DK160332B - Luftkonditioneringssystem - Google Patents

Luftkonditioneringssystem Download PDF

Info

Publication number
DK160332B
DK160332B DK589284A DK589284A DK160332B DK 160332 B DK160332 B DK 160332B DK 589284 A DK589284 A DK 589284A DK 589284 A DK589284 A DK 589284A DK 160332 B DK160332 B DK 160332B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
turbine
air
load
compressor
compressor system
Prior art date
Application number
DK589284A
Other languages
English (en)
Other versions
DK589284A (da
DK589284D0 (da
DK160332C (da
Inventor
George C Rannenberg
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of DK589284D0 publication Critical patent/DK589284D0/da
Publication of DK589284A publication Critical patent/DK589284A/da
Publication of DK160332B publication Critical patent/DK160332B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK160332C publication Critical patent/DK160332C/da

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00414Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for military, emergency, safety or security vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D13/00Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
    • B64D13/06Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
    • B64D2013/0603Environmental Control Systems
    • B64D2013/0614Environmental Control Systems with subsystems for cooling avionics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

- 1 -
DK 160332 B
Opfindelsen angår et luftkonditioneringssystem af den i krav l's indledning angivne art, nærmere bestemt et luftkonditioneringssystem, der er nyttigt ved temperatur- og overtryksgivning for en første belastning eller et første 5 rum ved hjælp af frisk luft, såvel som ved temperaturregulering af en anden belastning eller et andet rum ved hjælp af recirkulerende luft.
Luftkonditioneringssystemer af cirkulationstypen er 10 velkendte og er blevet almindeligt anvendt til køling og overtryksgivning for belastninger, såsom passagerkabiner og udstyrsrum i både kommercielle og militære flyvemaskiner.
En årsag til populariteten for sådanne systemer er den væsentlige mængde køling, som er til rådighed fra luft-15 kredsløbssystemer af relativt beskeden størrelse. En anden årsag er sådanne systemers tilpasningsmulighed til gasturbinemaskinedrevne fartøjer, såsom flyvemaskiner og i den seneste tid militære landkøretøjer, såsom kampvogne, hvor kompressorudladningssektionerne i gasturbinemaskinen 20 repræsenterer en bekvem kilde for køleluft under tryk til systemet.
I typiske kommercielle og militære flyvemaskiner kræves der af flyvemaskinens luftkonditioneringssystem temperatur- og 25 trykregulering for både passager- (besætnings-) og udstyrsrum. Til opretholdelse af tilstrækkelige mængder indåndingsluft i passagerkabinen har det været praksis at opvarme eller afkøle samt regulere trykket for en sådan belastning ved hjælp af et åben-sløjfe-luftkonditionerings-30 system. I et sådant system bliver dårlig luft fra belast ningen vedvarende udstødt udenbords, og trykket og temperaturen i rummet bliver vedvarende opretholdt på ønskede niveauer ved hjælp af forsyning med frisk (omgivelses-) luft, som bliver opvarmet eller afkølet efter behov og 35 leveret til rummet gennem et indtag herfor. Mens sådanne åbensløjfe-luftkonditioneringssystemer tilvejebringer ef-
. DK 160332 B
- 2 - fektiv temperatur- og trykregulering i sådanne belastninger som passagerrum, vil der ved en belastning, såsom et udstyrsrum, der kræver køling og kan tolerere recirkuleret kølemiddel, kunne tilvejebringes tempferatur-5 regulering mere effektivt ved hjælp af en enkelt forsyning med luft, der recirkulerer derigennem.
Tilsvarende vil det erkendes, at det med henblik på størst mulig effektivitet ved temperatur- og trykreguleringen af 10 en første belastning, som kræver en kontinuert forsyning med frisk luft, og af en anden belastning, hvis temperatur kan reguleres ved hjælp af recirkuleret luft, kan være ønskeligt at have to separate luftkonditioneringssystemer af cirkulationstypen. Ved implementering af en sådan 15 dobbeltsystems temperatur- og trykregulering kan enhver fordel, der er forbundet med køling af den anden belastning ved hjælp af recirkuleret luft, imidlertid blive mere end opvejet af omkostningerne og voluminøsiteten af to adskilte luftkonditioneringssystemer. Derfor kan det umiddelbart 20 synes, at udnyttelse af et enkelt åbensløjfe-luftkonditi- oneringssystem af cirkulationstypen i den hidtidige teknik, og som har nok kapacitet til at klare begge belastninger, kan være en effektiv måde at håndtere de forskellige temperatur- og trykreguleringskrav, der er forbundet med sådanne 25 belastninger. Et enkelt system ville i realiteten medføre mindre redundans og derfor sandsynligvis være mindre komplekst end to systemer. Imidlertid ville et sådant enkelt system til enhver tid sandsynligvis forbruge mere driveffekt end dobbeltsystemer. Et enkelt åbensløjfesystem 30 ville nødvendigvis skulle arbejde ved outputniveauer, der er tilstrækkelige til at møde de strengeste opvarmnings- og afkølingskrav for enhver belastning, hvad enten sådanne output fra systemet behøves eller ikke. Ved dobbeltsystemer kan outputtet og derfor kravet til inputeffekt for hvert 35 system specielt tilpasses til dets respektive belastning.
Fra US patentskrift nr. 4.283.924 kendes et luftkonditione- - 3 -
DK 160332 B
ringssystem med en anden lukket sløjfe, med det formål at undgå lækage af kølemiddel. Herved bliver anlægget mere kompliceret end ønskeligt.
5 Hovedformålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et forbedret luftkonditioneringssystem af cirkulationstypen, som er i stand til effektivt at regulere temperaturen og trykket for to forskellige belastninger, hvor den ene kræver kontinuert tilførsel af frisk luft der-10 til, og den anden er i stand til at blive opvarmet eller afkølet ved hjælp af recirkuleret luft.
Et yderligere formål er at skabe et system, hvor kølemiddel, som strømmer i den anden sløjfe, kan erstattes fra 15 kompressoranlægget.
Dette opnås ved at udforme luftkonditioneringssystemet som angivet i krav l's kendetegnende del.
20 i krav 2-6 er yderligere fordelagtige træk ved opfindelsen angivet.
I den foretrukne udførelse tilvejebringes inputeffekten til systemet af en kilde med overtryksluft, såsom f.eks. fra 25 kompressorudladningsdelen i en gasturbine, der driver et fartøj, som bærer de to belastninger. Overtryksluften driver en første (åbensløjfe-) turbine, som ekspanderer og leverer temperaturreguleret luft til en første belastning, såsom en flyvemaskines kabine, der kræver ventilation med 30 frisk luft.
Udover at forsyne den første belastning med frisk luft driver åbensløjfeturbinen en lukketsløjfekompressor, som komprimerer en relativt konstant forsyning med recirku-35 lerende luft med henblik på efterfølgende ekspansion og levering deraf til en anden belastning. I overensstemmelse hermed ses det, at i det væsentligste hele den til rådighed
DK 160332 B
-i - værende energi fra luftkilden, som lader og driver systemet, bliver brugt til at køle eller opvarme og overtryksætte de to belastninger. Der opnås således både frisklufttemperatur- og trykregulering samt recirkulations-5 luft-temperaturregulering for to luftkonditioneringsbelast ninger med et enkelt luftkonditioneringssystem af cirkulationstypen, der er kendetegnet ved en økonomisk struktur og en minimal iser ing af inputef f ek.tkravene dertil.
10 Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives ved hjælp af tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en foretrukken udførelse for luftkonditioneringssystemet af cirkulations-15 typen ifølge opfindelsen, og fig. 2 skematisk et kontrolsystem, som er typisk for det, der anvendes til at regulere luftkonditioneringssystemet ifølge opfindelsen.
20
Under henvisning til fig. 1 angives luftkonditioneringssystemet af cirkulationstypen ifølge opfindelsen generelt 10, og det har en første åbensløjfedel 12, som opvarmer eller afkøler og overtryksætter en første belastning 14, 25 såsom kabinerne i en kommerciel eller militær flyvemaskine, såvel som en anden lukketsløjfedel 16, som opvarmer eller afkøler en anden belastning 20, der indbefatter et rum 25, såsom et rum til elektrisk udstyr, og hvis temperatur kan reguleres ved hjælp af en relativt 50 konstant forsyning med passende kølemiddelfluidum, der recirkulerer derigennem.
35
DK 160332 B
5 5 Luft til opretholdelse af en passende ladning med køleluft og til drivning af luftkonditioneringssystemet 10, kommer ind i systemet gennem den venstre ende af kanal 30 fra en passende kilde, såsom kompressorsektionen (ikke vist) i en gasturbine-maskine. Kanal 30 har primære og sekundære varmevekslere, hen-10 holdsvis 35 og 40 anbragt deri, og hvor luften bliver afkølet i disse varmevekslere af en strøm af et hvilket som helst passende kølemiddel, såsom omgivelsesluft. En del af luften bliver ført gennem kanal 45 og åbensløjfeturbinebypassventilen 50, som bliver indstillet af aktuator 55, til kabineindtagskanalen 60. Resten af forsyningsluften bliver ført gennem turbineindtagskanal 65, som har den regenerative varmeveksler 70 anbragt deri, og så gennem turbine 75 til kabineindtagskanal 60. Turbine 75 er forsynet med et indtag 80 med variabelt areal, og som kan være af den type, der indbefatter en flerhed af bevægelige 20 spjældblade, der indstilles af aktuator 90, der er forbundet dertil. Når overtryksluften bevæger sig gennem turbine 75, udfører den arbejde på turbinen, idet den drejer turbinerotoren og selv ekspanderes, hvorved temperaturen og trykket for luften sænkes betydeligt. En del af den kolde luft, som udstødes fra turbine 75, bliver blandet med den uafkølede luft, der føres til rør 60 af rør 45, hvorefter blandingen strømmer gennem en vandseparator 80, hvor luftstrømmen bliver tørret og til sidst ført ind i kabine 14. Dårlig luft bliver vedvarende udstødt udenbords fra kabine 14 gennem kabinens trykreguleringsudgangsventil 85 og erstattet med frisk luft, der vedvarende leveres til kabinen gennem kanal 60. Resten af luften, der udstødes fra turbine 75, bliver ført gennem rør 90, passerer gennem styreventil 95 og den regenerative varmeveksler 70, hvor luften 35 optager varme fra den luft, der leveres til turbine 75 gennem rør 65, og med henblik på forøgelse af kølingskapaciteten ved 6
DK 160332 B
udgangen af turbine 75. Ventilen 95, som styrer luftstrøm gennem rør 90, er mekanisk forbundet til ventil 50 og sekventielt betjent dermed ved hjælp af aktuator 55. Efter at være passeret gennem den regenerative varmeveksler bliver luften i rør 90 5 udstødt udenbords.
Opvarmningen, afkølingen og overtrykssætteisen af kabine 15 kan styres ved at styre strømmen af ekspanderet og afkølet luft gennem turbine 75 og af relativt varmere, uafkølet luft gennem kanal 45. I en situation, hvor størst mulig kabineop-10 varmning kræves, såsom ved flyvemaskinens funktion i stor højde, bliver indgangsdysen 80 i turbine 75 lukket helt i ved hjælp af aktuator 90. Aktuator 55 lukker sekventielt ventil 95 for at reducere og dernæst lukke af for strømmen af afkølet luft gennem den regenerative varmeveksler og åbner så gradvist ven-15 til 50 til dens maksimale strømningsareal for at maksimere mængden af varm luft, der føres til kabinen fra forsyningsrør 30. I tilfælde af, at der kræves afkøling af kabinen, justerer aktuator 90 ledeklapperne i indgangsdysen 80 for at forøge mængden af luft, der får adgang til turbine 75, hvorved udstød-20 ningsstrømmen af kold luft fra turbinen forøges. Aktuator 55 lukker sekventielt ventil 50 for at afskære strømmen af uafkølet forsyningsluft til turbineudstødningsrøret 60 og åbner så ventil 95 med henblik på forøget forkøling af turbineindgangsluft inden i den regenerative varmeveksler 70, hvorved der yderligere sker 25 en forøgelse af kølingen, som tilvejebringes for kabinen gennem kanal 60.
Det vil forstås, at der må leveres tilstrækkelig meget overtryksforsyningsluft til luftkonditioneringssystemet 10 for at tilfredsstille opvarmnings- og afkølingsefterspørgslen fra 30 både kabine 15 og rum 25. Det er umiddelbart klart, at der ikke kan gøres yderligere brug af den energi, som er tilbage i kølemi ddelluf ten, der udstødes udenbords fra kabinen. Mængden af kølemiddelluft, der udstødes udenbords, bør således holdes på at minimum. I tilfælde af, at en af belastningerne indbefatter 35 udstyr, som kan afkøles ved hjælp af recirkulation af en ladning af lukketsløjfekølemiddelluft, udføres luftkonditionering af 7
DK 160332 B
en sådan belastning effektivt med system 10 ved udnyttelse i lukketsløjfedelen 16 af den kinetiske energi, som bibringes rotoren i åbensløjfeturbinen 75 af luftstrøm gennem dette apparat. Til dette formål er rotoren i turbine 75 forbundet 5 til rotoren i en lukketsløjfekompressor 100 ved hjælp af en aksel 105, hvorved rotationen af turbinerotoren driver kompressorrotoren for at forkomprimere luft, der strømmer gennem kanal 110. Denne kanal bliver forsynet med luft fra kilden gennem udgangsstyreventil 115 i kanal 30. Strømningsarealet i 10 ventil 115 bliver indstillet af aktuator 120, og aktuatoren åbner ventilen, når forsyningen af køleluft, som cirkulerer inden i lukketsløjfedelen af systemet, behøver efterfyldning på grund af, f.eks. en mindre lækage derfra.
Komprimeret luft bliver udstødt fra kompressor 100 til 15 kompressor 125, hvor trykket af luften bliver yderligere forøget, og kompressor 125 bliver drevet ved hjælp af rotationen af rotoren i turbine 130, som er forbundet til rotoren af kompressor 125 via aksel 135. Luft, som udstødes fra kompressor 125, bliver ført gennem rør 137 til en optagevarmeveksler 140, 20 hvor luften bliver afkølet ved hjælp af optagelsen af varme derfra af et hvilket som helst passende kølemedium, såsom omgivelsesluft. Fra optagevarmeveksler 140 bliver luften ført gennem rør 145 til højtrykssektionen af en regenerativ varmeveksler 150, i hvilken luften bliver yderligere afkølet ved 25 hjælp af optagelsen af varme derfra af afkølet turbineudstødningsluft, som føres til en lavtrykssektionsvarmeveksler 150 gennem rør 155. Fra højtrykssektionen af varmeveksler 150 bliver den komprimerede luft ført til lukketsløjfeekspansionstur-bine 130 gennem rør 160, og en del af luften bypass’er turbine 30 130 gennem rør 165, som har reguleringsventil 170 anbragt deri, hvor ventil 170 bliver indstillet af aktuator 175. Luft, som ikke bypass'er turbine 130 gennem forgreningsrør 165, passerer gennem denne turbine, bliver ekspanderet og afkølet deri og driver turbinerotoren med henblik på drivning af kompressor 125.
35 8
DK 160332 B
Den afkølede luft fra turbine 130 bliver ført til belastning 20 gennem udstødningsrør 180. Som vist, indbefatter belastning 20 en belastningsvarmeveksler 185, udstyrsrum 25 og en varmevekslingsvæskecirkulationssløjfe 190 derimellem, og hvor 5 væskecirkulationen i pilenes retning bliver opretholdt af en pumpe 195, som tilvejebringes i sløjfen. Turbineudstødningsluft, som føres til varmeveksler 185, afkøler væsken, der cirkulerer inden i sløjfen 190, og bliver så pumpet til rum 25, optager varme derfra og bliver pumpet tilbage til varmeveksler 185 10 med henblik på yderligere ‘køling. Fra varmeveksler 185 bliver den nu svagt opvarmede turbineudstødningsluft ført til den regenerative varmeveksler 150 gennem kanal 155 med henblik på forkøling af lukketsløjfeturbineindgangsluften. I tilfælde af, at der kræves mindre køling eller opvarmning af udstyrsrum 25, 15 åbner aktuator 175 bypassventil 170, og bypass’er derved turbine 130 med luft, som udlades fra kompressor 125 gennem rør 137, 145 og 160, idet sådan bypass-(omløbs) luft så bliver kanaliseret til belastningsvarmeveksler 185 gennem turbineudstødningsrør 180.
20 Kontrol af luftkonditioneringssystem 10 kan realiseres ved hjælp af et hvilket som helst passende kontrolsystem, såsom generelle eller specielle analoge eller digitale computere. Som eksempel er der i fig. 2 vist et repræsentativt kontrolkredsløb, hvor et signal udstyr’ som ini*ikerer den temperatur 25 (normalt en konstant værdi), der kræves opretholdt inden i udstyrsrum 25, bliver overført gennem ledning 200 til en første summationsforbindelse eller differensdannelseskredsløb 205. Et signal Ta^tuel udstyr bliver gonnem ledning 210 inputtet til summationsforbindelse 205 fra en passende transducer, såsom et 30 termoelement 215, der er anbragt i rum 25. Summationsforbindelse 205 tager differencen mellem disse to signaler og inputter differencen som et udstyrs-temperaturfejlsignal (TUdstyr fejl) gennem ledning 220 til den analoge funktionsgenerator eller digitale datatabelhukommelse 225. Hukommelse 225 tilvejebringer 35 et outputsignal, der enten indikerer justering af indstillingen af dysearealet for åbensløjfeturbinen 75 eller strømningsarealet for lukketsløjfebypassventil 170 som reaktion på udstyrstemperaturfejlsignalet.
9
DK 160332 B
Hvis, som indikeret i fig. 2, fejlsignalet svarer til, at udstyret bliver for varmt, vil outputtet af hukommelse 225 først indikere en lukning af bypassventil 170 og så en åbning af turbineindgangsdyse 80. Ligeledes, hvis fejlsignalet svarer 5 til, at udstyrets temperatur er for lav, vil outputtet af hukommelse 225 først svare til en lukning af turbineindgangsdyse 80 og så en åbning af bypassventil 170. I tilfælde af, at outputtet fra hukommelse 225 svarer til en justering af bypassventilareal, bliver dette outputsignal fødet til aktua-10 tor 175 gennem linie 230, og aktuatoren indstiller arealet af ventil 170 for at minimalisere fejlen mellem den aktuelle temperatur i udstyrsrum 25 og den ønskede temperatur for det.
I det tilfælde, at outputtet af hukommelse 225 svarer til et signal, som indikerer justering af strømningsarealet for tur-15 bineindtagsdyse 80, bliver dette outputsignal fødet gennem ledning 235 for at vælge MAX-kredsløb 240.
Et andet input tilvejebringes dertil for at vælge MAX-kredsløb 240 gennem ledning 245 og indbefatter et outputsignal fra funktionsgenerator eller hukommelse 250, som indikerer det 20 turbinedyseareal, der kræves for at opnå den luftstrøm gennem kabinen, som er nødvendig for at opretholde en ønsket temperatur for den. For at undgå overopvarmning af enten kabinen eller udstyret, vælger "vælg MAX," kredsløbet 240 det inputsignal dertil, som har størst amplitude, og leder dette signal til aktua-25 tor 90, som indstiller arealet af turbineindtagsdyse 80 i overensstemmelse med dette signal for at tilfredsstillet det største af kabine- og udstyrskølingskravene.
Outputfunktionsgeneratoren (hukommelse) 250 indikerer den kabineluftstrøm, der kræves for at opretholde en ønsket 30 kabinetemperatur. Inputtet til.hukommelse 250 gennem ledning 255 er et signal, som indikerer en fejl mellem aktuel kabineluftstrøm og den kabineluftstrøm, som kræves for at opnå en ønsket temperatur deri. Dette signal repræsenterer den difference, der dannes i summationsforbindelse 260 mellem et signal 35 Wøns(krævet luftstrøm), der tilvejebringes gennem ledning 265 fra funktionsgenerator 270, og et signal Walctuel (aktuel luftstrøm), som inputtes gennem ledning 275 fra en transducer, såsom et flow-meter 280 ved indtaget til kabinen.
DK 160332 B
10
Ud over et signal, som indikerer krævet luftstrøm til kabinen fra turbine 75, tilvejebringer hukommelse 270 et outputsignal på ledning 285 til aktuator 55, og som indikerer den indstilling af bypassventil 50, der kræves for at opnå 5 en ønsket kabinetemperatur. Inputtet til hukommelse 270 indbefatter et signal fejl-*» som inpu^tes dertil gennem ledning 290. Dette inputsignal er outputtet fra summationsforbindelse 290 og repræsenterer differencen mellem et signal ^Tkabine aktuelsom indikerer aktuel kabinetemperatur og 10 tilvejebringes gennem ledning 300 af termoelement 295 inden i kabine 15, og et signal (Tka-bine ønsket^ som indikerer ønsket kabinetemperatur og tilvejebringes til summationsforbindelse 290 gennem ledning 305. Hvis fejlsignalet svarer til, at kabinen bliver for varm, som vist i figuren, vil outputtet fra 15 hukommelse 270 først svare til, at bypassventil 50 forbliver fuldt åben, mens kabinestrømningskravet bliver reduceret; ventilarealet forøges så, mens kabinestrømningskravet forbliver konstant, og til slut stiger kravet til kabinestrømning, mens bypassventilen bliver holdt lukket. På lignende måde, hvis 20 fejlsignalet svarer til, at kabinen bliver for kold, vil outputsignalerne fra hukommelse 270 først svare til, at bypassventilen forbliver lukket, mens kabinestrømningskravet bliver formindsket til en konstant værdi, ved hvilket punkt outputsignalerne svarer til et aftagende bypassventilareal ved et 25 konstant kabinestrømningskrav; og derefter et voksende kabinestrømningskrav, når bypassventilen forbliver fuldt åben.
Ud fra det foregående ses det, at en ønsket kabinetemperatur bliver opretholdt ved at styre luftstrømmen dertil.
En sådan luftstrømsstyring opnås ved at styre indtagsdyse-30 arealet for turbine 75, såvel som strømmen af uafkølet luft til kabinen gennem bypassventil 50. På lignende måde bliver den ønskede ustyrstemperatur opretholdt ved at styre strømmen af uafkølet luft, som får adgang dertil gennem bypassventil 170 såvel som den totale luftstrøm, der cirkuleres gennem 35 lukketsløjfedelen af systemet ved hjælp af kompressor 100.
Styring af kompressor 100 opnås ved at styre inputeffekten dertil ved hjælp af styringen af luftstrøm gennem åbensløjfeturbine 75, som driver kompressoren.
11
DK 160332 B
Det ses således, at luftkredsløbsluftkonditioneringssy stemet i den foreliggende opfindelse tilvejebringer kølingen og overtryksdannelsen for diverse belastninger med maksimal effektivitet og minimal hardware. Forbindelsen mellem rotorer-5 ne af turbine 75 og kompressor 100 gør i realiteten turbine 75 i stand til at køle begge belastninger, kabinebelastningen ved hjælp af forsyningen dertil med frisk luft og udstyrsbelastningen ved hjælp af drivningen af kompressor 100 og dermed kompressor 125 og turbine 130.
10 Mens der er vist en enkelt udførelse af den forelig gende opfindelse, vil det forstås, at adskillige modifikationer ud fra fremlæggelsen heri vil frembyde sig over for fagfolk. F.eks. vil det erkendes, at mens der anvendes to serieforbundne kompressorer til opvarmningen og afkølingen af 15 udstyrsbelastningen, kan der uden at afvige fra opfindelsen anvendes en enkelt kompressor, som er drevet af både turbine 75 og 130 på en enkelt aksel. På lignende måde, mens som beskrevet kølingen af begge belastninger benytter regenerativ varmeveksling, hvor belastningens opvarmnings- og afkølings-20 krav kan efterkommes uden sådan regenerativ varmeveksling, kan af hensyn til en økonomisk struktur sådan regenerativ varmeveksling udelades uden at afvige fra denne opfindelse.
Det er derfor hensigten med de følgende krav at dække disse og andre modifikationer, som kan falde inden for ånden og 25 rækkevidden af denne opfindelse.
30 35

Claims (6)

1. Luftkonditioneringssystem omfattende en første åben sløjfe (12) til kontinuerlig tilførsel af frisk luft under tryk fra et kompressoranlæg til en første belastning (14), som kræver opretholdelse af en bestemt temperatur og et bestemt tryk, og efterfølgende udladning af luft fra 10 denne, idet den første sløjfe omfatter: en første turbine (75), som har indtag og udgang og er tilpasset for kommunikation med og drift af kompressoranlægget, og som ekspanderer og afkøler trykluft og udlader den til den første belastning (14), 15 et første forbindelsesmiddel (65) mellem turbi nens (75) indtag og kompressoranlægget, og en anden lukket sløjfe (16) til recirkulation af afkølet luft gennem en anden belastning (20), således at temperaturen styres af den afkølede luft, idet sløjfen er 20 isoleret fra den ekspanderede køleluft, som overføres fra den første turbine (75) til den første belastning, idet den lukkede sløjfe (16) omfatter: et kompressoranlæg (100, 125) med et indtag og en udgang, hvilket anlæg er tilkoblet og drives af den første 25 turbine (75) og sætter en gennemløbende luftmængde under tryk, et andet forbindelsesmiddel (137,145,160), som danner forbindelse mellem udgangen fra kompressoranlægget (100,125) og indtaget til den anden turbine (130), som 30 bliver drevet af samt ekspanderer og afkøler luft, som tilføres fra kompressoranlægget (100,125), et tredie forbindelsesmiddel (180) mellem udgangen fra den anden turbine (130) og indtaget til den anden belastning (20), 35 et fjerde forbindelsesmiddel (155,110), som forbinder en udgang fra den anden belastning (20) med indtaget til kompressoranlægget (100,125), således at stort set hele luftmængden, som afgives til den anden belastning - 13 - DK 160332 B (20) fra den anden turbine (130) føres tilbage til kompressoranlægget (100,125) og derefter til den anden turbine (130) til kontinuerlig recirkulation gennem kompressoranlægget, den anden turbine og den anden 5 belastning, således at den anden belastning afkøles og sættes under tryk drevet af den første turbine, kendetegnet ved, at den omfatter et femte forbindelsesmiddel (30), som forbinder det fjerde forbindelsesmiddel (110) og kompressoranlægget, samt at en indtagsventil (115) i det 10 femte forbindelsesmiddel normalt er lukket.
2. System ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kompressoranlægget omfatter en første kompressor (100), som drives af den første turbine (75), og en anden kompres- 15 sor (125), som drives af den anden turbine (130).
3. System ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kompressoranlægget omfatter en enkelt kompressor, som drives af den første og den anden turbine (75, 130). 20
4. System ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det femte forbindelsesmiddel (30) står i forbindelse med det første forbindelsesmiddel (65) til tilførsel af luft fra kompressoranlægget til den lukkede sløjfe (16). 25
5. System ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at den første turbine (75) er forsynet med et regulerbart indtag (80), som kan indstilles under tilpasning til det største kølebehov for de to belastninger (14, 20). 30
6. System ifølge krav 1-5, kendetegnet ved et sjette forbindelsesmiddel (165) mellem det tredie forbindelsesmiddel (160) og udgangen fra den anden turbine (130), hvilket sjette forbindelsesmiddel har en yderligere 35 bypass-ventil (170), der kan styre mængden af ikke-kølet trykluft fra kompressoren (100) til udgangen fra den anden turbine (130), i afhængighed af varmebehovet til den anden - 14 - DK 160332 B belastning (20). 5 10 15 20 25 30 35
DK589284A 1983-12-12 1984-12-10 Luftkonditioneringssystem DK160332C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/560,613 US4550573A (en) 1983-12-12 1983-12-12 Multiple load, high efficiency air cycle air conditioning system
US56061383 1983-12-12

Publications (4)

Publication Number Publication Date
DK589284D0 DK589284D0 (da) 1984-12-10
DK589284A DK589284A (da) 1985-06-13
DK160332B true DK160332B (da) 1991-02-25
DK160332C DK160332C (da) 1991-08-05

Family

ID=24238554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK589284A DK160332C (da) 1983-12-12 1984-12-10 Luftkonditioneringssystem

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4550573A (da)
JP (1) JPS60138367A (da)
BR (1) BR8406292A (da)
DE (1) DE3445336C2 (da)
DK (1) DK160332C (da)
ES (1) ES8507255A1 (da)
FR (1) FR2556453B1 (da)
GB (1) GB2153513B (da)
IL (1) IL73716A (da)
IT (1) IT1177393B (da)
NO (1) NO160740C (da)
SE (1) SE457826B (da)

Families Citing this family (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8422444D0 (en) * 1984-09-05 1984-10-10 Dowty Fuel Syst Ltd Pure-air generator
GB8715396D0 (en) * 1987-07-01 1987-08-05 Wain I Energy extract system & converter
US4869071A (en) * 1988-03-24 1989-09-26 Sundstrand Corporation Cooling system for an aircraft pod
US4873834A (en) * 1988-04-11 1989-10-17 Cox Doyle W Cooling plant load reduction apparatus and method
US4966005A (en) * 1989-12-12 1990-10-30 Allied-Signal Inc. Advanced hybrid air/vapor cycle ECS
US5020331A (en) * 1990-02-09 1991-06-04 National Refrigeration Products, Inc. Refrigerant reclamation system
US5247802A (en) * 1990-11-26 1993-09-28 National Refrigeration Products Method for recovering refrigerant
US5170632A (en) * 1990-11-26 1992-12-15 National Refrigeration Products Transportable refrigerant transfer unit and methods of using the same
US5151022A (en) * 1991-10-03 1992-09-29 Allied-Signal Inc. Environmental control system with catalytic filter
IL100172A (en) * 1991-11-27 1995-12-08 Tat Aero Equipment Ind Ltd Air conditioning system
US5311749A (en) * 1992-04-03 1994-05-17 United Technologies Corporation Turbine bypass working fluid admission
DE4224710C1 (de) * 1992-07-27 1994-03-03 Nord Systemtechnik Vorrichtung zur Klimatisierung von Räumen
DE4303219A1 (de) * 1992-08-06 1994-02-10 Abb Patent Gmbh Kaltluft-Kältemaschinen-Anlage
US5287694A (en) * 1992-10-05 1994-02-22 General Electric Company Fluid channeling system
US5327744A (en) * 1992-12-18 1994-07-12 United Technologies Corporation Integrated environmental control system for a helicopter
US5392595A (en) * 1993-08-06 1995-02-28 United Technologies Corporation Endothermic fuel energy management system
US5511385A (en) * 1994-12-23 1996-04-30 United Technologies Corp. Independent compartment temperature control for single-pack operation
US5761924A (en) * 1996-01-18 1998-06-09 National Refrigeration Products Refrigerant recycling apparatus and method
US5678415A (en) * 1996-01-18 1997-10-21 National Refrigeration Products Refrigerant recovery apparatus
US5606862A (en) * 1996-01-18 1997-03-04 National Refrigeration Products Combined refrigerant recovery, evacuation and recharging apparatus and method
US5685161A (en) * 1996-01-25 1997-11-11 National Refrigeration Products Refrigerant recovery and recycling apparatus
US5784894A (en) 1996-12-18 1998-07-28 United Technologies Corporation Integral bypass valves and air cycle machine
US5701755A (en) * 1997-01-15 1997-12-30 Sundstrand Corporation Cooling of aircraft electronic heat loads
US6070418A (en) * 1997-12-23 2000-06-06 Alliedsignal Inc. Single package cascaded turbine environmental control system
DE69909483T2 (de) * 1998-05-20 2004-05-27 Alliedsignal Inc. Wasserabscheider mit coanda-effekt
US6138471A (en) * 1998-09-21 2000-10-31 Phoenix Environmental Asset Corp. Device for air conditioning
US6199387B1 (en) * 1999-07-30 2001-03-13 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Air-conditioning system for airplane cabin
DE19935918B4 (de) * 1999-07-30 2006-08-31 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Klimatisierungssystem für Flugzeugkabinen
US6250097B1 (en) * 1999-10-12 2001-06-26 Alliedsignal Inc. Dual expansion energy recovery (DEER) air cycle system with mid pressure water separation
US6257003B1 (en) 2000-08-04 2001-07-10 Hamilton Sundstrand Corporation Environmental control system utilizing two air cycle machines
US6408641B1 (en) * 2001-03-27 2002-06-25 Lockheed Martin Corporation Hybrid turbine coolant system
JP4715984B2 (ja) * 2001-04-06 2011-07-06 株式会社島津製作所 蓄冷機能付き冷却システム
DE10139483B4 (de) * 2001-08-10 2005-06-23 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Klimatisierungssystem
FR2829465A1 (fr) * 2001-09-10 2003-03-14 Liebherr Aerospace Toulouse Sa Procede et dispositif de conditionnement d'air a mode de refroidissement accelere
US6526775B1 (en) * 2001-09-14 2003-03-04 The Boeing Company Electric air conditioning system for an aircraft
LU90967B1 (en) * 2002-09-16 2004-03-17 Ipalco Bv Device for supplying preconditioned air to an aircraft on the ground
GB0226109D0 (en) * 2002-11-08 2002-12-18 Honeywell Normalair Garrett Air conditioning systems
US8042354B1 (en) * 2007-09-28 2011-10-25 Fairchild Controls Corporation Air conditioning apparatus
US8959944B2 (en) 2009-08-19 2015-02-24 George Samuel Levy Centrifugal Air Cycle Air Conditioner
US10144520B2 (en) * 2014-04-14 2018-12-04 Rohr, Inc. De-icing system with thermal management
US9657648B2 (en) * 2014-11-25 2017-05-23 Hamilton Sundstrand Corporation Environmental air conditioning system
DE202015102347U1 (de) 2015-05-07 2016-08-19 Rheinmetall Landsysteme Gmbh Kühlsystem eines Gefechtsfahrzeugs sowie Druckkaskade zur Kühlung von mindestens einer Elektronikeinheit in einem Gefechtsfahrzeug mittels eines Kühlsystems
US10260419B2 (en) 2015-07-31 2019-04-16 General Electric Company Cooling system
US11192655B2 (en) * 2017-11-03 2021-12-07 Hamilton Sundstrand Corporation Regenerative system ECOECS
US11187156B2 (en) 2017-11-21 2021-11-30 General Electric Company Thermal management system
US11125165B2 (en) 2017-11-21 2021-09-21 General Electric Company Thermal management system
US11022037B2 (en) 2018-01-04 2021-06-01 General Electric Company Gas turbine engine thermal management system
US10941706B2 (en) 2018-02-13 2021-03-09 General Electric Company Closed cycle heat engine for a gas turbine engine
US11143104B2 (en) 2018-02-20 2021-10-12 General Electric Company Thermal management system
US11174789B2 (en) 2018-05-23 2021-11-16 General Electric Company Air cycle assembly for a gas turbine engine assembly
US11085636B2 (en) 2018-11-02 2021-08-10 General Electric Company Fuel oxygen conversion unit
US11319085B2 (en) 2018-11-02 2022-05-03 General Electric Company Fuel oxygen conversion unit with valve control
US11193671B2 (en) 2018-11-02 2021-12-07 General Electric Company Fuel oxygen conversion unit with a fuel gas separator
US11186382B2 (en) 2018-11-02 2021-11-30 General Electric Company Fuel oxygen conversion unit
US11148824B2 (en) 2018-11-02 2021-10-19 General Electric Company Fuel delivery system having a fuel oxygen reduction unit
US11577852B2 (en) 2018-11-02 2023-02-14 General Electric Company Fuel oxygen conversion unit
US11851204B2 (en) 2018-11-02 2023-12-26 General Electric Company Fuel oxygen conversion unit with a dual separator pump
US11420763B2 (en) 2018-11-02 2022-08-23 General Electric Company Fuel delivery system having a fuel oxygen reduction unit
US11131256B2 (en) 2018-11-02 2021-09-28 General Electric Company Fuel oxygen conversion unit with a fuel/gas separator
US11447263B2 (en) 2018-11-02 2022-09-20 General Electric Company Fuel oxygen reduction unit control system
US11161622B2 (en) 2018-11-02 2021-11-02 General Electric Company Fuel oxygen reduction unit
US11015534B2 (en) 2018-11-28 2021-05-25 General Electric Company Thermal management system
US11391211B2 (en) 2018-11-28 2022-07-19 General Electric Company Waste heat recovery system
US11067000B2 (en) 2019-02-13 2021-07-20 General Electric Company Hydraulically driven local pump
US10914274B1 (en) 2019-09-11 2021-02-09 General Electric Company Fuel oxygen reduction unit with plasma reactor
US11774427B2 (en) 2019-11-27 2023-10-03 General Electric Company Methods and apparatus for monitoring health of fuel oxygen conversion unit
US11906163B2 (en) 2020-05-01 2024-02-20 General Electric Company Fuel oxygen conversion unit with integrated water removal
US11866182B2 (en) 2020-05-01 2024-01-09 General Electric Company Fuel delivery system having a fuel oxygen reduction unit
US11773776B2 (en) 2020-05-01 2023-10-03 General Electric Company Fuel oxygen reduction unit for prescribed operating conditions
US20220213802A1 (en) 2021-01-06 2022-07-07 General Electric Company System for controlling blade clearances within a gas turbine engine
US11434824B2 (en) 2021-02-03 2022-09-06 General Electric Company Fuel heater and energy conversion system
US11591965B2 (en) 2021-03-29 2023-02-28 General Electric Company Thermal management system for transferring heat between fluids
US11674396B2 (en) 2021-07-30 2023-06-13 General Electric Company Cooling air delivery assembly
US11920500B2 (en) 2021-08-30 2024-03-05 General Electric Company Passive flow modulation device
US11542870B1 (en) 2021-11-24 2023-01-03 General Electric Company Gas supply system
US11692448B1 (en) 2022-03-04 2023-07-04 General Electric Company Passive valve assembly for a nozzle of a gas turbine engine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3097508A (en) * 1963-07-16 Air conditioning
US2618470A (en) * 1946-08-19 1952-11-18 Garrett Corp Gas turbine-driven auxiliary power and air conditioning system
US2772621A (en) * 1953-11-16 1956-12-04 United Aircraft Corp Aircraft air conditioning system
US3080728A (en) * 1960-01-26 1963-03-12 Dehavilland Aircraft Aircraft air conditioning systems
GB976564A (en) * 1962-11-23 1964-11-25 Normalair Ltd Improvements in or relating to air conditioning of supersonic aircraft
US3208234A (en) * 1963-03-01 1965-09-28 Lockheed Aircraft Corp Air cycle refrigeration system and method
US3326109A (en) * 1964-03-11 1967-06-20 Bristol Siddeley Engines Ltd Air conditioning systems for aircraft
GB1104887A (en) * 1965-01-22 1968-03-06 Westward Aircraft Ltd Improvements in or relating to cooling systems for aircraft cabins and other enclosures
US4209993A (en) * 1978-03-06 1980-07-01 United Technologies Corp. Efficiency air cycle environmental control system
US4321191A (en) * 1978-03-08 1982-03-23 Argus Chemical Corp. Stabilized composition comprising a dihydric alcohol thiodipropionic acid ester
DE2834256C2 (de) * 1978-08-04 1985-05-23 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Anordnung zur Klimatisierung von Luftfahrzeugkabinen
US4261416A (en) * 1979-02-23 1981-04-14 The Boeing Company Multimode cabin air conditioning system
US4295518A (en) * 1979-06-01 1981-10-20 United Technologies Corporation Combined air cycle heat pump and refrigeration system
US4265397A (en) * 1979-06-28 1981-05-05 United Technologies Corporation Combined fresh air regenerator and air cycle heat pump

Also Published As

Publication number Publication date
GB2153513A (en) 1985-08-21
FR2556453B1 (fr) 1989-03-03
IT8424014A1 (it) 1986-06-12
DK589284A (da) 1985-06-13
NO160740B (no) 1989-02-13
SE8406252L (sv) 1985-06-13
DE3445336A1 (de) 1985-06-13
DE3445336C2 (de) 1996-10-02
JPH0566504B2 (da) 1993-09-21
NO160740C (no) 1989-05-24
GB8430571D0 (en) 1985-01-09
SE457826B (sv) 1989-01-30
GB2153513B (en) 1987-07-15
SE8406252D0 (sv) 1984-12-10
US4550573A (en) 1985-11-05
ES538466A0 (es) 1985-09-01
IT8424014A0 (it) 1984-12-12
IL73716A0 (en) 1985-03-31
FR2556453A1 (fr) 1985-06-14
NO844877L (no) 1985-06-13
DK589284D0 (da) 1984-12-10
IL73716A (en) 1988-09-30
DK160332C (da) 1991-08-05
JPS60138367A (ja) 1985-07-23
ES8507255A1 (es) 1985-09-01
BR8406292A (pt) 1985-10-08
IT1177393B (it) 1987-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK160332B (da) Luftkonditioneringssystem
US4263786A (en) Fuel conserving air-conditioning apparatus and method for aircraft
US5438823A (en) Heat exchange apparatus for gas turbine fluids
JP6165413B2 (ja) 環境制御システムの供給予冷器バイパス
US7797962B2 (en) Method of operating an aircraft system
JP5851412B2 (ja) 冷却効率向上のための航空機システムおよび方法
US5145124A (en) Fluid conditioning system and apparatus
US6629428B1 (en) Method of heating for an aircraft electric environmental control system
US8333078B2 (en) Method and system for controlling an aircraft air conditioning system with optimised fuel consumption
JP5976397B2 (ja) 適応出力熱管理システム
US20170152050A1 (en) Aircraft air conditioning system with ambient air supply and method for operating such an aircraft air conditioning system
JPS5963432A (ja) 空気循環冷房装置
DK162799B (da) Luftkonditioneringssystem
US4553407A (en) High efficiency air cycle air conditioning system
US3052106A (en) Air cooling system
US4308993A (en) Heating system
US11767121B2 (en) Optimized environmental control system for military aircraft
CN114671029A (zh) 民用飞机的环境控制系统
RU2170192C2 (ru) Система кондиционирования воздуха на самолете
US11884404B2 (en) Environmental control system trim air heat exchanger
RU2686609C1 (ru) Система подготовки воздуха наддува гермокабины самолёта на основе парокомпрессионных холодильных установок с вторичным теплоносителем
US20230077670A1 (en) Recovery heat exchanger in an environmental control system
JP4107954B2 (ja) ガスエンジン駆動装置の燃料供給装置

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed