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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verdichteranordnung sowie ein
Klimatisierungssystem mit einer solchen Verdichteranordnung.
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Klimatisierungssysteme
für Flugzeuge
sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Elektrisch
betriebene Klimatisierungssysteme weisen häufig zwei oder mehr als zwei
Verdichter auf, die dazu dienen, Luft durch das Klimatisierungssystem
zu fördern
und das gewünschte
Kabinen-Druckniveau bereitzustellen. Bekannte Klimatisierungssysteme
weisen stromaufwärts
der Verdichter einen Luftkanal auf, der eine Verzweigung aufweist,
von der aus einzelne Teilkanäle
zu den Verdichtereinlässen
führen.
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Ein
derartiges aus dem Stand der Technik bekanntes System geht aus 2 hervor,
bei der mit dem Bezugszeichen 100 die genannte Verzweigung und
mit den Bezugszeichen 200, 200' die Verdichter dargestellt sind,
die aus den Teilkanälen 300, 300' zu verdichtende
Luft ansaugen. Eine derartige Anordnung weist den Nachteil auf,
dass sie vergleichsweise viel Raum in Anspruch nimmt, was insbesondere im
Flugzeugbau unerwünscht
ist.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe die zugrunde, eine
Verdichteranordnung mit wenigstens zwei Verdichtern dahingehend
zu verbessern, dass die Verdichteranordnung kompakt aufgebaut ist
und eine strömungsgünstige Anströmung der
Verdichter ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Verdichteranordnung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Danach
ist vorgesehen, dass die Verdichteranordnung eine Ansaugkammer aufweist,
die den wenigstens zwei Verdichtern gemeinsam saugseitig unmittelbar
vorgeschaltet ist. Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen,
dass die Saugseite der zwei oder auch mehr als zwei Verdichter durch
eine gemeinsame Ansaugkammer gebildet wird. Vorzugsweise ist vorgesehen,
dass die Ansaugkammer durch einen gemeinsamen Lufteinlaßkanal gespeist
wird. Die Luft wird über
den Lufteinlaßkanal
in die Ansaugkammer gefördert
und gelangt sodann aus der Ansaugkammer in die daran angeordneten
Verdichter, in denen die Verdichtung auf das gewünschte Druckniveau erfolgt.
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Die
Verdichter sind vorzugsweise „gegeneinander" ausgerichtet, d.h.
saugen jeweils in entgegengesetzter Richtung Luft aus der Ansaugkammer
ab.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ansaugkammer
als starres oder auch als flexibles Strukturteil ausgeführt ist,
das die beiden Verdichter miteinander verbindet.
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Des
weiteren ist denkbar, dass weitere Leitungsanschlüsse an der
Ansaugkammer in einfacher Weise vorgesehen werden können. Die
Qualität
der Verdichterzuströmung
wird dadurch nicht oder nur unbedeutend beeinträchtigt. Somit kann die Ansaugkammer
einen oder mehrere Leitungsanschlüsse oder eine oder mehrere
an die Ansaugkammer angeschlossene Leitungen aufweisen.
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Auch
ist es denkbar, dass in und/oder an der Ansaugkammer Mittel zum
Schallschutz angeordnet bzw. in die Ansaugkammer integriert sind.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind als Vorteile
der erfindungsgemäßen Verdichteranordnung
somit zu nennen:
- • Verbesserte Zuströmung der
Verdichter durch freies Ansaugen aus der Ansaugkammer,
- • kompaktes,
platzsparendes Design,
- • vereinfachtes,
kostengünstiges
Leitungssystem,
- • gute
Anpaßbarkeit
der Kammerform an spezifische Konstruktionsprobleme,
- • weitere
Leitungsanschlüsse
sind an die Ansaugkammer in einfacher Weise umsetzbar, ohne die Qualität der Verdichterzuströmung zu
beeinträchtigen,
- • Schallschutzmaßnahmen
sind einfach und platzsparend integrierbar,
- • verbessertes
Layout für
das Gesamtsystem (Klimatisierungssystem).
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
die wenigstens zwei Verdichter der Verdichteranordnung auf Achsen
laufen, die miteinander fluchten oder auch auf Achsen, die einen
axialen Versatz oder einen Winkelversatz aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf zwei Verdichter beschränkt. Selbstverständlich sind
auch mehr als zwei Verdichter vorstellbar, deren Saugseite durch
die Ansaugkammer gebildet wird.
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Auch
die Ausführung
der Verdichter ist weitgehend beliebig. Es kann sich beispielsweise
um Axial- oder Radialverdichter handeln.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens einem der Verdichter,
vorzugsweise allen Verdichtern ein Ansaugtrichter, d.h. eine bestimmte vorteilhafte
Ansauggeometrie zur Verbesserung der Verdichteranströmung vorgeschaltet.
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Der
oder die Ansaugtrichter können
integraler Bestandteil der Ansaugkammer sein, d.h. als mit der Ansaugkammer
einstückiges
Bauteil ausgeführt sein.
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Ebenso
ist denkbar, dass der oder die Ansaugtrichter als von der Ansaugkammer
separates Bauteil ausgeführt
ist/sind, das zwischen der Ansaugkammer und dem Verdichter angeordnet ist/sind.
In dieser Ausführung
ist der oder die Ansaugtrichter, d.h. ein Bauteil mit bestimmter
Ansauggeometrie, als separate(s) Bauteil/Bauteile ausgeführt, die
zwischen der Ansaugkammer und dem jeweiligen Verdichter angeordnet
werden.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Klimatisierungssystem, insbesondere
ein Klimatisierungssystem zur Frischluftversorgung, Klimatisierung
und Bedruckung einer Flugzeugkabine, das dadurch gekennzeichnet
ist, dass das Klimatisierungssystem wenigstens eine Verdichteranordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweist.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Verdichter jeweils
mit einer Antriebseinheit in Verbindung stehen. Die Antriebseinheit kann
beispielsweise durch einen Motor und/oder durch eine Turbine gebildet
werden. Denkbar ist, dass die Verdichteranordnung zwei Verdichter
aufweist, von denen einer mit einem Motor und einer Turbine auf
einer Welle sitzt bzw. durch diese angetrieben wird, und von denen
der andere mit einem Motor auf einer Welle sitzt bzw. durch diesen
angetrieben wird.
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Das
Klimatisierungssystem weist vorzugsweise eine Steuereinheit auf,
mittels derer das Klimatisierungssystem in verschiedenen Betriebsmodi
betreibbar ist. In einem ersten Betriebsmodus ist wenigstens einer
der Verdichter der Verdichteranordnung in Betrieb, in einem zweiten
Betriebsmodus ist eine gegenüber
dem ersten Betriebsmodus größere Anzahl
von Verdichtern der Verdichteranordnung in Betrieb. Dabei hängt die
Wahl des Betriebsmodus von dem Druck der Umgebungsluft derart ab,
dass bei hohem Druck der Umgebungsluft der erste Betriebsmodus und
bei demgegenüber
geringerem Druck der Umgebungsluft, d.h. im Flug bzw. bei größerer Flughöhe der zweite
Betriebsmodus eingestellt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die
Bedruckung, Temperaturregelung und Frischluftversorgung einer Flugzeugkabine
unabhängig
von der Flughöhe
in effizienter Weise sicherzustellen. Insbesondere ist es auf diese
Weise möglich,
die Verdichter stets in einem für
diese optimalen Betriebsbereich bzw. in der Nähe eines optimalen Betriebspunktes
zu betreiben.
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Denkbar
ist es, in dem zweiten Betriebsmodus die Massenströme der Verdichter
zu mischen und dann der weiteren Behandlung, das heißt beispielsweise
der Kühlung
und Entfeuchtung zuzuführen,
bevor der auf diese Weise konditionierte Mischluftstrom der Flugzeugkabine
zugeführt
wird.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines Klimatisierungssystems, in dem die erfindungsgemäße Ventilanordnung
einsetzbar ist, geht aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2005 037 285.6 hervor,
auf die hiermit vollumfänglich
Bezug genommen wird. Die erfindungsgemäße Verdichteranordnung kann
in einem der dort offenbarten Klimatisierungssysteme zum Einsatz
kommen, jedoch ist von der vorliegenden Erfindung auch die Verwendung
der erfindungsgemäßen Verdichteranordnung
in einem beliebigen anderen Klimatisierungssystem umfasst.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Klimatisierungssystem
eine erste und eine zweite Klimaanlage auf. Ferner sind zwei oder mehr
als zwei motorisierte, mit Umgebungsluft, Stauluft oder vorverdichteter
Luft beaufschlagte Verdichter vorgesehen. Eine Steuereinheit schaltet
in dem genannten zweiten Betriebsmodus wenigstens einen der Verdichter
der Verdichteranordnung beiden Klimaanlagen zu. In einem weiteren
Betriebsmodus wird jeweils wenigstens einer der Verdichter der Verdichteranordnung
jeweils einer der beiden Klimaanlagen zugeschaltet. In dieser Ausführungsform
der Erfindung ist somit vorgesehen, dass eine stufenweise Zuschaltung
der Verdichter möglich
ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit dafür verringert ist, dass die
Verdichter der Klimaanlagen in einem instabilen Bereich betrieben
werden.
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Das
Klimatisierungssystem kann einen Lufteinlaßkanal zur Führung der
Luft zu der Ansaugkammer aufweisen, der über einen eigenen Einlaß verfügt, oder
der mit wenigstens einem weiteren Kanal einen gemeinsamen Einlaß aufweist.
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Das
Klimatisierungssystem kann einen Lufteinlaßkanal zur Führung der
Luft zu der Ansaugkammer und/oder einen Kanal aufweisen, in dem
ein Stauluftwärmetauscher
angeordnet ist, und/oder einen Kanal zur Motorkühlung, wobei wenigstens zwei oder
alle der Kanäle
derart zu einem gemeinsamen Kanal zusammengefaßt sind, dass sie über einen
gemeinsamen Einlaß verfügen.
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Alternativ
dazu ist denkbar, dass das Klimatisierungssystem einen Lufteinlaßkanal zur
Führung der
Luft zu der Ansaugkammer aufweist, der über einen eigenen Einlaß verfügt. In dieser
Ausgestaltung der Erfindung sind weitere Kanäle, wie der Stauluftkanal und/oder
der Kanal zur Motorkühlung
als zu dem Lufteinlaßkanal
separate Kanäle
ausgeführt,
die über
einen anderen Einlaß verfügen als
der Lufteinlaßkanal.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen anhand eines aus der
Zeichnung ersichtlichen Ausführungsbeispiels
hervor. Es zeigen:
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1a:
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verdichtereinheit,
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1b:
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Klimatisierungssystems
mit der erfindungsgemäßen Verdichtereinheit,
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2:
eine Anordnung zweier Verdichter mit verzweigter Saugluftleitung
gemäß dem Stand
der Technik,
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3:
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Flugzeugklimaanlage
und
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4:
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Flugzeugklimaanlage
in einer weiteren Ausführungsform.
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1a zeigt
die erfindungsgemäße Verdichteranordnung 10,
die aus einer zentral angeordneten Ansaugkammer 20 und
zwei beidseitig der Ansaugkammer 20 angeordneten Radialverdichtern 30, 30' besteht. Die
einander gegenüberliegenden
Verdichter 30, 30' sind
um Achsen drehbar, die miteinander fluchten. Die Verdichter 30, 30' sind derart
angeordnet, dass ihre Saugseite durch die Ansaugkammer 20 gebildet
wird, die zwischen den Verdichtern 30, 30' liegt.
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Mit
dem Bezugszeichen 22 ist der Einlaß der Ansaugkammer gekennzeichnet,
durch den vorzugsweise aus einem gemeinsamen Lufteinlaßkanal Luft in
die Ansaugkammer 20 einströmt.
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Die
Bezugszeichen 32, 32' kennzeichnen die Einlässe der
Verdichter 30, 30' und
das Bezugszeichen 40 kennzeichnet einen optionalen Anschluß der Ansaugkammer 20,
an den ein beliebiger weiterer Leitungsanschluß in einfacher Weise anschließbar ist,
ohne dass sich die Strömungsverhältnisse
in der Ansaugkammer 20 wesentlich ändern.
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Wie
dies durch die Pfeile in 1a gekennzeichnet
ist, sind die zwei Verdichter 30, 30' gegensinnig
ausgerichtet, d.h. sie ziehen auf beiden Seiten der Ansaugkammer 20 Luft
ab. Die Verdichter 30, 30' können jeweils motorbetrieben
sein. Denkbar ist auch, dass einer oder beide Verdichter 30, 30' mit einer Turbine
auf einer Welle sitzen, die den bzw. die Verdichter 30, 30' antreibt.
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Ein
wesentlicher Vorteil der aus 1a hervorgehenden
Verdichteranordnung 10 gemäß der Erfindung besteht darin,
dass diese aufgrund des Vorhandenseins der gemeinsamen Ansaugkammer 20 kompakt
aufgebaut ist und zudem günstige
Strömungsverhältnisse
auf der Saugseite der Verdichter 30, 30' gewährleistet.
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1b zeigt
die Integration der Verdichteranordnung 10 gemäß 1 in einem Klimatisierungssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei identische Teile mit identischen Bezugszeichen
versehen sind. Zusätzlich
zu 1a geht aus 1b der
Lufteinlaßkanal 50 hervor,
der mit dem Einlaß 22 der
Ansaugkammer 20 in Verbindung steht und der die zu verdichtende
Luft in die Ansaugkammer 20 fördert.
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Der
Lufteinlaßkanal 50 kann über einen
eigenen Einlaß verfügen und
damit als zu anderen Luftkanälen,
wie beispielsweise dem RAM-Stauluftkanal oder dem Luftkanal zur
Kühlung
der Motoren, separater Kanal ausgeführt sein. Denkbar ist, dass
jeder der genannten Kanäle über einen
eigenen Einlaß verfügt.
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Von
der Erfindung umfaßt
ist ferner eine Anordnung, bei der außer dem Lufteinlaßkanal ein
Stauluftkanal, in dem sich der RAM-Wärmetauscher befindet, und/oder
ein Kanal zur Motorkühlung
vorgesehen sind, wobei wenigstens zwei oder alle der genannten Kanäle derart
zu einem gemeinsamen Kanal ausgebildet sind, dass sie über einen
gemeinsamen Einlaß verfügen. Der
gemeinsame Kanal verzweigt sich stromabwärts des Einlasses an geeigneter
Position zu den genannten Komponenten des Klimatisierungssystems.
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2 zeigt
eine Anordnung gemäß dem Stand
der Technik und verdeutlicht, dass dort eine Verzweigung 100 vorgesehen
ist, von der ausgehend einzelne Ansaugleitungen 300, 300' zu den Verdichtern 200, 200' verlaufen,
wodurch sich eine vergleichsweise groß bauende Anordnung ergibt.
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Wie
oben ausgeführt,
lässt sich
durch die erfindungsgemäße Verdichteranordnung
demgegenüber
eine kompakte und strömungsgünstige Anordnung
bereitstellen, die des weiteren den Vorteil mit sich bringt, dass
ein vereinfachtes und kostengünstiges
Leitungssystem realisierbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Verdichteranordnung lässt sich
nicht nur, aber vorteilhafterweise in einem Klimatisierungssystem
einsetzen, wie es aus der DE
DE
10 2005 037 285.6 bekannt ist, auf die vollumfänglich Bezug
genommen wird.
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Ein
aus dieser Druckschrift bekanntes Klimatisierungssystem ist in 3 dargestellt. 3 zeigt mit
dem Bezugszeichen C1 einen mit Umgebungsluft beaufschlagten ersten
Verdichter. Dieser steht mit einem Motor M und einer Entspannungsturbine
T auf einer Welle in Verbindung. Die gesamte Einheit wird als MCT
(motorized compressor turbine) bezeichnet. Der geschwungene Pfeil
im Bereich des Motors M soll dessen Kühlung beispielsweise mittels
einer Strahlpumpe oder eines Gebläses andeuten, die z. B. in
dem Stauluftkanal angeordnet sein können. Entsprechendes gilt für die Anordnung
gemäß 4.
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Neben
dieser Druckluftquelle ist eine weitere Druckluftquelle in Form
des parallel geschalteten Verdichters C2 vorgesehen, der je nach
dem, in welchem Betriebsmodus die Anlage betrieben wird, zu- oder
abgeschaltet wird. Diese weitere Druckluftquelle kann mittels eines
Ventils zu- bzw. abschaltbar oder auch teilweise zuschaltbar sein.
Bei dem zweiten Verdichter C2 handelt es sich ebenfalls um einen
mit Umgebungsluft beaufschlagten motorisierten Verdichter, wie dies
aus 3 hervorgeht.
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Die
Rückschlagventile
CCKV stellen sicher, dass die Strömung der jeweiligen Auslassleitungen nicht
zu dem jeweiligen Verdichter C1 bzw. C2 hinführt.
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Die
Auslassleitung C1 des Verdichters C1 sowie des Verdichters C2 sind
in einem Mischpunkt 60 miteinander verbunden. Stromabwärts dieses Mischpunktes 60 befindet
sich eine Kammer 70, in der beispielsweise ein Konverter
für Ozon
und/oder für
Kohlenwasserstoffe (OZC) angeordnet sein kann. Stromabwärts dieser
Kammer findet sich der Stauluftwärmetauscher
MHX, der in dem Stauluftkanal 90 des Flugzeuges angeordnet
ist, wie dies aus 3 hervorgeht. Der Stauluftkanalwärmetauscher
MHX steht auslassseitig mit einem aus Rehester REH, Kondensor CON
und Wasserabscheider WE bestehenden Wasserabscheidekreislauf in
Verbindung, wobei die Komponenten in der Reihenfolge Rehester, Kondensor
und Wasserabscheider angeordnet sind. Der Wasserabscheider WE steht
auslassseitig mit der kalten Seite des Rehesters REH in Verbindung.
Auslassseitig steht die kalte Seite des Rehesters über einen
Leitapparat VTN (Variable Turbine Nozzle) mit der Turbine T in Verbindung,
das der Turbine T vorgeschaltet ist. Die kalte Turbinenauslassluft durchströmt den Kondensor
CON auf seiner kalten Seite und wird dann nach passieren eines Rückschlagventils
PCKV (Pack Check Valve) einer Mischkammer oder der Flugzeugkabine
zugeführt.
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Das
in dem Wasserabscheider WE abgetrennte Wasser wird über einen
Wasserinjektor WI dem Stauluftkanal 90 zugeführt, wie
dies aus 3 hervorgeht. Auf der Einlassseite
des Stauluftkanals befindet sich eine Stauluftkanaleinlaßklappe 92,
die mittels des RAIA (Ram Air Inlet Actuator) in unterschiedliche
Stellungen bewegt werden kann.
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Stauluftseitig
stromabwärts
des Stauluftkanalwärmetauscher
MHX ist der Stauluftkanal in zwei Abschnitte 91 und 91' geteilt. In
dem oben dargestellten Abschnitt befindet sich die Strahlpumpe JP
(Jet Pump), die mit den Auslassleitungen der Verdichter C1, C2 über Ventile
JPMV (Jet Pump Modulating Valve) in Verbindung steht.
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Von
der Mischluftleitung erstreckt sich stromabwärts der Kammer 70 und
stromaufwärts
des Stauluftkanalwärmetauscher
MHX eine Leitung zu der Auslassseite der Turbine T, in der ein Ventil
TCV (Temperature Control Valve) angeordnet ist. Des weiteren ist
eine Byplassleitung vorgesehen, die von der Auslassseite des Stauluftkanalwärmetauschers
MHX zu der zu der Mischkammer führenden
Leitung der Klimaanlage führt.
In dieser Leitung befindet sich das Ventil BPV (Bypass Valve).
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Wie
dies weiter aus 3 hervorgeht, wird der zweite
Verdichter C2 von einem Motor M angetrieben. Eine Turbine ist hier
nicht vorgesehen, so dass die Anordnung MC (motorized compressor)
erhalten wird. Für
die Verdichter C1 und C2 sind Rezirkulationsleitungen eingezeichnet,
die durch ein Ventil ASV (anti surge valve) verschließbar sind.
Des weiteren ist in der sich von der Kammer 20 zu dem Stauluftkanalwärmetauscher
MHX erstreckenden Leitung ein weiteres Ventil CLV (compressor load
valve) vorgesehen. Das Ventil CLV dient zur Androsselung der Verdichter
C1, C2, durch die Austrittstemperatur der Verdichter C1, C2 erhöht wird.
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Mittels Öffnen des
Ventils ASV kann die Rezirkulationsluft über die Verdichter erhöht werden, wodurch
ein sicherer, stabiler Vertrieb der Verdichter C1, C2 ermöglicht wird.
Eine Erhöhung
des Verdichtermassenstroms kann auch über die Jet Pump Modulating
Valves JPMV realisiert werden.
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Die
Verdichter C1, C2 können
Bestandteil der (in den 3 und 4 nicht
dargestellten) Verdichteranordnung 10 gemäß 1a und 1b sein,
d.h. aus einer gemeinsamen Ansaugkammer, die die gemeinsame Saugseite
der Verdichter C1, C2 bildet, Luft abziehen und auf das gewünschte Druckniveau
verdichten. In einem Ausführungsbeispiel können in
diese Ansaugkammer auch die Rezirkulationsleitungen münden, die
oben näher
beschrieben wurden und in denen sich das Ventil ASV befindet.
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Die
Funktionsweise der in 3 dargestellten Anordnung gestaltet
sich wie folgt:
In einem ersten Betriebsmodus wird die gesamte Frischluft
nur durch den Verdichter C1 bereitgestellt. Dieser ist vorzugsweise
einstufig ausgeführt,
auch eine mehrstufige Ausführung
kommt grundsätzlich
in Betracht. Dies gilt im übrigen
auch für
den Verdichter C2.
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Der
Verdichter C1 dient zur Gewährleistung der
Anforderungen hinsichtlich Bedruckung, Temperaturregelung und Frischluftversorgung.
Die Verdichterauslassluft wird nach passieren der Kammer 70 zunächst in
dem Stauluftkanalwärmetauscher
MHX gekühlt.
Anschließend
durchströmt
diese Luft den Wasserabscheidekreislauf und wird sodann einer zweiten
Kühlung
in der einzigen Turbine T im Kühlprozeß unterzogen.
Die Turbinenleistung dient zusammen mit der Leistung des Motors
M zum Antrieb des Verdichters C1. Die kalte Turbinenauslassluft dient
zur Kondensation der Feuchtigkeit der Auslassluft des Stauluftkanalwärmetauschers
in dem Kondensor CON.
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In
einem zweiten Betriebsmodus wird der Verdichter C2 zugeschaltet,
das heißt
der Frischluftmassenstrom wird nun durch die Auslassluft beider Verdichter
C1, C2 gebildet. In dem zweiten Betriebsmodus durchströmt der Mischluftstrom
dieselben Komponenten wie die Auslassluft des Verdichters C1 in
dem ersten Betriebsmodus.
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In
einem dritten Betriebsmodus kann vorgesehen sein, dass die Bereitstellung
der Frischluft zunächst
wie in dem zweiten Betriebsmodus erfolgt. Allerdings kann nun aufgrund
der Umgebungsbedingungen in großer
Flughöhe
der Wasserabscheidekreislauf und die Turbinenstufe durch Öffnen des Ventils
BPV zumindest teilweise gebypasst werden. Die Kühlung im dritten Betriebsmodus
erfolgt nun im wesentlichen mittels des Stauluftkanalwärmetauschers
MHX.
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Die
Anzahl der genutzten Verdichter C1, C2 ist grundsätzlich nicht
festgelegt. Zur Abdeckung des gesamten Einsatzbereiches erfolgt
vorzugsweise eine Parallelschaltung von mindestens zwei Druckluftquellen,
das heißt
Verdichtern C1, C2 pro Pack (Klimaanlage), die Bestandteil der erfindungsgemäßen Verdichteranordnung
sein können.
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Wie
dies weiter aus 3 hervorgeht, kann der zweite
Verdichter C2 bei geöffnetem
Ventil JPMV dazu herangezogen werden, die Strahlpumpe JP zu betreiben.
Dies führt
dazu, dass ein Kühlluftstrom über den
oder die Stauluftwärmetauscher
auch im ersten Betriebsmodus gewährleistet
ist. Wie dies weiter aus 3 her vorgeht, kann auch die
Verdichterauslassluft des Verdichters C1 über ein Ventil JPMV der Strahlpumpe
zugeführt
werden. Eine derartige Verfahrensweise ist insbesondere dann sinnvoll,
um einen sicheren, stabilen Betrieb des Verdichters C1 zu ermöglichen.
Hierdurch wird der zusätzliche
Massenstrom über
die Strahlpumpe JP in den Stauluftkanal geleitet oder alternativ
weiteren Verbrauchern zugeführt
werden.
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Um
die Durchlässigkeit
der Klimaanlage zu erhöhen,
kann über
einen variablen Turbinen-Leitapparat die Querschnittsfläche optimal
angepaßt
werden. Zu diesem Zweck dient die Einheit VTN der Turbine T. Diese
Einheit kann mit dem Ventil TCV, das zur Temperaturregelung dient,
mittels eines gemeinsamen Aktuators angesteuert werden.
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4 zeigt
eine weitere Variante einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
betriebenen Klimaanlage. Für
den Bodenbetrieb und niedrige Flughöhen ergibt sich der zu 3 erläuterte Betrieb
der Klimaanlage. Die Anordnung gemäß 4 ermöglicht die
stufenweise Zuschaltung der motorisierten mit Umgebungsluft beaufschlagten
Verdichter C3 und C4, wodurch die Wahrscheinlichkeit dafür verringert
wird, dass die Verdichter C1 und C2 des rechten bzw. linken Packs
(Klimaanlage) im instabilen Bereich betrieben werden.
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Gemäß 4 ist
vorgesehen, dass ab einer gewissen Flughöhe nur einer der Zusatzverdichter C3
oder C4 parallel zu den Verdichtern des LH und RH Packs betrieben
wird. Dies hat zur Folge, dass die Reduzierung der Massenströme für die ersten Verdichter
C1 und C2 nicht so stark ausfällt
und ein Betriebspunkt im stabilen Bereich (rechts der Pumpgrenze
(Surge-Linie)) möglich
bleibt. Um den Massenstrom des zugeschalteten Verdichters (C3 oder 04)
auf beide Packs aufzuteilen, sind diese über eine Leitung 95 (Cross
Bleed Ducting) miteinander verbunden. In dieser Leitung ist das
Ventil CBSOV (Cross Bleed Shut Off Valve) angeordnet, mittels dessen
die Leitung 95 geöffnet
oder geschlossen werden kann.
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Die
Verbindung beider Klimaanlagen durch das Cross Bleed Ducting führt zu einer
redundanten Ausführung,
da jede der Klimaanlagen im Bedarfsfall mit der anderen Klimaanlage
zugeordneten Druckluftquellen verbunden werden kann.
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In
größerer Flughöhe kann
nun auch der weitere Zusatzverdichter (C3 oder C4) parallel zugeschaltet
werden. Das Ventil CBSOV wird geschlossen, so dass wieder zwei separate
Packs vergleichbar mit dem zweiten Betriebsmodus zu 3 betrieben
werden.
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Die
Verdichter C3 und C4 können
ebenfalls Bestandteil einer Verdichteranordnung gemäß der Erfindung
sein, d.h. über
eine gemeinsame Ansaugkammer verfügen, die die Saugseite der
beiden Verdichter C3, C4 darstellt.
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Wie
oben ausgeführt,
ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Verdichteranordnung nicht
auf elektrisch betriebene Klimatisierungssysteme bzw. auf Klimatisierungssysteme
gemäß der 3 und 4 beschränkt. Auch
in anders aufgebauten oder auf andere Art und Weise arbeitenden
Klimatisierungssystemen kann die Verdichteranordnung gemäß der Erfindung
in vorteilhafter Weise eingesetzt werden.