CN102381479B - 一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理*** - Google Patents

一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理*** Download PDF

Info

Publication number
CN102381479B
CN102381479B CN201110272801.XA CN201110272801A CN102381479B CN 102381479 B CN102381479 B CN 102381479B CN 201110272801 A CN201110272801 A CN 201110272801A CN 102381479 B CN102381479 B CN 102381479B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
heat exchanger
cooling system
liquid cooling
air
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201110272801.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102381479A (zh
Inventor
党晓民
成杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
Original Assignee
Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
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 Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC filed Critical Xian Aircraft Design and Research Institute of AVIC
Priority to CN201110272801.XA priority Critical patent/CN102381479B/zh
Publication of CN102381479A publication Critical patent/CN102381479A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102381479B publication Critical patent/CN102381479B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/50—On board measures aiming to increase energy efficiency

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***，属于飞机机载设备领域，具体涉及对一种无冲压进气道综合环控/液冷热能管理***的改进。本发明由两轮式高压除水制冷组件、液体冷却***1、液体冷却***2和燃油***四部分组成，高压除水制冷组件和液体冷却***1通过空气-液体热交换器耦合，该空气-液体热交换器在两轮式高压除水制冷组件位于压气机出口下游，在液体冷却***中其位于燃油-液体热交换器与液体泵之间。本发明降低了制冷***性能代偿损失，提高了制冷组件除水及制冷效率，有效降低了对飞机飞行性能的影响，提高了飞机燃油效率，飞机经济性好。

Description

一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***
技术领域
本发明属于飞机机载设备领域，具体涉及对一种无冲压进气道综合环控/液冷热能管理***的改进。
背景技术
当前技术存在的不足之处主要表现在以下方面：
一方面，当前飞机上使用的制冷***主要包括基于空气循环的环境控制***和基于液体循环的液体冷却***，前者一般用于座舱及电子设备的通风冷却，而后者主要用于大热载荷电子设备的冷却。这两个制冷***均使用空气-空气热交换器或者空气-液体热交换器将座舱或者电子设备热载荷转移至外界大气，这将导致制冷***性能代偿损失增加及飞机飞行阻力增加，飞机燃油和飞行性能降低。
另一方面，随着飞行高度增加，环境控制***的制冷载荷越来越小而加热载荷越来越大，且大型电子设备的热载荷在高空处于全功率工作状态从而要求制冷量最大，说明简单的1+1存在制冷***制冷能力利用不足的问题，表明当前***设计没有考虑随着飞行高度增加使用部分液体冷却***制冷量冷却环境控制***空气的可行性。
发明内容
本发明的目的：本发明主要针对当前飞机存在的制冷***制冷量利用率不高的问题，提出两个制冷***的综合热能管理设计概念，利用液体冷却***转移压气机压缩热及燃油和机身气流作为热沉转移电子设备热载荷的设计理念，降低制冷***对冲压空气的使用量，实现满足飞机冷却需求的低代偿损失、绿色制冷***设计。
本发明的技术方案是：
一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***，其特征在于，由两轮式高压除水制冷组件、第一液体冷却***、第二液体冷却***和燃油***四部分组成，两轮式高压除水制冷组件和第一液体冷却***通过空气—液体热交换器耦合，该空气—液体热交换器在两轮式高压除水制冷组件位于压气机出口下游，在第一液体冷却***中其位于燃油—液体热交换器与液体泵之间；
第一液体冷却***和燃油***通过液体—燃油热交换器耦合，该液体—燃油热交换器在第一液体冷却***中位于空气—液体热交换器和液体-液体热交换器之间；
第一液体冷却***和第二液体冷却***通过液体—液体热交换器耦合，该液体—液体热交换器在第一液体冷却***中位于燃油—液体热交换器和关断活门之间，在第二液体冷却***中位于蒙皮散热器和电加热器之间。
所述两轮式高压除水制冷组件由压气机、空气-液体热交换器、高压水分离器、涡轮、低压水分离器组成，上述器件用常规方法连接。
所述第一液体冷却***由液体泵、单向活门、关断活门、液体—液体热交换器、液体—燃油热交换器和空气—液体热交换器组成，上述器件用常规方法连接。
所述第二液体冷却***由液体泵、单向活门、关断活门、蒙皮散热器、液体—液体热交换器和电加热器组成，上述器件用常规方法连接。
所述燃油-液体热交换器为沉浸式燃油—液体热交换器。
在所述蒙皮散热器、液体—燃油热交换器和和电子设备各自的出口和入口之间安装旁路活门。
本发明有益效果是：该综合热能管理***具有以下优点：
1.使用蒙皮散热器和空气-燃油热交换器，使得环境控制***制冷组件和液体冷却***对冲压空气需求量为0，从而取消了机身冲压空气的开口，降低了制冷***性能代偿损失；
2.使用液冷***部分制冷量冷却制冷组件压气机压缩热，降低涡轮入口气体温度，从而获得更低的涡轮出口温度，提高制冷组件除水及制冷效率；
3.有效降低了对飞机飞行性能的影响，提高了飞机燃油效率，飞机经济性好。
附图说明
图1：无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***示意图
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的说明：
该无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***在实际工作过程中，来自气源***的高压高温空气首先由压气机压缩升温升压，再由空气-液体热交换器降温，通过高压水分离器分离出游离水，然后经涡轮膨胀降温达到较低温度，再经过低压水分离器进一步分离出空气中游离水，其出口空气温度一般可达-10℃甚至更低。
和环境控制***制冷组件耦合的第一液体冷却***由液体泵驱动流动阻力，依次经过单向活门和关断活门，然后经过液体-液体热交换器和液体-液体热交换器降温，再经过空气-液体热交换器吸收压气机压缩热，最后回到液体泵的入口，完成一个循环。
和第一液体冷却***耦合的第二液体冷却***由液体泵驱动流动阻力，依次经过单向活门和关断活门，先经过蒙皮散热器降温，再流过液体-液体热交换器和电子设备升温，回到液体泵的入口，完成一个循环。
此外，可通过控制蒙皮散热器、液体—燃油热交换器和电子设备各自的旁路活门开度调节流过其内部的冷却液流量，满足环境控制***制冷组件和电子设备的冷却要求，从而提高制冷***的制冷效率。

Claims (6)

1.一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***，其特征在于，由两轮式高压除水制冷组件、第一液体冷却***、第二液体冷却***和燃油***四部分组成，两轮式高压除水制冷组件和第一液体冷却***通过空气—液体热交换器耦合，该空气—液体热交换器在两轮式高压除水制冷组件位于压气机出口下游，在第一液体冷却***中其位于燃油—液体热交换器与液体泵之间；
第一液体冷却***和燃油***通过液体—燃油热交换器耦合，该液体—燃油热交换器在第一液体冷却***中位于空气—液体热交换器和液体-液体热交换器之间；
第一液体冷却***和第二液体冷却***通过液体—液体热交换器耦合，该液体—液体热交换器在第一液体冷却***中位于燃油—液体热交换器和关断活门之间，在第二液体冷却***中位于蒙皮散热器和电加热器之间。
2.根据权利要求1所述的无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***，其特征在于，所述两轮式高压除水制冷组件由压气机、空气-液体热交换器、高压水分离器、涡轮、低压水分离器组成。
3.根据权利要求1所述的无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***，其特征在于，所述第一液体冷却***由液体泵、单向活门、关断活门、液体—液体热交换器、液体—燃油热交换器和空气—液体热交换器组成。
4.根据权利要求1所述的无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***，其特征在于，所述第二液体冷却***由液体泵、单向活门、关断活门、蒙皮散热器、液体—液体热交换器和电加热器组成。
5.根据权利要求1或3所述的无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***，其特征在于，所述燃油-液体热交换器为沉浸式燃油—液体热交换器。
6.根据权利要求1所述的无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***，其特征在于，在蒙皮散热器、液体—燃油热交换器和和电子设备各自的出口和入口之间安装旁路活门。
CN201110272801.XA 2011-09-14 2011-09-14 一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理*** Active CN102381479B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110272801.XA CN102381479B (zh) 2011-09-14 2011-09-14 一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110272801.XA CN102381479B (zh) 2011-09-14 2011-09-14 一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102381479A CN102381479A (zh) 2012-03-21
CN102381479B true CN102381479B (zh) 2014-07-09

Family

ID=45821400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110272801.XA Active CN102381479B (zh) 2011-09-14 2011-09-14 一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102381479B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103458660B (zh) * 2013-08-29 2016-06-08 合肥天鹅制冷科技有限公司 一种用于飞机负载制冷的机载液冷***
CN103612760B (zh) * 2013-11-27 2016-08-17 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种主动回收冷量的闭式空气制冷循环装置
CN105620757B (zh) * 2014-10-31 2017-11-28 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种适于高超声速飞行器的综合热管理装置
CN105620760B (zh) * 2014-10-31 2017-12-19 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种适于瞬时高热流的热管理装置
CN106697297B (zh) * 2016-12-15 2019-05-21 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种可同时提供液冷与风冷的环控***
CN110920902B (zh) * 2019-10-16 2022-05-03 南京航空航天大学 基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调***
CN110901925B (zh) * 2019-10-16 2022-05-03 南京航空航天大学 一种直升机多舱双制式环境控制***
CN112693617B (zh) * 2019-10-22 2022-04-22 南京航空航天大学 一种燃油热沉复合模态泵驱两相流冷却***及方法
CN112319805B (zh) * 2020-11-09 2022-06-10 北京航空航天大学 一种新能源无人机热控***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2168122C1 (ru) * 1999-11-19 2001-05-27 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Турбохолодильная установка с отбором воздуха от двухконтурного турбореактивного двигателя
CN1902454A (zh) * 2003-12-30 2007-01-24 空中客车德国有限公司 用于对飞机内部的热源进行散热的冷却***及方法
CN102143887A (zh) * 2008-07-31 2011-08-03 空中客车营运有限公司 用于飞机的蒙皮的热交换器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4265008B2 (ja) * 1998-11-05 2009-05-20 株式会社島津製作所 航空機用冷却システム
JP4110667B2 (ja) * 1999-05-11 2008-07-02 株式会社島津製作所 航空機用空気調和装置
JP4144414B2 (ja) * 2003-04-10 2008-09-03 株式会社島津製作所 航空機用空調システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2168122C1 (ru) * 1999-11-19 2001-05-27 Московский государственный авиационный институт (технический университет) Турбохолодильная установка с отбором воздуха от двухконтурного турбореактивного двигателя
CN1902454A (zh) * 2003-12-30 2007-01-24 空中客车德国有限公司 用于对飞机内部的热源进行散热的冷却***及方法
CN102143887A (zh) * 2008-07-31 2011-08-03 空中客车营运有限公司 用于飞机的蒙皮的热交换器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2000-146357A 2000.05.26
JP特开2000-318695A 2000.11.21
JP特开2004-314654A 2004.11.11

Also Published As

Publication number Publication date
CN102381479A (zh) 2012-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102381479B (zh) 一种无冲压进气道的综合环控/液冷热能管理***
CN111017235B (zh) 一种能量优化的飞机机电***热管理方法
CN102390538A (zh) 一种无冲压进气道综合环控/液冷热能管理***
US10207809B2 (en) Integrated air and vapor cycle cooling system
US9169024B2 (en) Environmental control system with closed loop pressure cycle
US9254920B2 (en) Aircraft energy management system including engine fan discharge air boosted environmental control system
US8572996B2 (en) Air conditioning system with hybrid mode bleed air operation
CN102874410B (zh) 一种由高速电机驱动的空气循环制冷***
CN102390537A (zh) 一种环控***和液冷***综合热能管理***
CN109367791B (zh) 一种多电飞机电动环境控制***
CN101148197A (zh) 一种应用于客机的座舱环境控制***
CN103079956A (zh) 包括分离的制冷循环的飞行器空气调节***
CN102390536A (zh) 一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***
CN106697297B (zh) 一种可同时提供液冷与风冷的环控***
CN101107166A (zh) 空气***
CN105539860A (zh) 一种适于长航时大热流的热管理装置
CN103256742B (zh) 电动分体式四轮高压除水空气循环制冷***
WO2023092962A1 (zh) 一种飞机座舱加温***
CN103010466A (zh) 双级压缩空气循环制冷***
CN103612760B (zh) 一种主动回收冷量的闭式空气制冷循环装置
CN104999890A (zh) 电动汽车的电机电池温度集成控制***
CN108216642A (zh) 一种应用于机载吊舱的中间再热式涡轮冷却器***
CN203206642U (zh) 用于试验飞机上的专用液冷装置***
CN105620758A (zh) 一种小冲压空气流量的空气制冷循环装置
CN202770042U (zh) 一种动力涡轮驱动的全封闭空气循环制冷***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant