RU2220884C2 - Air-conditioning system - Google Patents
Air-conditioning system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2220884C2 RU2220884C2 RU2001125784/28A RU2001125784A RU2220884C2 RU 2220884 C2 RU2220884 C2 RU 2220884C2 RU 2001125784/28 A RU2001125784/28 A RU 2001125784/28A RU 2001125784 A RU2001125784 A RU 2001125784A RU 2220884 C2 RU2220884 C2 RU 2220884C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- fuel
- heat exchanger
- condenser
- inlet
- Prior art date
Links
Landscapes
- Drying Of Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха на самолетах с газотурбинными двигателями. The invention relates to air conditioning systems on airplanes with gas turbine engines.
Известна система кондиционирования воздуха, содержащая последовательно размещенные в линии подачи воздуха воздухо-воздушный и топливовоздушный теплообменники, влагоотделитель и турбохолодильник [Воронин Г.И. Системы кондиционирования воздуха на летательных аппаратах. Машиностроение, 1973 г., рис.6.7]. A known air conditioning system containing sequentially placed in the air supply line air-air and air-fuel heat exchangers, a moisture separator and a turbo-refrigerator [G. Voronin Air conditioning systems on aircraft. Engineering, 1973, Fig.6.7].
Недостатком такой системы является низкая эффективность на режиме малого газа из-за уменьшения расхода воздуха, отбираемого от компрессора двигателя, и снижения давления на входе в турбохолодильник. The disadvantage of this system is the low efficiency in the idle mode due to a decrease in the air flow taken from the engine compressor and a decrease in pressure at the inlet to the turbo refrigerator.
Известна система кондиционирования воздуха, содержащая турбохолодильник и парокомпрессионную установку, состоящую из компрессора, конденсатора воздушного охлаждения и испарителя, установленного в линии подачи воздуха, причем выход испарителя через влагоотделитель сообщен с входом в турбину турбохолодильника [а. с. 1392790, МКИ B 64 D 13/06]. Однако при одинаковой тепловой нагрузке конденсатор воздушного охлаждения по сравнению с конденсатором жидкостного охлаждения имеет большие габариты и массу, что ухудшает характеристики системы в целом. A known air conditioning system comprising a turbo-refrigerator and a vapor compression installation, consisting of a compressor, an air-cooled condenser and an evaporator installed in the air supply line, and the evaporator output through the dehumidifier is connected to the turbine cooler turbine inlet [a. from. 1392790, MKI B 64 D 13/06]. However, with the same heat load, the air-cooled condenser has large dimensions and mass in comparison with the liquid-cooled condenser, which affects the performance of the system as a whole.
Известна также система кондиционирования, содержащая топливовоздушный теплообменник, турбохолодильник и парокомпрессионную установку, состоящую из компрессора, конденсатора, выполненного в виде топливного теплообменника, и размещенных в охлаждаемом отсеке испарителей, при этом выход конденсатора по топливной линии сообщен с входом топливной полости топливовоздушного теплообменника [патент США 2963879, НКИ 62-239]. В этой системе охлаждение воздуха в топливовоздушном теплообменнике осуществляется топливом, подогретым в конденсаторе парокомпрессионной установки, что снижает эффективность охлаждения воздуха на входе в турбохолодильник. Кроме того, попадание горячего воздуха в разогретое топливо в случае нарушения внутренней герметичности топливовоздушного теплообменника может привести к возгоранию топлива. An air conditioning system is also known, comprising a fuel-air heat exchanger, a turbo-refrigerator, and a vapor compression installation consisting of a compressor, a condenser made in the form of a fuel heat exchanger, and evaporators located in a cooled compartment, and the condenser outlet on the fuel line communicates with the fuel cavity of the air-fuel heat exchanger [US patent] 2963879, NCI 62-239]. In this system, air cooling in the fuel-air heat exchanger is carried out by fuel heated in the condenser of the vapor compression unit, which reduces the efficiency of air cooling at the inlet to the turbo-cooler. In addition, the ingress of hot air into the heated fuel in case of violation of the internal tightness of the air-fuel heat exchanger can lead to ignition of the fuel.
Целью изобретения является увеличение эффективности охлаждения воздуха и повышение надежности системы. The aim of the invention is to increase the efficiency of air cooling and increase the reliability of the system.
Указанная цель достигается тем, что в системе кондиционирования воздуха, содержащей воздухо-воздушный и топливовоздушный теплообменники, влагоотделитель и турбохолодильник, последовательно соединенные между собой по линии подачи воздуха, и парокомпрессионную установку с компрессором, конденсатором, выполненным в виде топливного теплообменника, и испарителем, вход которого по воздуху подключен к выходу топливовоздушного теплообменника, а выход - к входу влагоотделителя, вход конденсатора по топливу соединен с выходом топливовоздушного теплообменника. This goal is achieved by the fact that in an air conditioning system containing air-air and fuel-air heat exchangers, a water separator and a turbo-cooler connected in series with each other along the air supply line, and a vapor compression installation with a compressor, a condenser made in the form of a fuel heat exchanger, and an evaporator, an input which through air is connected to the outlet of the air-fuel heat exchanger, and the output to the inlet of the dehumidifier, the inlet of the condenser for fuel is connected to the outlet of the air-fuel of the heat exchanger.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая система отличается тем, что вход конденсатора по топливу соединен с выходом топливовоздушного теплообменника. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive system is characterized in that the input of the condenser for fuel is connected to the output of the air-fuel heat exchanger.
Таким образом, заявляемая система соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed system meets the criteria of the invention of "novelty."
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify signs that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".
На чертеже приведена принципиальная газогидравлическая схема предлагаемой системы. The drawing shows a schematic gas-hydraulic diagram of the proposed system.
Система содержит линию подачи воздуха 1, в которой последовательно размещены воздухо-воздушный теплообменник 2, топливовоздушный теплообменник 3, влагоотделитель 4 и турбохолодильник 5 с турбиной 6. Система содержит также парокомпрессионную установку 7, включающую в себя компрессор 8, конденсатор 9, выполненный в виде топливного теплообменника, дроссельный вентиль 10 и испаритель 11. Вход испарителя 11 по воздуху соединен с выходом топливовоздушного теплообменника 3, а выход - с входом влагоотделителя 4. Вход конденсатора 9 по топливу соединен с выходом топливовоздушного теплообменника 3. Компрессор 8 выполняется герметичным со встроенным высокочастотным электродвигателем переменного тока. Парокомпрессионная установка 7 может быть выполнена в виде моноблока, объединяющего входящие в установку элементы. The system comprises an air supply line 1, in which an air-air heat exchanger 2, a fuel / air heat exchanger 3, a moisture separator 4, and a turbo-cooler 5 with a turbine 6 are sequentially placed. The system also includes a vapor compression installation 7, including a compressor 8, a condenser 9, made in the form of a fuel the heat exchanger, the throttle valve 10 and the evaporator 11. The inlet of the evaporator 11 is connected via air to the output of the air-fuel heat exchanger 3, and the output to the input of the moisture separator 4. The input of the condenser 9 for fuel is connected to the output of the air-fuel heat exchanger 3. Compressor 8 is sealed with a built-in high-frequency AC motor. The vapor compression installation 7 can be made in the form of a monoblock uniting the elements included in the installation.
Система работает следующим образом. The system operates as follows.
Охлаждаемый воздух от компрессора газотурбинного двигателя (на схеме не показан) поступает по линии 1 в воздухо-воздушный теплообменник 2, где охлаждается забортным продувочным воздухом, затем охлаждается в топливовоздушном теплообменнике 3 топливом, поступающим из топливного бака (на схеме не показан) и имеющим минимальную температуру. Далее воздух охлаждается в испарителе 11 парокомпрессионной установки 7, выделяющаяся при этом влага удаляется из потока воздуха с помощью влагоотделителя 4. Окончательное охлаждение воздуха происходит в турбине 6 турбохолодильника 5. Вода, отводимая из потока воздуха во влагоотделителе 4, подается в продувочный воздух, повышая эффективность работы воздухо-воздушного теплообменника 2. Циркулирующий в парокомпрессионной установке 7 хладагент, в качестве которого может использоваться RC318 или другой хладагент низкого давления, сжимается в компрессоре 8, конденсируется за счет теплообмена с топливом в конденсаторе 9, дросселируется в вентиле 10 и поступает в испаритель 11, где кипит, отбирая тепло от охлаждаемого воздуха. Пары хладагента отсасываются компрессором 8, и цикл повторяется. Cooled air from a gas turbine engine compressor (not shown in the diagram) flows through line 1 to an air-air heat exchanger 2, where it is cooled by outboard purge air, then it is cooled in a fuel-air heat exchanger 3 by fuel coming from a fuel tank (not shown in the diagram) and having a minimum temperature. Next, the air is cooled in the evaporator 11 of the vapor compression unit 7, the moisture released in this case is removed from the air stream using a dehumidifier 4. The final cooling of the air occurs in the turbine 6 of the turbo-cooler 5. The water discharged from the air stream in the dehumidifier 4 is supplied to the purge air, increasing the efficiency operation of the air-air heat exchanger 2. The refrigerant circulating in the vapor compression unit 7, which can be used as an RC318 or other low-pressure refrigerant, is compressed to mpressore 8 is condensed by heat exchange with the fuel in the condenser 9, is throttled in valve 10 and enters evaporator 11 where boiling, taking away heat from the cooled air. Refrigerant vapor is sucked off by compressor 8, and the cycle repeats.
Использование предлагаемого технического решения позволяет охлаждать воздух топливом, имеющим минимальную температуру. При этом топливо в топливовоздушном теплообменнике прогреется до температуры, при которой в случае нарушения внутренней герметичности теплообменника и попадания воздуха в топливо не возникнет опасности возгорания последнего. Наибольший разогрев топлива происходит в конденсаторе, но нарушение внутренней герметичности конденсатора и смешивание разогретого топлива с хладагентом также не приведет к опасным последствиям, поскольку применяемые хладагенты являются веществами, не поддерживающими горения. В конечном итоге можно в максимальной степени использовать хладоресурс топлива, достичь максимального охлаждения воздуха в топливовоздушном теплообменнике, обеспечив при этом высокую надежность системы. Using the proposed technical solution allows cooling the air with fuel having a minimum temperature. In this case, the fuel in the fuel-air heat exchanger warms up to a temperature at which, in case of violation of the internal tightness of the heat exchanger and air ingress into the fuel, there is no danger of ignition of the latter. The greatest heating of the fuel occurs in the condenser, but the violation of the internal tightness of the condenser and mixing the heated fuel with the refrigerant will not lead to dangerous consequences, since the refrigerants used are substances that do not support combustion. Ultimately, it is possible to maximize the use of fuel coolant, to achieve maximum cooling of the air in the air-fuel heat exchanger, while ensuring high reliability of the system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125784/28A RU2220884C2 (en) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Air-conditioning system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001125784/28A RU2220884C2 (en) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Air-conditioning system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001125784A RU2001125784A (en) | 2003-07-10 |
| RU2220884C2 true RU2220884C2 (en) | 2004-01-10 |
Family
ID=32090366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001125784/28A RU2220884C2 (en) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | Air-conditioning system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2220884C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443606C2 (en) * | 2006-07-31 | 2012-02-27 | Эйрбас Оперейшнз Гмбх | Aircraft air conditioner and method of its operation |
| RU2595210C2 (en) * | 2011-05-30 | 2016-08-20 | Турбомека | Air conditioning system of passenger compartment of aircraft |
-
2001
- 2001-09-20 RU RU2001125784/28A patent/RU2220884C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443606C2 (en) * | 2006-07-31 | 2012-02-27 | Эйрбас Оперейшнз Гмбх | Aircraft air conditioner and method of its operation |
| US8468847B2 (en) | 2006-07-31 | 2013-06-25 | Airbus Operations Gmbh | Aircraft air-conditioning unit and method for operating an aircraft air-conditioning unit |
| RU2595210C2 (en) * | 2011-05-30 | 2016-08-20 | Турбомека | Air conditioning system of passenger compartment of aircraft |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6394076B1 (en) | Engine charge air cooler | |
| RU2524479C1 (en) | Cooling device for vehicle driven by turbocharged internal combustion engine | |
| US7721543B2 (en) | System and method for cooling a combustion gas charge | |
| US7254947B2 (en) | Vehicle cooling system | |
| US20220227198A1 (en) | Ejector-Enhanced Heat Recovery Refrigeration System | |
| CN103485881B (en) | System and operating method for a supercharged internal combustion engine with charge-air cooling | |
| KR100316229B1 (en) | Gas turbine intake cooling system | |
| US6082094A (en) | Ventilation system for acoustic enclosures for combustion turbines and air breathing heat engines | |
| MXPA01011080A (en) | Outdoor heat exchanger unit, outdoor unit, and gas heat pump type air conditioner. | |
| KR20110026477A (en) | Apparatus for supercharged combustion engine | |
| US3141293A (en) | Method and apparatus for refrigerating combustion air for internal combustion engines | |
| Horuz | Vapor absorption refrigeration in road transport vehicles | |
| US11604011B2 (en) | Gas heat pump system | |
| RU2220884C2 (en) | Air-conditioning system | |
| SE1050410A1 (en) | Arrangements for cooling compressed air and / or recirculating exhaust gases led to an internal combustion engine | |
| GB2435902A (en) | Air-cycle refrigerated boosted intercooling of i.c. engines | |
| KR20220105421A (en) | Gas engine heat pump | |
| KR102044308B1 (en) | Gas engine-driven heat pump type air conditioning and hot water suppling apparatus | |
| JP2909305B2 (en) | Gas turbine intake cooling system | |
| US20200131979A1 (en) | Intake and charge air cooling system | |
| US7168400B1 (en) | Cooling system for internal combustion engine | |
| US11060488B2 (en) | Exhaust gas recirculation system | |
| RU2807448C1 (en) | Energy-intensive air conditioning system for aircrafts | |
| RU2518984C2 (en) | Air refrigerating unit | |
| GB2059898A (en) | Improvements in or relating to airships |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060921 |