RU2686609C1 - Air preparation system for inflation of pressure cabin of aircraft based on vapor compression refrigeration units with secondary heat carrier - Google Patents

Air preparation system for inflation of pressure cabin of aircraft based on vapor compression refrigeration units with secondary heat carrier Download PDF

Info

Publication number
RU2686609C1
RU2686609C1 RU2018118403A RU2018118403A RU2686609C1 RU 2686609 C1 RU2686609 C1 RU 2686609C1 RU 2018118403 A RU2018118403 A RU 2018118403A RU 2018118403 A RU2018118403 A RU 2018118403A RU 2686609 C1 RU2686609 C1 RU 2686609C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
liquid
valve
vapor compression
pressurized
Prior art date
Application number
RU2018118403A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Николаевич Губернаторов
Михаил Анатольевич Киселёв
Ярослав Владимирович Морошкин
Андрей Юрьевич Чекин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС")
Priority to RU2018118403A priority Critical patent/RU2686609C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2686609C1 publication Critical patent/RU2686609C1/en

Links

Images

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
    • B64D13/08Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned the air being heated or cooled
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50On board measures aiming to increase energy efficiency

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Abstract

FIELD: ventilation and air conditioning.SUBSTANCE: invention relates to aircraft air conditioning system. Proposed system comprises air intake (1L, 1R), electric blowers (2L, 2R), primary air preparation paths. Said paths include units (3L, 3R) of isolated recirculation air recirculation of pressurized cabin. System also comprises vapor compression units (4L, 4R), which include reversible inverter vapor compression machines (4a, 4b) with liquid secondary heat carrier, fluid-liquid heat exchangers (4c, 4d), unit of separation of hot and cold heat carriers (4e), main line of heat carrier circuit for direct and reverse sections of steam compression cycle. System also comprises air ducts, automatic pressure regulation system (5), which comprises valve assemblies (6, 7), which include an inlet valve, a heat exchange chamber with an air-liquid heat exchanger (11L, 11R), an anti-icing and moisture release system, an air filtration system and an outlet valve.EFFECT: invention improves power and fuel efficiency of ACS.4 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение относится к системе жизнеобеспечения летательного аппарата (ЛА), в частности к авиационной системе кондиционирования воздуха (СКВ), предназначенной для создания комфортных условий в салонах и кабинах, поддержания параметров воздуха в заданном диапазоне в других герметических отсеках самолета, а также для обеспечения работоспособности бортового оборудования, требующего заданных температурно-влажностных условий для нормального функционирования. Рассматривается система подготовки воздуха наддува (СПВН) гермокабины (ГК), которая является главным компонентом СКВ, определяющим энергетические и весовые показатели эффективности СКВ в целом.The proposed technical solution relates to the life support system of the aircraft (LA), in particular to the aviation air conditioning system (SLE), designed to create comfortable conditions in the cabin and cabin, maintain air parameters in a given range in other hermetic compartments of the aircraft, as well as to ensure the performance of onboard equipment requiring specified temperature and humidity conditions for normal operation. The system of preparation of air of pressurization (SPVN) of the pressurized cabin (CC), which is the main component of SLE, determining the energy and weight indicators of the effectiveness of SLE as a whole, is considered.

Известны СКВ легких самолетов и вертолетов, на которых применяются парокомпрессионные установки (ПКУ) для нормализации температуры воздуха, использующие фреоновые ПКУ или ПКУ с вторичным теплоносителем, в функции которых не входит принципиальная для СКВ магистральных самолетов задача регулирования давления подаваемого воздуха (Исследования систем кондиционирования воздуха легких самолетов и вертолетов (И.В. Тищенко, Д. А. Кудерко, Инженерный журнал: наука и инновации, выпуск №1 (13) 2013, стр. 117-131).Known SCR light aircraft and helicopters, which use vapor compression plants (PKU) to normalize air temperature using freon PKU or PKU with a secondary coolant, whose functions do not include the problem of regulating the pressure of the supplied air for SCR main airplanes airplanes and helicopters (I.V. Tishchenko, D.A. Kuderko, Engineering magazine: science and innovations, issue №1 (13) 2013, pp. 117-131).

Из уровня техники известна система кондиционирования воздуха (патент US US 7322202), которая включает в себя блок кондиционирования воздуха для приема сжатого воздуха и преобразования нагнетаемого воздуха под давлением в кондиционированный воздух для воздушного судна. Нагнетаемый воздух поставляется системой подачи нагнетаемого воздуха для подачи воздуха в блок кондиционирования. Система подачи нагнетаемого воздуха включает в себя нагнетатель, работающий от электродвигателя. Также блок кондиционирования воздуха содержит теплообменник, машину воздушного цикла, состоящую из компрессора, турбины и конденсатора.The prior art air conditioning system (US patent US 7322202), which includes an air conditioning unit for receiving compressed air and converting pressurized air under pressure into conditioned air for an aircraft. The forced air is supplied by a forced air supply system for supplying air to the air conditioning unit. The charge air supply system includes a blower powered by an electric motor. Also, the air conditioning unit contains a heat exchanger, an air cycle machine consisting of a compressor, a turbine and a condenser.

Наиболее близким техническим решением (аналогом) к заявленному объекту является СКВ дальнемагистрального самолета Boeing-787, которая имеет в своем составе систему подачи воздуха наддува гермокабины с электроприводными нагнетателями (ЭН) (Электронный журнал Aero QTR_04 2007, Boeing, стр. 6-11).The closest technical solution (analogue) to the declared object is the SCR of the long-haul aircraft Boeing-787, which incorporates a system for supplying pressurized air of the pressurized cabin with electrically driven superchargers (EN) (Electronic Journal Aero QTR_04 2007, Boeing, pp. 6-11).

В отличие от аналога в предлагаемом изобретении:In contrast to the analogue in the present invention:

1. Для реализации функции термодинамической балансировки ПКУ вместо используемой на аналоге системы продувочного наружного воздуха применить теплообменные клапанные устройства САРД в виде двуклапанных узлов с входным клапаном и установленным перед ним воздушным фильтром, теплообменной камерой со встроенными теплообменными аппаратами (ТА) и выходным клапаном, через который удаляемый из ГК воздух отводится за борт (далее по тексту - клапанный узел САРД). В теплообменных камерах роль продувочного воздуха ТА для термодинамической балансировки ПКУ выполняет удаляемый воздух. Это позволит исключить из СКВ сложную систему продувочного воздуха с отдельными воздухозаборниками, увеличивающими воздушное сопротивление самолета. Применительно к традиционному исполнению САРД с использованием клапанов регулирования давления воздуха в ГК с разными расходами воздуха, где кормовой клапан имеет больший расход, передний клапан - меньший, предлагается к кормовому теплообменному клапанному узлу подвести от левого и правого ЭН через внутрифюзеляжные воздуховоды с регуляторами расхода дополнительный воздух, позволяющий расширить диапазон термодинамической балансировки ПКУ и работы ее в оптимальном режиме.1. To implement the thermodynamic balancing function of the PCU, instead of using the purge outside air system used on an analogue, apply SARD heat exchanging valve devices in the form of two-valve assemblies with an inlet valve and an air filter installed in front of it, a heat exchange chamber with built-in heat exchangers (TA) and an outlet valve through which the air that is removed from the Civil Code is diverted overboard (hereinafter referred to as the SARD valve assembly). In heat exchange chambers, the role of TA purge air for thermodynamic balancing. The control unit performs the exhaust air. This will exclude from SCR a complex purge air system with separate air intakes that increase the air resistance of the aircraft. With regard to the traditional version of SARD using air pressure regulating valves in HA with different air flow rates, where the feed valve has a higher flow rate, the front valve is smaller, it is proposed to supply additional air from the left and right EH to the aft heat exchanger valve unit , allowing to expand the range of thermodynamic balancing of PKU and its operation in the optimal mode.

2. Использование в СКВ системы холодного и горячего жидкостного теплоносителя, которая упрощает конструкцию СКВ по сравнению с применяемой в традиционной системе сети воздуховодов горячего и холодного воздуха и воздушных смесителей, облегчает техническое обслуживание СКВ и снижает ее вес, что повышает топливную эффективность СКВ;2. The use of cold and hot liquid coolant systems in SCR, which simplifies the SCR design compared to the hot and cold air duct network and air mixers used in the traditional system, facilitates the SCR maintenance and reduces its weight, which increases the SCR fuel efficiency;

3. Использование байпасных петель в контурах теплоносителя обратных участков парокомпрессионного цикла ПКУ, которое обеспечивает в ряде длительных режимов полета холодоснабжение СКВ без включения в работу ПКУ, что снижает потребление энергии СПВН и способствует росту топливной эффективности СКВ. В отличие от аналога предлагаемый байпасный контур осуществляет холодоснабжение не только системы технологического кондиционирования бортового оборудования и частично системы рециркуляции гермокабины, но и основного контура подготовки воздуха наддува ГК (тракта первичной подготовки воздуха наддува).3. The use of bypass loops in the coolant circuits of the reverse sections of the vapor-compression cycle PKU, which provides in a number of long flight modes the cooling of the SCR without putting the PCU into operation, which reduces the energy consumption of the SPVN and contributes to the growth of the fuel efficiency of the SCR. In contrast to the analogue, the proposed bypass circuit provides cooling not only for the onboard equipment technological conditioning system and partly for the recirculation of the pressurized cabin, but also for the main circuit for the preparation of the pressurized air of the supercontinuum (tract of the primary preparation of the pressurized air).

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении топливной эффективности СКВ, как вследствие непосредственного снижения потребляемой мощности СПВН, так и за счет предполагаемого снижения установочной массы СКВ на основе предложенной схемы СПВН. Уменьшение количества воздуховодов и воздушной арматуры в предложенной СПВН и в связанной с ней системе распределения воздуха в самолете по сравнению с системами аналога, также способствует снижению стоимости создания и эксплуатации самолета.The technical result of the invention is to improve the fuel efficiency of SCR, as a result of a direct reduction in power consumption SPVN, and due to the proposed reduction of the installation weight of SCR based on the proposed scheme SPVN. Reducing the number of air ducts and air valves in the proposed SPVN and its associated air distribution system in the aircraft, as compared with similar systems, also contributes to reducing the cost of creating and operating the aircraft.

Ожидаемый технический результат достигается предложенной СПВН ГК за счет того, что она содержит по меньшей мере один воздухозаборник, по меньшей мере один электронагнетатель, по меньшей мере один тракт первичной подготовки воздуха наддува, в который входит узел организации режима изолированной рециркуляции воздуха гермокабины, по меньшей мере одну парокомпрессионную установку, в которую входят по меньшей мере одна реверсивная инверторная парокомпрессионная машина с жидкостным вторичным теплоносителем, по меньшей мере два жидкостно-жидкостных теплообменных аппарата, блок разделения горячего и холодного теплоносителя, магистрали контура теплоносителя прямого и обратного участков парокомпрессионного цикла, при этом система подготовки воздуха наддува также содержит воздуховоды, систему автоматического регулирования давления, которая содержит клапанные узлы, в которые входят входной клапан, теплообменная камера с воздушно-жидкостным теплообменным аппаратом, система противообледенения и влагоудаления, система фильтрации воздуха и выходной клапан.The expected technical result is achieved by the proposed SPVN GK due to the fact that it contains at least one air intake, at least one electrocharger, at least one path for the primary preparation of pressurized air, which includes an organization for the mode of isolated air recirculation of the pressurized cabin, at least one vapor compression unit, which includes at least one reversible inverter vapor compression machine with a liquid secondary coolant, at least two liquid- liquid heat exchangers, hot and cold heat carrier separation unit, direct and return heat exchange circuit main lines of the vapor compression cycle, while the charge air preparation system also contains air ducts, an automatic pressure control system that contains valve assemblies that include the inlet valve, heat exchanger chamber air-liquid heat exchanger, anti-icing and dehumidification system, air filtration system and outlet valve.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения теплообменная камера клапанного узла содержит спаренный воздушно-жидкостный теплообменный аппарат (ТА).In a preferred embodiment of the invention, the heat exchange chamber of the valve assembly comprises a paired air-liquid heat exchanger (TA).

В другом предпочтительном варианте теплообменная камера клапанного узла содержит два раздельных воздушно-жидкостных ТА.In another preferred embodiment, the heat exchange chamber of the valve assembly comprises two separate air-liquid TAs.

В еще одном предпочтительном варианте в магистрали контура обратного участка парокомпрессионного цикла парокомпрессионной установки дополнительно введен вентиль байпасной петли.In another preferred embodiment, a bypass gate valve is additionally inserted in the backbone circuit of the reverse section of the vapor compression cycle of the vapor compression installation.

Изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated in the following drawings:

На фиг. 1 представлена структурная схема СПВН.FIG. 1 shows a structural diagram of the SPWN.

На фиг. 2 представлена схема САРД с двухклапанными теплообменными узлами и спаренными ТА.FIG. 2 shows the SARD scheme with double valve heat exchange units and paired TAs.

На фиг. 3 представлена схема применения в клапанном узле САРД раздельного воздушно-жидкостного ТА правой и левой ПКУ.FIG. 3 shows a diagram of the use in the SARD valve assembly of a separate air-liquid TA of the right and left PKU.

На фиг. 4 представлена схема узла организации режима изолированной рециркуляции воздуха ГК без подачи в нее свежего воздуха.FIG. 4 shows the layout of the organization of the mode of isolated recirculation of air of the Civil Code without the supply of fresh air into it.

На фиг. 1-4 подсистемы левой и правой частей СПВН обозначены соответственно индексами L и R.FIG. 1-4, the subsystems of the left and right parts of the AETS are indicated by the indices L and R.

Идентичные агрегаты в правой и левой частях СПВН могут обозначаться одинаково.Identical units in the right and left parts of AETS can be denoted in the same way.

Магистрали обозначены:Highways are marked:

Bi, (i - номер магистрали или потока воздуха) воздушные каналы-воздуховоды или потоки воздуха;Bi, (i is the number of the main or air flow) air ducts, air ducts or air flows;

жi, (i - номер магистрали) магистрали жидкостного теплоносителя.ii, (i - line number) of the heat-transfer fluid line.

Тепловое назначение магистралей теплоносителя обозначено: «X» - магистраль холодного теплоносителя («холодная магистраль»); «Г» - магистраль горячего теплоносителя («горячая магистраль»); «Х/Г» - магистраль, меняющая свой тепловое назначение в зависимости от режима работы теплопоставляющего устройства, например реверсивной ПКУ, которая может работать в режиме нагрева или охлаждения. Различие обозначений «Х/Г» и «Г/Х» указывает координированные противоположные изменения теплового назначения соответствующих магистралей в процессе реверса ПКУ. Температура теплоносителя прямой (от ПКУ к клапанным узлам САРД) «холодной» магистрали может быть отрицательной; прямой «горячей» магистрали может достигать 100°С.The heat assignment of the coolant lines is indicated: “X” is the cold coolant line (“cold line”); “G” - hot coolant main (“hot line”); "X / G" is a line that changes its thermal purpose depending on the operating mode of the heat supply device, for example, a reversible PKU, which can operate in heating or cooling mode. The difference between the designations “X / G” and “G / X” indicates the coordinated opposite changes in the thermal designation of the respective highways in the process of reverse PKU. The temperature of the direct coolant (from the CCU to the SARD valve assemblies) of the “cold” line can be negative; direct hot line can reach 100 ° C.

На фиг. 1 представлены:FIG. 1 presents:

1L, 1R - воздухозаборники;1L, 1R - air intakes;

2L, 2R - электронагнетатели;2L, 2R - electrochargers;

3L, 3R - узлы организации режима изолированной рециркуляции воздуха гермокабины;3L, 3R - units of organization of the mode of isolated air recirculation of the pressurized cabin;

4L, 4R - ПКУ;4L, 4R - PKU;

4а, 4б - реверсивные инверторные ПКМ, входящие в левую и правую ПКУ;4a, 4b - reverse inverter PKM, included in the left and right PKU;

4в, 4г - жидкостно-жидкостные ТА левой и правой ПКУ;4v, 4g - liquid-liquid TA of the left and right PKU;

4д - блоки разделения горячего и холодного теплоносителя в левой и правой ПКУ;4d - units for the separation of hot and cold coolant in the left and right PKU;

4е - вентили байпасной петли в левой и правой ПКУ;4e - bypass loop valves in the left and right PKU;

5 - система автоматического регулирования давления;5 - automatic pressure control system;

6 - клапанный узел системы автоматического регулирования давления с подводом дополнительного воздуха от электронагнетателя (кормовой);6 - valve assembly of the automatic pressure control system with a supply of additional air from the electrocharger (stern);

7 - клапанный узел системы автоматического регулирования давления без подвода дополнительного воздуха от электронагнетателя (передний);7 - valve assembly of the automatic pressure control system without additional air supply from the electrocharger (front);

8 - смеситель удаляемого из ГК и дополнительного воздуха;8 - mixer removed from the Ledger and additional air;

9L, 9R - совместные тракты дополнительного воздуха в клапанный узел САРД и системы организации режима изолированной рециркуляции воздуха ГК;9L, 9R - joint paths of additional air to the SARD valve assembly and the system for organizing the mode of isolated air recirculation of the Ledger;

10L, 10R - подводящие воздуховоды к трактам первичной подготовки воздуха наддува;10L, 10R - supply air ducts to the paths of the primary preparation of pressurized air;

11L, 11R - воздушно-жидкостные ТА тракта первичной подготовки воздуха наддува;11L, 11R - air-liquid TA path of the primary preparation of pressurized air;

12L, 12R - влагоотделители тракта первичной подготовки воздуха наддува;12L, 12R - moisture separators tract primary air preparation pressurization;

13L, 13R - вентили распределения подачи теплоносителя в узлы САРД;13L, 13R - valves for distributing the coolant supply to the SARD nodes;

ЗУ1 - заслонка контура кольцевания ЭН.ZU1 - flap contour ringing EN.

На фиг. 2 представлены:FIG. 2 presents:

14 - теплообменная камера кормового клапанного узла САРД;14 - heat exchange chamber of the SARD aft valve assembly;

14а - воздушный клапан кормового клапанного узла САРД входной;14a - air valve of the SARD inlet aft valve assembly;

14б - воздушный клапан кормового клапанного узла САРД выходной;14b - air valve of the aft valve assembly SARD output;

15 - теплообменная камера переднего клапанного узла САРД;15 - heat exchange chamber of the front valve assembly SARD;

15а - воздушный клапан переднего узла САРД входной;15a - air valve front node SARD input;

15б - воздушный клапан переднего узла САРД выходной;15b - air valve front node SARD output;

16 - спаренные воздушно-жидкостные ТА;16 - paired air-liquid TA;

16а, 16б - спаренные воздушно-жидкостные ТА кормового клапанного узла САРД;16a, 16b - paired air-liquid TA of aft SARD valve unit;

16в, 16г - спаренные воздушно-жидкостные ТА переднего клапанного узла САРД16V, 16g - paired air-liquid TA of SARD front valve assembly

17 - система противообледенения и влагоудаления;17 - anti-icing and moisture removal system;

Ф1-Ф4 - фильтры воздушные;F1-F4 - air filters;

ЗУ2L, ЗУ2R - заслонки дополнительного воздуха.ZU2L, ZU2R - additional air dampers.

На фиг. 3 представлены:FIG. 3 presents:

16L, 16R - воздушно-жидкостные ТА левой и правой ПКУ в переднем или кормовом клапанных узлах (функциональные аналоги ТА 16а … 16г на фиг. 2);16L, 16R - air-liquid TA of the left and right PKU in the front or aft valve assemblies (functional analogs of TA 16a ... 16g in Fig. 2);

В9 - подаваемый на ТА воздух в кормовом клапанном узле системы автоматического регулирования давления с подводом дополнительного воздуха от электронагнетателя.B9 - air supplied to the TA in the aft valve assembly of the automatic pressure control system with the supply of additional air from the electrocharger.

На фиг. 4 представлены:FIG. 4 are presented:

18 - 3-х ходовой вентиль холодной магистрали теплоносителя;18 - 3-way valve cold main coolant;

19 - 3-х ходовой вентиль горячей магистрали теплоносителя;19 - 3-way valve of the heating main hot line;

20а - фреоново-жидкостный ТА прямого (рабочего) участка термодинамического цикла ПКУ;20a - freon-liquid TA direct (working) section of the thermodynamic cycle PKU;

20б - фреоново-жидкостный ТА обратного участка термодинамического цикла ПКУ;20b - freon-liquid TA reverse section of the thermodynamic cycle PKU;

21, 22 - заслонки системы изолированной рециркуляции ГК;21, 22 - valves of the system of isolated recirculation of the civil code

23 - циркуляционные насосы;23 - circulation pumps;

24 - 4-х ходовой вентиль реверсирования ПКМ;24 - 4-way valve for reversing the RMB;

25 - терморегулирующий вентиль электронный;25 - electronic thermostatic valve;

26 - ресивер;26 - receiver;

27 - компрессор;27 - compressor;

28 - 3-х ходовой вентиль байпасной петли обратного участка термодинамического цикла ПКУ (в крайнем положении) и регулирования термодинамической балансировка ПКУ (в смесительном положении);28 - 3-way valve of the bypass loop of the reverse section of the PCD thermodynamic cycle (in the extreme position) and regulation of the PCD thermodynamic balancing (in the mixing position);

29 - вентиль отвода холодного теплоносителя в тракт первичной (основной) подготовки воздуха наддува;29 - valve for discharging cold coolant to the primary (main) air preparation path for charge air;

30 - обратный гидравлический клапан;30 - hydraulic check valve;

ЗУ2L - заслонка дополнительного воздуха от левого ЭН;ZU2L - additional air damper from the left EN;

ЗУ1 - заслонка контура кольцевания ЭН.ZU1 - flap contour ringing EN.

Обозначения воздушных трактов на всех фигурах равнозначны.Designations of air paths on all figures are equivalent.

В предлагаемом изобретении показываются только те устройства СПВН (ТА, клапаны, заслонки, вентили, циркуляционные насосы), которые формируют воздушные, фреоновые контуры и контуры жидкостного теплоносителя, определявшие схемотехнические особенности представленного изобретения. На фиг. 4 показана общая структура ПКМ, которая поясняет формирование горячего и холодного контуров теплоносителя и контура теплоносителя обратного участка парокомпрессионного цикла ПКУ.In the present invention, only those SPVN devices are shown (TA, valves, dampers, valves, circulation pumps) that form air, freon circuits and liquid coolant circuits that determined the circuit characteristics of the presented invention. FIG. 4 shows the general structure of the PCM, which explains the formation of the hot and cold circuits of the coolant and the coolant contour of the reverse section of the vapor compression cycle of the PCU.

ПКМ, которые удовлетворяют требованиям взаимно дополняющих рабочих характеристик, могут быть разработаны на существующем уровне этой техники. Не рассматриваются вычислительные средства, ресурсы системы цифрового управления и детали алгоритмов управления СПВН. Предполагается, что информационно-вычислительные возможности перспективных магистральных самолетов и отработанные в настоящее время устройства контроля и управления СКВ, исполнительные устройства в воздушных и гидравлических контурах гарантируют решение задачи регулирования в предлагаемом изобретении, поскольку такие задачи являются типичными для существующих систем.PCMs that meet the requirements of complementary performance can be developed at the current level of this technique. The computational facilities, resources of the digital control system and details of the control algorithms SPNN are not considered. It is assumed that the information and computing capabilities of promising long-haul airplanes and the control and management devices of SCR and actuators in air and hydraulic circuits that are currently being used guarantee the solution of the regulation problem in the present invention, since such tasks are typical of existing systems.

Изобретение работает следующим образом.The invention works as follows.

Подача воздуха (В0) наддува ГК в СПВН в состоящей из идентичных систем правого и левого бортов осуществляется через воздухозаборники (1L, 1R) с системой регулирования расхода воздуха (Фиг. 1) с помощью центробежных ЭН (2L, 2R) с приводами переменной частоты вращения. ЭН обеспечивают поддержание заданного расхода и давления воздуха (В1) в ГК при всех условиях наземной и летной эксплуатации самолета.The air supply (B0) pressurization of the group of companies in SPVN in the right and left sides consisting of identical systems is carried out through air intakes (1L, 1R) with an air flow control system (Fig. 1) using centrifugal EN (2L, 2R) with variable speed drives . EH maintains a given flow rate and air pressure (B1) in the Civil Code under all conditions of ground and flight operation of the aircraft.

В СПВН используется принцип регулирования температуры воздуха наддува с помощью разнесенных по подсистемам СКВ воздушно-жидкостных ТА и там, где это целесообразно, дополнительных канальных, панельных электронагревателей или воздушно-жидкостных ТА, подача в которые горячего теплоносителя может осуществляться от бортовых теплоисточников, не относящихся к ПКУ (не показаны). На чертеже (Фиг. 1) показаны правый и левый тракты первичной подготовки воздуха наддува с воздушно-жидкостными ТА (11L, 11R), и влагоотделителями (12L, 12R) в сети низкого давления.In SPVN, the principle of regulating the temperature of the air from the supercharger is used by means of air-liquid MFs separated by the subsystems and, where appropriate, additional channel, panel electric heaters or air-liquid MHFs, which can be supplied with hot heat carrier from on-board heat sources that are not related to PKU (not shown). In the drawing (FIG. 1), the right and left paths of the primary preparation of pressurized air with air-liquid TAs (11L, 11R) and moisture separators (12L, 12R) in a low-pressure network are shown.

Теплообеспечение СПВН производится от ПКУ, состоящей из левой и правой идентичных ПКУ (4L, 4R), каждая из которых включает, предпочтительно, две реверсивные (работающие в режимах охлаждения или нагрева) инверторные (с регулируемой холодо/тепло производительностью) ПКМ (4а, 4б) с соответствующим образом объединенными контурами вторичного жидкостного теплоносителя испарителей и конденсаторов в каждой идентичной системе ПКМ имеют взаимодополняющие рабочие температурные диапазоны.Heat supply SPVN produced from PKU consisting of left and right identical PKU (4L, 4R), each of which includes, preferably, two reversible (operating in cooling or heating modes) inverter (with adjustable cold / heat performance) PCM (4a, 4b a) with appropriately combined circuits of the secondary liquid coolant of the evaporators and condensers in each identical PCM have complementary operating temperature ranges.

Отвод тепла обратного участка парокомпрессионного цикла ПКУ (термодинамическая балансировка ПКУ) производится по прямым и обратным магистралям соответствующих гидравлических контуров (Фиг. 1, ж13, ж14, ж15, ж16) в зависимости от теплового режима ПКУ и условий теплового баланса самолета одновременно или раздельно:Heat removal of the reverse section of the steam cycle compression cycle PKU (thermodynamic balancing PKU) is carried out along the direct and reverse lines of the respective hydraulic circuits (Fig. 1, x13, x14, x15, x16) depending on the thermal mode of the PSU and the conditions of the heat balance of the aircraft simultaneously or separately:

- в удаляемый из ГК воздух (В8, В9);- to the air removed from the HA (B8, B9);

- в дополнительный воздух, отбираемый для этой цели от ЭН (В7);- to the additional air taken for this purpose from the EN (B7);

- в смешанный воздух из этих источников (В10),- to mixed air from these sources (B10),

через встроенные в модифицированные клапанные узлы (6,7) САРД теплообменные камеры (14, 15), где в одном предпочтительном варианте установлены спаренные воздушно-жидкостные ТА (фиг. 2).through the heat exchanger chambers (14, 15) built into the modified valve assemblies (6.7) of the SARD, where, in one preferred embodiment, paired air-liquid TAs are installed (Fig. 2).

В другом предпочтительном варианте установлены раздельные ТА, относящихся соответственно к правой и левой ПКУ (фиг. 3). Далее рассматривается первый вариант.In another preferred embodiment, separate TAs are installed, belonging respectively to the right and left PKU (Fig. 3). Next is the first option.

Под спаренным ТА (16) здесь понимаются комбинированный ТА, совмещающий теплообменные контуры от правой (16а, 16б) и левой ПКУ (16в, 16г), с целью упрощения организации теплоотвода от каждой ПКУ и уменьшения габаритов клапанных узлов САРД. Спаренные ТА имеют входные и выходные жидкостные коллекторы, подключаемые к прямым и обратным магистралям теплоносителя термодинамической балансировки правой (ж17-ж20) и левой (ж21-ж24) аналогичным ПКУ (фиг. 2).Paired TA (16) here means a combined TA that combines heat exchange circuits from the right (16a, 16b) and left PKU (16b, 16g) in order to simplify the organization of the heat sink from each PKU and reduce the dimensions of the SARD valve assemblies. Paired TAs have inlet and outlet fluid manifolds connected to the direct and reverse heat transfer lines of the thermodynamic balancing of the right (Ж17-Ж20) and left (Ж21-Ж24) analogous PKU (Fig. 2).

Для реализации функции термодинамической балансировки ПКУ конструкцию клапанного узла САРД предполагается выполнить в виде двухклапанного узла с входным клапаном, теплообменной камерой и выходным клапаном, через который удаляемый воздух отводится за борт (фиг. 2). Предлагается устроить по меньшей мере два клапанных узла к одному из которых (предпочтительно к кормовому (6) (фиг. 2) подвести от левого и правого ЭН через внутрифюзеляжные воздуховоды с регуляторами расхода (ЗУ2L, ЗУ2R) дополнительный воздух (В7).To implement the function of thermodynamic balancing of the PKU, the design of the SARD valve assembly is supposed to be in the form of a two-valve assembly with an inlet valve, a heat exchange chamber and an outlet valve through which exhaust air is drained overboard (Fig. 2). It is proposed to arrange at least two valve assemblies to one of which (preferably to the stern (6) (Fig. 2)) to bring additional air (B7) from the left and right EH through the intra-fuselage ducts with flow regulators (ZU2L, ZU2R).

Поступающий из ГК через входной воздушный клапан (14а) воздух (В8) проходит предварительную очистку от пыли при помощи воздушных фильтров (Ф1-Ф4). При необходимости воздух (В8) смешивается с дополнительным воздухом, подведенным от правого и левого ЭН (В7) который также фильтруется, проходя через воздушные фильтры (Ф3-Ф4). Смешанный воздух (В10) поступает в теплообменную камеру, а затем, пройдя спаренный воздушно-жидкостный ТА (16) с системой противообледенения и влагоудаления (17), через выходной клапан (14б) отводится за борт (В11). При этом заслонки ЗУ2b, 3Y2R выполняют также роль регуляторов давления, уравнивая давление поступающего через них в теплообменную камеру воздуха с давлением воздуха за входным клапаном САРД.The air (B8) coming from the group of companies through the inlet air valve (14a) is pre-cleaned from dust using air filters (F1-F4). If necessary, air (B8) is mixed with additional air supplied from the right and left EN (B7) which is also filtered, passing through air filters (F3-F4). Mixed air (B10) enters the heat exchange chamber, and then, having passed the paired air-liquid TA (16) with the anti-icing and moisture removal system (17), is discharged through the outlet valve (14b) overboard (B11). In this case, the ZU2b, 3Y2R valves also perform the role of pressure regulators, equalizing the pressure of the air flowing through them into the heat exchange chamber with the air pressure behind the SARD inlet valve.

Передний клапанный узел САРД (7) может иметь упрощенную конструкцию, не предусматривающую подачу дополнительного воздуха. В остальном конструкция переднего клапанного узла остается аналогичной кормовому. Распределение теплоносителя от левой и правой ПКУ выполняют смесительные вентили (13L, 13R).The SARD (7) front valve assembly may have a simplified design that does not provide additional air. The rest of the design of the front valve assembly remains similar to the rear. The distribution of the coolant from the left and right PKU perform mixing valves (13L, 13R).

Согласованная работа указанных двух клапанов в каждом клапанном узле, а также клапанов дополнительного воздуха (ЗУ2L, ЗУ2R), отбираемого от ЭН (в кормовом клапанном узле), обеспечивает основную задачу регулирования давления в ГК и дополнительную задачу регулирования температуры воздуха, проходящего теплообменные камеры узлов САРД (14, 15). Двухклапанная схема клапанного узла САРД дает возможность реализовать требуемое значение температуры продувки ТА (16) в интервале от температуры, близкой к температуре воздуха в ГК и до минимальной температуры, достижимой при адиабатном расширении удаляемого (В8, В9) и/или смешанного воздуха (В10) в зависимости от высоты полета и забортной температуры. Это позволит организовать продувку ТА, обеспечивающую термодинамическую балансировку ПКУ, как при работе ее на охлаждение, когда требуется отводить через ТА избыточное тепло, так, при определенных условиях, и на нагрев.The coordinated operation of these two valves in each valve assembly, as well as additional air valves (ZU2L, ZU2R) taken from the EN (in the aft valve node), provides the main task of controlling the pressure in the CC and the additional task of controlling the temperature of the heat exchanging chambers of SARD nodes (14, 15). The two-valve scheme of the SARD valve assembly makes it possible to realize the required value of the purge temperature TA (16) in the range from temperature close to the air temperature in the HA and to the minimum temperature achievable with adiabatic expansion of the removed (B8, B9) and / or mixed air (B10) depending on the flight altitude and outboard temperature. This will allow to organize the TA purge, which provides thermodynamic balancing of the PCU, as during its operation for cooling, when it is required to remove excess heat through the TA, or, under certain conditions, for heating.

В тракте СПВН устроен узел организации режима изолированной рециркуляции воздуха гермокабины (3L, 3R) без подачи в него свежего воздуха на чертеже (Фиг. 4). Действие этого узла состоит в направлении отводимого от ЭН дополнительного воздуха (В6) по тракту (9L, 9R) совместно с воздухом, прошедшим тракт первичной подготовки воздуха наддува (В2), непосредственно в кормовой клапанный узел САРД (В7). Передний клапанный узел САРД (7) в этом процессе не используется. Тепловые устройства (11L, 11R) в трактах первичной подготовки воздуха наддува работают в режиме, противоположном режиму рециркуляции ГК, что способствует повышению эффективности термодинамической балансировки ПКУ. Проходящий по ним воздух не подается в ГК, а перепускается в теплообменные клапанные узлы САРД. При этом тепловой процесс в ГК реализуется теплообменными устройствами, установленными в контурах рециркуляции (не показаны) с подачей в них теплоносителя от системы холодного и горячего теплоносителя (ж5-ж8а, пояснена ниже) в необходимой пропорции. В таком режиме выходные клапаны, в соответствующем исполнении клапанных узлов САРД, должны быть открыты. Входные клапаны могут находиться в произвольном положении, поскольку наддува ГК не происходит. При необходимости кратковременного использования режима изолированной рециркуляции в полете, например для оттаивания ТА в теплообменных клапанных узлах САРД в течение 10-20 секунд путем кратковременного реверса ПКМ, входные клапаны должны быть закрыты, а подача теплоносителя ж5-ж8а скорректирована.In the SPVN path there is a node for organizing the mode of isolated air recirculation of the pressurized cabin (3L, 3R) without supplying fresh air into it in the drawing (Fig. 4). The action of this node consists in the direction of additional air discharged from the EH (B6) along the path (9L, 9R) together with the air that has passed the path of the primary preparation of pressurized air (B2) directly into the SARD valve feed unit (B7). The SARD (7) front valve assembly is not used in this process. Thermal devices (11L, 11R) in the paths of the primary preparation of pressurized air operate in a mode opposite to the flow cycle recirculation mode, which contributes to an increase in the efficiency of the thermodynamic balancing of the SSU. The air passing through them is not supplied to the CC, but is bypassed to the SARD heat exchanger valve assemblies. At the same time, the heat process in the Civil Code is implemented by heat exchangers installed in recirculation circuits (not shown) with coolant supply from the cold and hot coolant system (Ж5-Ж8а, explained below) in the required proportion. In this mode, the output valves, in the appropriate version of SARD valve units, must be open. The inlet valves can be in any position, since no boost occurs to the GC. If necessary, short-term use of isolated recirculation mode in flight, for example, for defrosting TA in SARD heat exchanger valve nodes for 10-20 seconds by briefly reversing the RMB, the inlet valves should be closed and the flow of coolant W5-W8a adjusted.

Узел режима изолированной рециркуляции (см. фиг. 4: 4L и точки А и F воздушных контуров В2 и В6) организует требуемый контур подачи воздуха нагнетания путем закрытия заслонки (22) и открытия (21). При этом воздух наддува (В2 и В5) не поступает в ГК, но контуры испарителей и конденсаторов ПКУ работают.Работает также тракт подготовки воздуха наддува (точки: А→11L→12L→В→С→D→В7) для повышения эффективности термодинамической балансировки ПКУ. При отсутствии в процессе изолированной рециркуляции потребителей хладагента одного теплоназначения («тепла» при рециркуляции на охлаждение, или «холода» при рециркуляции на обогрев) от системы холодного и горячего теплоносителя соответствующие магистрали ж5 и жб или ж7, ж7а, ж8, ж8а могут отключаться путем остановки соответствующих циркуляционных насосов (23) (пояснения см. ниже) или перепуска теплоносителя вентилями 18, 19.The isolated recirculation mode node (see Fig. 4: 4L and points A and F of air circuits B2 and B6) organizes the required discharge air supply circuit by closing the valve (22) and opening (21). At the same time, boost air (B2 and B5) does not flow into the HA, but the contours of the evaporators and PKU condensers work. The charge air preparation path also works (points: A → 11L → 12L → B → C → D → B7) to increase the efficiency of thermodynamic balancing PKU. If there is no refrigerant of one heat value in the process of isolated recirculation of consumers (“heat” during recirculation for cooling, or “cold” during recirculation for heating), the corresponding lines Zh5 and Zhb or Zh7, Zh7a, Zh8, Zh8a can be disconnected from the system of cold and hot coolant stopping of the corresponding circulation pumps (23) (for explanations, see below) or coolant bypass with valves 18, 19.

Режим изолированной рециркуляции обеспечивает возможность охлаждения или обогрева воздуха в ГК при необходимости ускоренной тепловой предполетной подготовки самолета или при аварийном или штатном закрытии входных клапанов отвода воздуха САРД. Перед этим процессом воздух в ГК и кабине пилотов должен быть полностью обновлен. Рециркуляция воздуха в кабине пилотов после полной замены воздуха в ее объеме должна выполняться независимо от рециркуляции в остальном объеме ГК. Для этого СКВ предварительно должна некоторое время проработать в обычном режиме. Структура рециркуляционного контура кабины пилотов в данном случае не конкретизируется. Проектировочной сложности этот контур не представляет. В полетных условиях он должен быть переведен в режим подачи и обработки только свежего воздуха, если это требуется по техническому регламенту.Isolated recirculation mode provides the ability to cool or heat the air in the group of companies if necessary, accelerated thermal pre-flight preparation of the aircraft or with emergency or normal closure of the inlet air intake valves SARD. Before this process, the air in the GK and cockpit must be fully updated. Air recirculation in the cockpit after full replacement of air in its volume should be performed independently of the recirculation in the rest of the volume of the civil code. For this SCR, it must first have worked for some time in the normal mode. The structure of the cockpit recirculation loop is not specified in this case. This circuit does not represent design complexity. In flight conditions, it should be transferred to the mode of supplying and processing only fresh air, if required by technical regulations.

Подача дополнительного воздуха нагнетания в теплообменную камеру кормового клапанного узла САРД в режиме изолированной рециркуляции и в штатном режиме термодинамической балансировки ПКУ производится по схеме: точки А→F→ЗУ2L→D→теплообменную камеру переднего клапанного узла САРД. При этом заслонка (21) закрыта при штатной работе СКВ и открыта в процессе изолированной рециркуляции, на пропуск воздуха В2 для смешения в точке D с дополнительным воздухом.Supply of additional discharge air to the heat exchange chamber of the SARD feed valve assembly in the mode of isolated recirculation and in the normal mode of thermodynamic balancing. The PKU is manufactured according to the following scheme: points A → F → ZU2L → D → heat exchange chamber of the front valve assembly SARD. At the same time, the valve (21) is closed during normal operation of the SCR and opened during the isolated recirculation process, to allow air B2 to mix at point D with additional air.

Подача воздуха наддува в гермокабину и кабину пилотов в штатном режиме СКВ происходит по схеме: A→11L→12L→В→С→22 (открыта)→Е→В5 и В4. Заслонка 21 закрыта.The supply of pressurized air to the pressurized cabin and the cockpit in the normal mode of air conditioning takes place according to the following scheme: A → 11L → 12L → B → C → 22 (open) → E → B5 and B4. The shutter 21 is closed.

В СПВН используется система отвода части тепловой энергии контуров конденсаторов и испарителей реверсивных ПКУ для устройства независимых от режима работы ПКУ сетей холодного (X) и горячего (Г) теплоносителя (СХГТ) (Фиг. 4). Это может быть реализовано в одном предпочтительном варианте путем непосредственного отведения части теплоносителя из вторичных жидкостных контуров испарителей и конденсаторов ПКУ (Фиг. 4, 4L). Контуры вторичного теплоносителя ПКУ формируются с помощью фреоново-жидкостных ТА, один из которых (20а) устанавливается в магистрали теплоносителя прямого участка термодинамического цикла ПКУ, второй (20б) в магистрали теплоносителя обратного участка термодинамического цикла ПКУ.In SPVN, a system for removing part of the thermal energy of the circuits of the condensers and evaporators of the reversible PKU is used to set up the cold (X) and hot (D) heat carrier networks (SHHG) independent of the operation mode of the PKU (Fig. 4). This can be implemented in one preferred embodiment by directly diverting a part of the coolant from the secondary liquid circuits of the evaporators and the capacitors PKU (Fig. 4, 4L). The circuits of the secondary coolant PKU are formed using freon-liquid TAs, one of which (20a) is installed in the coolant main line of the direct part of the PCU thermodynamic cycle, the second (20b) in the coolant line of the reverse part of the thermodynamic PKU cycle.

В другом предпочтительном варианте СХГТ организуется путем отвода части тепла от контуров вторичного теплоносителя ПКУ с помощью вспомогательных промежуточных контуров через жидкостно-жидкостные ТА (4в, 4г). Их теплоноситель и используется в магистралях СХГТ. Температурные режимы во вспомогательных контурах противоположны, поскольку они связаны с противоположными по теплоназначению фреоновыми контурами ПКУ и могут меняться (Х/Г→Г/Х) при реверсе ПКУ с охлаждения на обогрев и обратно. Далее рассматривается второй предпочтительный вариант, в котором проще осуществлять управление СХГТ и СПВН в целом.In another preferred embodiment, SHGHT is organized by removing part of the heat from the circuits of the secondary coolant PKU using auxiliary intermediate circuits through liquid-liquid TA (4b, 4g). Their coolant is used in highways SHGT. The temperature regimes in the auxiliary circuits are opposite, since they are associated with freon PCU circuits of opposite thermal significance and can change (Х / Г → Г / Х) when reversing PKU from cooling to heating and back. Next, we consider the second preferred option, in which it is easier to manage SHGT and HPS in general.

Разделение горячего и холодного теплоносителя вспомогательных контуров ПКУ в СХГТ производится блоком (4д), состоящим из двух распределительных 4-х ходовых клапанов, перемещение которых механически или электромеханически синхронизировано с 4-х ходовым вентилем (24) реверса ПКУ (пунктирная линия на фиг. 4 блока 4а). От блока разделения горячего и холодного теплоносителя (4д) отходят прямые и обратные магистрали холодного и горячего теплоносителя к распределенным по СКВ потребителя ж5-ж8 и по магистралям ж7а, ж8а в тракт первичной подготовки воздуха наддува (только холодные магистрали). Регулирование теплопотребления от каждой магистрали бортовыми тепловыми системами в предпочтительном варианте постоянного расхода в магистралях производится с помощью байпасов перепуска с плавно регулируемыми 3-х ходовыми вентилями (18) и (19).Separation of hot and cold coolant of auxiliary circuits PKU in SHGGT is performed by block (4d), consisting of two 4-way distribution valves, which are mechanically or electromechanically synchronized with 4-way valve (24) of the PKU reverse (dashed line in Fig. 4 block 4a). From the separation unit for hot and cold coolant (4d), direct and return lines of the cold and hot coolant run to the distribution section S5 of the consumer Zh5-Zh8 and along the pipelines Zh7a, Zh8a to the path of the primary preparation of pressurized air (only cold lines). The heat consumption from each line is controlled by the onboard heating systems in the preferred embodiment of the constant flow in the highways using bypass bypass with continuously adjustable 3-way valves (18) and (19).

Сети горячего и холодного теплоносителя дают возможность независимо от режима работы ПКУ изменять теплоназначение (охлаждение/нагрев) и производительность пространственно-разнесенных ТА СКВ. Это обеспечивает гибкое и независимое управление кондиционированием разных отсеков гермокабины ТА и частичную утилизации тепла обратного участка термодинамического цикла ПКУ. Эти сети полностью задействованы в режиме изолированной рециркуляции. В таком режиме может работать одна из линий (горячая или холодная), другая отдает/принимает тепло в тракте первичной подготовки воздуха наддува и передает его в теплообменные клапанные узлы САРД по схеме, изложенной выше.The networks of hot and cold coolant make it possible, regardless of the mode of operation of the PCU, to change the heat assignment (cooling / heating) and the performance of space-separated TA SCR. This provides a flexible and independent control of the air conditioning of different compartments of the press cabinet of the TA and a partial heat recovery of the return section of the thermodynamic cycle of the PKU. These networks are fully engaged in isolated recirculation mode. In this mode, one of the lines can work (hot or cold), the other transfers / receives heat in the path of the primary preparation of pressurized air and transfers it to the heat exchanging valve assemblies SARD according to the scheme outlined above.

В ПКУ используется байпасные петли в контурах обратных участков парокомпрессионного цикла ПКУ на чертеже (Фиг. 1) которые отделяют переключением 3-х ходовых вентилей (4е) левую и правую ПКУ от этих контуров и замыкают эти контуры по кольцевым схемам (см. Фиг. 4 для левой части СПВН): G→4е→Н→23→4г→М→N→13L→16а (кормовой клапанный узел)→16в (передний клапанный узел)→обратная магистраль ж14→G. Аналогичная кольцевая схема образуется для правой части СПВН. Кольцевые схемы обеспечивают питание потребителей в режиме охлаждения за счет отвода поглощаемого ими тепла через ТА в теплообменных клапанных узлах. В таком случае ПКУ выключаются, а блоки разделения горячего и холодного теплоносителя (4д) (Фиг. 4) устанавливаются в положении питания холодных линий от контуров обратного участка термодинамического цикла ПКУ. ТА в кормовом клапанном узле САРД продувается смесью удаляемого из ГК и дополнительного воздуха, в переднем - удаляемым из ГК воздухом, который на высоте крейсерского полета магистральных самолетов приобретает низкую температуру в теплообменных камерах САРД вследствие расширения за входными клапанами. Это может обеспечить в ряде длительных режимов полета холодоснабжение СКВ без включения в работу ПКУ. Отводы холодного контура СХГТ: I→29→ж8а→J→11L→L→ж7а→К питают контур предварительной подготовки воздуха наддува за ЭН. Обратный клапан (30) исключает «паразитическое» параллельное течение хладоносителя при выключенном насосе (23) по контуру прямого участка парокомпрессионного цикла ПКУ, а также дает возможность поддерживать темперный режим ГК в допустимых пределах при отказе ПКУ.The PKU uses bypass loops in the contours of the reverse sections of the vapor compression cycle of the PKU in the drawing (Fig. 1), which are separated by switching the 3-way valves (4e) of the left and right PKU from these circuits and closing these circuits in ring circuits (see Fig. 4 for the left side of SPVN): G → 4e → H → 23 → 4g → M → N 13L → 16a (feed valve unit) → 16c (front valve unit) → return line x14 → G. A similar ring pattern is formed for the right side of the AET. Ring circuits provide power to consumers in cooling mode due to the removal of heat absorbed by them through the TA in the heat exchanger valve nodes. In this case, the switchboard control unit is turned off, and the hot and cold heat carrier separation units (4d) (Fig. 4) are installed in the position of feeding cold lines from the contours of the reverse portion of the PCD thermodynamic cycle. TA in the aft valve assembly SARD is blown with a mixture of additional air removed from the Ledger and additional air in the front air - air removed from the Ledger, which at the height of the cruise flight of mainline aircraft acquires a low temperature in the SARD heat exchange chambers due to expansion behind the inlet valves. This can provide in a number of long flight regimes the cold supply of hard currency without the start of the PKU. The outlets of the cold SHGT circuit: I → 29 → g8a → J → 11L → L → g7a → K feed the circuit for the preliminary preparation of pressurized air behind the EN. The check valve (30) eliminates the “parasitic” parallel flow of the coolant with the pump off (23) along the contour of the direct section of the PKU vapor compression cycle, and also makes it possible to maintain the tempera ture mode of the Ledger within the acceptable limits in the event of a failure of the SSI.

Claims (4)

1. Система подготовки воздуха наддува гермокабины самолета на основе парокомпрессионных установок с вторичным теплоносителем, характеризующаяся тем, что содержит по меньшей мере один воздухозаборник, по меньшей мере один электронагнетатель, по меньшей мере один тракт первичной подготовки воздуха наддува, в который входит узел организации режима изолированной рециркуляции воздуха гермокабины, по меньшей мере одну парокомпрессионную установку, в которую входят по меньшей мере одна реверсивная инверторная парокомпрессионная машина с жидкостным вторичным теплоносителем, по меньшей мере два жидкостно-жидкостных теплообменных аппарата, блок разделения горячего и холодного теплоносителей, магистрали контура теплоносителя прямого и обратного участков парокомпрессионного цикла, при этом система подготовки воздуха наддува также содержит воздуховоды, систему автоматического регулирования давления, которая содержит клапанные узлы, в которые входят входной клапан, теплообменная камера с воздушно-жидкостным теплообменным аппаратом, система противообледенения и влагоудаления, система фильтрации воздуха и выходной клапан.1. Air preparation system for pressurized aircraft airtight cabins on the basis of vapor compression systems with secondary coolant, characterized by the fact that it contains at least one air intake, at least one electric charger, at least one primary preparation air path for pressurized air, which includes an isolated organization node air recirculation, pressurized cabin, at least one vapor compression unit, which includes at least one reversible inverter vapor compression machine with liquid secondary liquid coolant, at least two liquid-liquid heat exchangers, hot and cold heat carrier separation unit, direct and reverse heat carrier circuit lines of the vapor compression cycle, while the pressurized air preparation system also contains air ducts, an automatic pressure control system that contains valve assemblies , which include the inlet valve, heat exchange chamber with an air-liquid heat exchanger, anti-icing system and moisture Lenia air filtration system and an outlet valve. 2. Система подготовки воздуха наддува гермокабины самолета по п. 1, характеризующаяся тем, что теплообменная камера клапанного узла содержит два раздельных воздушно-жидкостных ТА.2. Air preparation pressurization system of the aircraft pressurized cabin of claim 1, characterized in that the heat exchange chamber of the valve assembly contains two separate air-liquid TAs. 3. Система подготовки воздуха наддува гермокабины самолета по п. 1, характеризующаяся тем, что теплообменная камера клапанного узла содержит спаренный воздушно-жидкостный ТА подготовки воздуха наддува гермокабины.3. Air preparation pressurization system of the aircraft pressurized cabin of claim 1, characterized in that the heat exchange chamber of the valve assembly contains a paired air-liquid TA for preparing pressurization air supply pressurized air. 4. Система подготовки воздуха наддува гермокабины самолета по п. 1, характеризующаяся тем, что в магистраль контура теплоносителя обратного участка парокомпрессионного цикла парокомпрессионной установки дополнительно введен вентиль байпасной петли.4. Air preparation system for pressurized airtight cabin of the aircraft according to claim 1, characterized by the addition of a bypass loop valve to the main circuit of the coolant circuit of the return section of the vapor compression cycle of the vapor compression installation.
RU2018118403A 2018-05-18 2018-05-18 Air preparation system for inflation of pressure cabin of aircraft based on vapor compression refrigeration units with secondary heat carrier RU2686609C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118403A RU2686609C1 (en) 2018-05-18 2018-05-18 Air preparation system for inflation of pressure cabin of aircraft based on vapor compression refrigeration units with secondary heat carrier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018118403A RU2686609C1 (en) 2018-05-18 2018-05-18 Air preparation system for inflation of pressure cabin of aircraft based on vapor compression refrigeration units with secondary heat carrier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2686609C1 true RU2686609C1 (en) 2019-04-29

Family

ID=66430644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018118403A RU2686609C1 (en) 2018-05-18 2018-05-18 Air preparation system for inflation of pressure cabin of aircraft based on vapor compression refrigeration units with secondary heat carrier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2686609C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU790533A1 (en) * 1979-08-14 2006-04-10 В.П. Картинцев Air conditioning system
RU112156U1 (en) * 2011-08-02 2012-01-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Наука" (ОАО НПО "Наука") SYSTEM OF CONDITIONING THE HEAT CABIN OF THE BATTLE HELICOPTER
WO2012045864A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Airbus Operations Gmbh Main engine start by means of an aircraft air conditioning system
US20150251765A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-10 Honeywell International Inc. Low-pressure bleed air aircraft environmental control system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU790533A1 (en) * 1979-08-14 2006-04-10 В.П. Картинцев Air conditioning system
WO2012045864A1 (en) * 2010-10-08 2012-04-12 Airbus Operations Gmbh Main engine start by means of an aircraft air conditioning system
RU112156U1 (en) * 2011-08-02 2012-01-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Наука" (ОАО НПО "Наука") SYSTEM OF CONDITIONING THE HEAT CABIN OF THE BATTLE HELICOPTER
US20150251765A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-10 Honeywell International Inc. Low-pressure bleed air aircraft environmental control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2608195C2 (en) Method and system of energy recovery in aircraft
JP6751457B2 (en) Automotive air conditioning system and method of operating the same
EP2470425B1 (en) Aircraft system and method for improved cooling efficiency
US4550573A (en) Multiple load, high efficiency air cycle air conditioning system
KR102005418B1 (en) Air-conditioning system for conditioning the air of a passenger compartment of a motor vehicle and air guiding arrangement for selectively supplying air mass flows in the air-conditioning system
US9617006B2 (en) Emergency power system for an aircraft
RU2595210C2 (en) Air conditioning system of passenger compartment of aircraft
US10245918B2 (en) Heating system for a vehicle and method for air-conditioning a vehicle
CN104114961A (en) Device for air conditioning a drive train and a passenger compartment of a vehicle
US10507928B2 (en) High efficiency electrically driven environmental control system
EP3333078A1 (en) Air distribution system with recirculating zone trim tec
RU2686609C1 (en) Air preparation system for inflation of pressure cabin of aircraft based on vapor compression refrigeration units with secondary heat carrier
CN107848365B (en) Air conditioning device and method for operating the same
RU2062964C1 (en) Method of combined production of cold and heat for rooms conditioning and plant for its realization
US9821914B2 (en) Aircraft air conditioning system and method of operating an aircraft air conditioning system
RU2658224C1 (en) Aircraft air conditioning system on the basis of electric drivers and reverse vapor compression refrigerating plants
US10472073B2 (en) Air conditioning system
CN114671029A (en) Environment control system of civil aircraft
RU2170192C2 (en) Aircraft air-conditioning system
US9921009B2 (en) Dual-use ram-primary/regen hx
JP2024035259A (en) mobile object
EP4147892A1 (en) Recovery heat exchanger in an environmental control system
JP2024035258A (en) mobile object
US11046441B2 (en) Adaptive plate-fin heat exchanger
US20240166355A1 (en) Environmental control device of aircraft and method for operating environmental control device