组，气液换热机组承担2/3左右的冷量，第二换热单元承担1/3左右的冷量。第二换热单元包括热交换机组，热交换机组包括至少一个热交换设备，与第一换热单元换热后的空气与不同的热交换设备逐一换热。气液换热机组包括至少一个气液换热器，外部空气先与不同气液换热器逐一换热后才与第二换热单元换热。

本实用新型中的冷量，是指换热单元在单位时间内所消耗掉外壳内空气热量的总能量值。本实用新型选用第一换热单元承担的冷量大于第二换热单元承担的冷量，降低第二换热单元的能耗。

如图9所示，外壳为卧式结构时，所有气液换热器沿外壳的长度方向逐一排列并安装，如图8所示，外壳为立式结构时，所有气液换热器沿外壳的高度方向从下至上逐一排列并安装。当外壳为卧式结构时，所有热交换设备沿外壳的长度方向逐一排列并安装，并且第一换热单元安装在第二换热单元沿外壳长度方向的一侧。当外壳为立式结构时，所有热交换设备沿外壳的高度方向从下至上逐一排列并安装，并且第一换热单元安装在第二换热单元的下方。

如图10所示，外壳呈“』 ”形；外壳上设有进风口和出风口，进风口开设在“』 ”形较矮区域的侧壁上，出风口开设在“』 ”形较高区域的顶壁上；第一换热单元安装在外壳的较矮区域，第二换热单元安装在外壳的较高区域，外部空气经第一换热单元换热后转向90°才与第二换热单元换热。

在本实用新型中，气液换热机组包括N个气液换热器，N＞2；外部空气与第一个气液换热器先换热后紧接着与第二个气液换热器换热，逐一完成与第N个气液换热器换热之后，才与第二换热单元换热。

在本实用新型中，热交换机组包括M个热交换设备，M＞2；供冷季，热交换设备为蒸发器，经第一换热单元降温的空气与第一个蒸发器换热后再与第二个蒸发器换热，以此类推，直至与第M个蒸发器换热后变成冷风输送至飞机的机舱；供暖季，热交换设备为冷凝器，经第一换热单元升温的空气与第一个冷凝器换热后再与第二个冷凝器换热，以此类推，直至与第M个冷凝器换热后变成热风输送至飞机的机舱。

作为第一种实施方式，如图2所示，一体式飞机地面空调系统，包括：外壳、依次安装在外壳内的空气过滤器、两个气水换热器、第一挡水板、风机、两个热交换设备、空气加湿器、第二挡水板和空气电加热器。在供冷季，启动风机，外部空气从进风口进入外壳内，经过空气过滤器过滤杂质后与两个气水换热器一级降温和二级降温，两级降温后的空气通过第一挡水板气水分离，继续与两个热泵装置的蒸发器三级降温和四级降温，再经过第二挡水板气水分离，最后从出风口流出（在供冷季无需进行空气加湿器加湿处理）。在供暖季，启动风机，外部空气从进风口进入外壳内，经过空气过滤器过滤杂质后与两个气水换热器一级升温和二级升温，继续与两个热泵装置的冷凝器三级升温和四级升温，经过四级升温后的空气通过空气加湿器加湿处理后，再经过第二挡水板气水分离，紧接着空气电加热器对外壳内的空气五级升温后从出风口流出。

作为第一种实施方式，如图2所示，所有气液换热器串联设置；第二个气液换热器的液体与气体换热之后进入第一个气液换热器继续与气体换热。本实施方式将所有气液换热器串联设置，优选液体为水，通过增大供回水温差，实现能量的梯级利用。每个气液换热器上均设有液体入口和液体出口；第二个气液换热器的液体入口与供液管道连通，第一个气液换热器的液体出口与出液管道连通；第二个气液换热器的液体出口与第一个气液换热器的液体入口连通。

供冷季，热交换设备为蒸发器，经第一换热单元降温的空气与第一个蒸发器换热后再与第二个蒸发器换热变成冷风，从出风口输送至飞机的机舱；供暖季，热交换设备为冷凝器，经第一换热单元升温的空气与第一个冷凝器换热后再与第二个冷凝器换热变成热风，热风通过空气电加热器继续加热后从出风口输送至飞机的机舱。

如图2所示，每个热交换设备与其他设备构成一套热泵空调,热泵空调包括压缩机、冷凝器、蒸发器和换向阀；供冷季热交换设备为蒸发器，其他设备包括压缩机、冷凝器和换向阀，供暖季热交换设备为冷凝器，其他设备包括压缩机、蒸发器和换向阀；热泵空调通过换向阀实现蒸发器与冷凝器的调换工作，热交换设备和其他设备通过管网连接成循环管路，循环管路内循环有冷媒；供冷季，流经热交换设备的冷媒对空气降温，热交换设备与其他设备完成制冷循环；供暖季，流经热交换设备的冷媒对空气升温，该空气为与第一换热单元换热后的空气，热交换设备与其他设备完成制热循环。

供冷季，流经热交换设备的低温液态冷媒吸收空气中热量后变成高温低压气态冷媒，高温低压气态冷媒进入压缩机压缩成高温高压气态冷媒后才进入冷凝器放热变成低温液态冷媒，低温液态冷媒再次流经热交换设备与空气交换热量，周而复始，实现制冷循环；供暖季，流经蒸发器的液态冷媒吸收外界空气的热量后变成高温低压气态冷媒，高温低压气态冷媒进入压缩机压缩成高温高压气态冷媒后进入热交换设备放热变成低温液态冷媒，低温液态冷媒再次流经蒸发器吸收热量，周而复始，实现制热循环；流经热交换设备的高温气态冷媒放出的热量加热空气。

如图2所示，热泵空调为空气源热泵；供冷季，流经冷凝器放热侧的高温高压气态冷媒与流经冷凝器的外界空气换热，外界空气为热泵空调周围的空气，外界空气的温度低于高温高压气态冷媒的温度，冷凝器把高温高压气态冷媒的热能转移到外界空气，使高温高压气态冷媒降温变成低温液态冷媒；供暖季，流经蒸发器吸热侧的低温液态冷媒与流经蒸发器的外界空气换热，外界空气为热泵空调周围的空气，外界空气的温度高于低温液态冷媒的温度，蒸发器把外界空气的热能转移到低温液态冷媒，使低温液态冷媒升温变成高温高压气态冷媒。

本实施方式的热泵选用空气源热泵，空气源热泵具有系统简单，设置灵活，只需要供电的优点，由于空气源热泵的制冷和制热效率不高，因此，空气源热泵适用于第二换热单元制冷量不高的场合。

本实施方式采用串联方式、在能量梯级利用的前提下向飞机的机舱供应冷（暖）风，通过调节水量、水温以及风量等方式均可确保整个飞机地面空调系统输出冷（暖）风的温度恒定。本实施方式气水换热器采用串联、并联方式供水，串联供水比并联供水更容易实现供回水的大温差。

作为第二种实施方式，如图3和图4所示，所有气液换热器串联设置；第二个气液换热器的液体与气体换热之后进入第一个气液换热器继续与气体换热。本实施方式将所有气液换热器串联设置，优选液体为水，通过增大供回水温差，实现能量的梯级利用。每个气液换热器上均设有液体入口和液体出口；第二个气液换热器的液体入口与供液管道连通，第一个气液换热器的液体出口与出液管道连通；第二个气液换热器的液体出口与第一个气液换热器的液体入口连通。

供冷季，热交换设备为蒸发器，经第一换热单元降温的空气与第一个蒸发器换热后再与第二个蒸发器换热变成冷风，从出风口输送至飞机的机舱；供暖季，热交换设备为冷凝器，经第一换热单元升温的空气与第一个冷凝器换热后再与第二个冷凝器换热变成热风，热风通过空气电加热器继续加热后从出风口输送至飞机的机舱。

如图3和图4所示，每个热交换设备与其他设备构成一套热泵空调,热泵空调包括压缩机、冷凝器、蒸发器和换向阀；供冷季热交换设备为蒸发器，其他设备包括压缩机、冷凝器和换向阀，供暖季热交换设备为冷凝器，其他设备包括压缩机、蒸发器和换向阀；热泵空调通过换向阀实现蒸发器与冷凝器的调换工作，热交换设备和其他设备通过管网连接成循环管路，循环管路内循环有冷媒；供冷季，流经热交换设备的冷媒对空气降温，热交换设备与其他设备完成制冷循环；供暖季，流经热交换设备的冷媒对空气升温，该空气为与第一换热单元换热后的空气，热交换设备与其他设备完成制热循环。

供冷季，流经热交换设备的低温液态冷媒吸收空气中热量后变成高温低压气态冷媒，高温低压气态冷媒进入压缩机压缩成高温高压气态冷媒后才进入冷凝器放热变成低温液态冷媒，低温液态冷媒再次流经热交换设备与空气交换热量，周而复始，实现制冷循环；供暖季，流经蒸发器的液态冷媒吸收外界空气的热量后变成高温低压气态冷媒，高温低压气态冷媒进入压缩机压缩成高温高压气态冷媒后进入热交换设备放热变成低温液态冷媒，低温液态冷媒再次流经蒸发器吸收热量，周而复始，实现制热循环；流经热交换设备的高温气态冷媒放出的热量加热空气。

如图3和图4所示，热泵空调为水源热泵；供冷季，流经冷凝器的高温高压气态冷媒与流经冷凝器的水流换热，水流为常规空调系统的回水，水流的温度低于高温高压气态冷媒的温度，冷凝器把高温高压气态冷媒的热能转移到水流，使高温高压气态冷媒降温变成低温液态冷媒；供暖季，流经蒸发器的低温液态冷媒与流经蒸发器的水流换热，水流为常规空调系统的回水，水流的温度高于低温液态冷媒的温度，蒸发器把水流的热能转移到低温液态冷媒，使低温液态冷媒升温变成高温高压气态冷媒。

如图3所示，两个水源热泵的冷热水管道并联设置，如图4所示，两个水源热泵的冷热水管道串联设置。本实施方式的热泵选择水源热泵，虽然水源热泵的系统稍复杂，需要连接冷热水管道，但水源热泵的冷却和加热效率要比空气源热泵高得多，水源热泵适用于第二换热单元制冷/热量要求较高的场合。

本实施方式采用串联方式、在能量梯级利用的前提下向飞机的机舱供应冷（暖）风，通过调节水量、水温以及风量等方式均可确保整个飞机地面空调系统输出冷（暖）风的温度恒定。本实施方式气水换热器采用串联、并联方式供水，串联供水比并联供水更容易实现供回水的大温差。

作为第三种实施方式，如图5所示，所有气液换热器并联设置；每个气液换热器的液体与气体换热之后均抽至气液换热机组的外侧。每个气液换热器上均设有液体入口和液体出口；每个气液换热器的液体入口均与供液管道连通，每个气液换热器的液体出口均与出液管道连通；每个气液换热器与供液管道和出液管道均形成一条液体管路。

如图5所示，供冷季，热交换设备为蒸发器，经第一换热单元降温的空气与第一个蒸发器换热后再与第二个蒸发器换热变成冷风，从出风口输送至飞机的机舱；供暖季，热交换设备为冷凝器，经第一换热单元升温的空气与第一个冷凝器换热后再与第二个冷凝器换热变成热风，热风通过空气电加热器继续加热后从出风口输送至飞机的机舱。

如图5所示，每个热交换设备与其他设备构成一套热泵空调,热泵空调包括压缩机、冷凝器、蒸发器和换向阀；供冷季热交换设备为蒸发器，其他设备包括压缩机、冷凝器和换向阀，供暖季热交换设备为冷凝器，其他设备包括压缩机、蒸发器和换向阀；热泵空调通过换向阀实现蒸发器与冷凝器的调换工作，热交换设备和其他设备通过管网连接成循环管路，循环管路内循环有冷媒；供冷季，流经热交换设备的冷媒对空气降温，热交换设备与其他设备完成制冷循环；供暖季，流经热交换设备的冷媒对空气升温，该空气为与第一换热单元换热后的空气，热交换设备与其他设备完成制热循环。

供冷季，流经热交换设备的低温液态冷媒吸收空气中热量后变成高温低压气态冷媒，高温低压气态冷媒进入压缩机压缩成高温高压气态冷媒后才进入冷凝器放热变成低温液态冷媒，低温液态冷媒再次流经热交换设备与空气交换热量，周而复始，实现制冷循环；供暖季，流经蒸发器的液态冷媒吸收外界空气的热量后变成高温低压气态冷媒，高温低压气态冷媒进入压缩机压缩成高温高压气态冷媒后进入热交换设备放热变成低温液态冷媒，低温液态冷媒再次流经蒸发器吸收热量，周而复始，实现制热循环；流经热交换设备的高温气态冷媒放出的热量加热空气。

如图5所示，热泵空调为空气源热泵；供冷季，流经冷凝器的高温高压气态冷媒与流经冷凝器的外界空气换热，外界空气为热泵空调周围的空气，外界空气的温度低于高温高压气态冷媒的温度，冷凝器把高温高压气态冷媒的热能转移到外界空气，使高温高压气态冷媒降温变成低温液态冷媒；供暖季，流经蒸发器的低温液态冷媒与流经蒸发器的外界空气换热，外界空气为热泵空调周围的空气，外界空气的温度高于低温液态冷媒的温度，蒸发器把外界空气的热能转移到低温液态冷媒，使低温液态冷媒升温变成高温高压气态冷媒。

本实施方式的热泵选用空气源热泵，空气源热泵具有系统简单，设置灵活，只需要供电的优点，由于空气源热泵的制冷和制热效率不高，因此，空气源热泵适用于第二换热单元制冷量不高的场合。

作为第四种实施方式，如图6和图7所示，所有气液换热器并联设置；每个气液换热器的液体与气体换热之后均抽至气液换热机组的外侧。每个气液换热器上均设有液体入口和液体出口；每个气液换热器的液体入口均与供液管道连通，每个气液换热器的液体出口均与出液管道连通；每个气液换热器与供液管道和出液管道均形成一条液体管路。

如图6和图7所示，供冷季，热交换设备为蒸发器，经第一换热单元降温的空气与第一个蒸发器换热后再与第二个蒸发器换热变成冷风，从出风口输送至飞机的机舱；供暖季，热交换设备为冷凝器，经第一换热单元升温的空气与第一个冷凝器换热后再与第二个冷凝器换热变成热风，热风通过空气电加热器继续加热后从出风口输送至飞机的机舱。

如图6和图7所示，每个热交换设备与其他设备构成一套热泵空调,热泵空调包括压缩机、冷凝器、蒸发器和换向阀；供冷季热交换设备为蒸发器，其他设备包括压缩机、冷凝器和换向阀，供暖季热交换设备为冷凝器，其他设备包括压缩机、蒸发器和换向阀；热泵空调通过换向阀实现蒸发器与冷凝器的调换工作，热交换设备和其他设备通过管网连接成循环管路，循环管路内循环有冷媒；供冷季，流经热交换设备的冷媒对空气降温，热交换设备与其他设备完成制冷循环；供暖季，流经热交换设备的冷媒对空气升温，该空气为与第一换热单元换热后的空气，热交换设备与其他设备完成制热循环。

供冷季，流经热交换设备的低温液态冷媒吸收空气中热量后变成高温低压气态冷媒，高温低压气态冷媒进入压缩机压缩成高温高压气态冷媒后才进入冷凝器放热变成低温液态冷媒，低温液态冷媒再次流经热交换设备与空气交换热量，周而复始，实现制冷循环；供暖季，流经蒸发器的液态冷媒吸收外界空气的热量后变成高温低压气态冷媒，高温低压气态冷媒进入压缩机压缩成高温高压气态冷媒后进入热交换设备放热变成低温液态冷媒，低温液态冷媒再次流经蒸发器吸收热量，周而复始，实现制热循环；流经热交换设备的高温气态冷媒放出的热量加热空气。

如图6和图7所示，热泵空调为水源热泵；供冷季，流经冷凝器的高温高压气态冷媒与流经冷凝器的水流换热，水流为常规空调系统的回水，水流的温度低于高温高压气态冷媒的温度，冷凝器把高温高压气态冷媒的热能转移到水流，使高温高压气态冷媒降温变成低温液态冷媒；供暖季，流经蒸发器的低温液态冷媒与流经蒸发器的水流换热，水流为常规空调系统的回水，水流的温度高于低温液态冷媒的温度，蒸发器把水流的热能转移到低温液态冷媒，使低温液态冷媒升温变成高温高压气态冷媒。

如图6所示，两个水源热泵的冷热水管道串联设置，如图7所示，两个水源热泵的冷热水管道并联设置。本实施方式的热泵选择水源热泵，虽然水源热泵的系统稍复杂，需要连接冷热水管道，但水源热泵的冷却和加热效率要比空气源热泵高得多，水源热泵适用于第二换热单元制冷量要求较高的场合。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种一体式飞机地面空调系统，其特征在于，包括：外壳、第一换热单元和第二换热单元，所述第一换热单元和第二换热单元安装在外壳的内腔，所述外壳上设有进风口和出风口；

所述第一换热单元与第二换热单元串联设置，外部空气从进风口进入外壳内，在外壳内先经过第一换热单元一次换热后再经过第二换热单元二次换热，最后从出风口输送至飞机的机舱；

所述第一换热单元采用气水换热的方式完成一次换热，所述第二换热单元采用制冷剂换热的方式完成二次换热。

2.根据权利要求1所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，飞机地面空调系统为立式空调，所述外壳呈立式结构；

第一换热单元安装在第二换热单元的下方，所述外壳的底端周壁上设有进风口，所述外壳的顶壁上设有送风口，外部空气采用侧进风的方式从外壳的底端进入，从下至上逐一同第一换热单元和第二换热单元换热之后，采用顶送风的方式将已换热空气从外壳的顶端送出。

3.根据权利要求1所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，飞机地面空调系统为卧式空调，所述外壳呈卧式结构；

第一换热单元安装在第二换热单元沿外壳长度方向的一侧，所述外壳上靠近第一换热单元的侧壁上设有进风口，所述外壳上靠近第二换热单元的侧壁上设有送风口，外部空气采用侧进风的方式从外壳的一侧进入，沿外壳的长度方向逐一同第一换热单元和第二换热单元换热之后，采用侧送风的方式将已换热空气从外壳的另一侧送出。

4. 根据权利要求1所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，飞机地面空调系统为半立式空调，所述外壳呈“』 ”形；

外壳上设有进风口和出风口，进风口开设在“』 ”形较矮区域的侧壁上，出风口开设在“』 ”形较高区域的顶壁上；

第一换热单元安装在外壳的较矮区域，第二换热单元安装在外壳的较高区域，外部空气经第一换热单元换热后转向90°才与第二换热单元换热。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，所述第一换热单元包括气液换热机组，所述气液换热机组内流动有水；

所述气液换热机组包括至少一个气水换热器，所有气水换热器均安装在外壳内；

外部空气从进风口进入外壳，先与不同气水换热器逐一换热后才与第二换热单元换热。

6.根据权利要求1-4任一项所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，所述第二换热单元包括热交换机组，所述热交换机组内流动有制冷剂；

所述热交换机组包括至少一个热交换设备，所有热交换设备均安装在外壳内；

与第一换热单元换热后的空气与不同的热交换设备逐一换热。

7.根据权利要求1-4任一项所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，所述外壳内还安装有空气过滤器，该空气过滤器靠近所述进风口安装；

从进风口进入外壳内部的空气先经过过滤器过滤后才与第一换热单元换热。

8.根据权利要求7所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，所述外壳内还安装有第一挡水板，第一挡水板安装在第一换热单元和第二换热单元之间，外部空气与第一换热单元换热后通过第一挡水板实现气水分离，随后才与第二换热单元换热。

9.根据权利要求7所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，所述外壳内还安装有风机，该风机安装在第一换热单元与第二换热单元之间；

所述风机靠近第二换热单元安装。

10.根据权利要求7所述的一体式飞机地面空调系统，其特征在于，所述外壳内还安装有空气加湿器和第二挡水板，该空气加湿器靠近出风口安装；

所述第二挡水板安装在第二换热单元与出风口之间；与第二换热单元换热后的空气通过第二挡水板实现气水分离，随后完成换热的空气才从出风口排出。

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