CN102390536A - 一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理*** - Google Patents

一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理*** Download PDF

Info

Publication number
CN102390536A
CN102390536A CN2011102727731A CN201110272773A CN102390536A CN 102390536 A CN102390536 A CN 102390536A CN 2011102727731 A CN2011102727731 A CN 2011102727731A CN 201110272773 A CN201110272773 A CN 201110272773A CN 102390536 A CN102390536 A CN 102390536A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
cooling system
cooling
heat exchanger
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.)
Pending
Application number
CN2011102727731A
Other languages
English (en)
Inventor
党晓民
成杰
齐社红
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 CN2011102727731A priority Critical patent/CN102390536A/zh
Publication of CN102390536A publication Critical patent/CN102390536A/zh
Pending legal-status Critical Current

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

一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***，属于飞机机载设备领域，涉及对一种综合环控/液冷热能管理***设计构型的改进。其特征在于，由三轮式高压除水制冷组件、液体冷却***和燃油***三部分组成，高压除水制冷组件和液体冷却***通过空气-液体热交换器耦合，该空气-液体热交换器在高压除水制冷组件中位于涡轮出口下游，在液体冷却***中位于膨胀箱和电加热器之间；液体冷却***和燃油***通过液体-燃油热交换器耦合，该液体-燃油热交换器在液体冷却***中位于蒙皮散热器和关断活门之间。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

一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***
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***设计构型的改进。
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设计构型存在制冷***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：
一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***，其特征在于，由三轮式高压除水制冷组件、液体冷却***和燃油***三部分组成，高压除水制冷组件和液体冷却***通过空气-液体热交换器耦合，该空气-液体热交换器在高压除水制冷组件中位于涡轮出口下游，在液体冷却***中位于膨胀箱和电加热器之间；
液体冷却***和燃油***通过液体-燃油热交换器耦合，该液体-燃油热交换器在液体冷却***中位于蒙皮散热器和关断活门之间。
所述三轮式高压除水制冷组件由I级热交换器、压气机、II级热交换器、涡轮、风扇、再加热器、冷凝器、高压水分离器和空气-液体热交换器等附件组成，上述器件用常规方法连接。
所述液体冷却***由液体泵、单向活门、关断活门、液体-燃油热交换器、蒙皮散热器、膨胀箱、空气-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、空气-液体热交换器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***设计构型具有以下优点：
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1：三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***设计构型示意图
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：
该三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***在实际工作过程中，来自气源***的高压高温空气首先经过I级热交换器冷却，然后由压气机压缩升温升压，再由II级热交换器、回热器、冷凝器持续降温，通过高压水分离器分离出游离水，然后再通过回热器升温后经涡轮膨胀降温达到较低温度，一般可达-10℃甚至更低；液体冷却***经液体泵克服流动阻力，依次经过单向活门和关断活门，然后依次流过燃油-液体热交换器、蒙皮散热器和空气-液体热交换器降温，将电子设备热载荷传递给燃油、外界大气和制冷组件出口冷却空气，冷却液一般升温至不超过50℃的温度，保证电子设备的在合适温度下可靠工作；此外，可通过控制蒙皮散热器、液体-燃油热交换器、空气-液体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，确保环境控制***满足座舱调温需求的同时使用其富裕制冷量转移部分电子设备热载荷，提高制冷***的制冷效率。

Claims (5)

1.一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***，其特征在于，由三轮式高压除水制冷组件、液体冷却***和燃油***三部分组成，高压除水制冷组件和液体冷却***通过空气-液体热交换器耦合，该空气-液体热交换器在高压除水制冷组件中位于涡轮出口下游，在液体冷却***中位于膨胀箱和电加热器之间；液体冷却***和燃油***通过液体-燃油热交换器耦合，该液体-燃油热交换器在液体冷却***中位于蒙皮散热器和关断活门之间。
2.根据权利要求1所述的三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***，其特征在于，所述三轮式高压除水制冷组件由I级热交换器、压气机、II级热交换器、涡轮、风扇、再加热器、冷凝器、高压水分离器和空气-液体热交换器等附件组成。
3.根据权利要求1所述的三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***，其特征在于，所述液体冷却***由液体泵、单向活门、关断活门、液体-燃油热交换器、蒙皮散热器、膨胀箱、空气-液体热交换器和电加热器组成。
4.根据权利要求1或3所述的三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***，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。
5.根据权利要求1所述的三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***，其特征在于，在蒙皮散热器、液体-燃油热交换器、空气-液体热交换器和电子设备各自的出口和入口之间安装旁路活门。
CN2011102727731A 2011-09-14 2011-09-14 一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理*** Pending CN102390536A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102727731A CN102390536A (zh) 2011-09-14 2011-09-14 一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102727731A CN102390536A (zh) 2011-09-14 2011-09-14 一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102390536A true CN102390536A (zh) 2012-03-28

Family

ID=45857961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102727731A Pending CN102390536A (zh) 2011-09-14 2011-09-14 一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102390536A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103458660A (zh) * 2013-08-29 2013-12-18 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***
CN103612761A (zh) * 2013-11-27 2014-03-05 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置
CN105431011A (zh) * 2015-12-11 2016-03-23 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种液体冷却***
CN105539860A (zh) * 2014-10-31 2016-05-04 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种适于长航时大热流的热管理装置
CN105636404A (zh) * 2014-10-31 2016-06-01 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种航空电子设备液体冷却***
CN109552643A (zh) * 2018-12-14 2019-04-02 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种节能型液体冷却***
CN112693617A (zh) * 2019-10-22 2021-04-23 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

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236572A (en) * 1977-09-06 1980-12-02 Plessey Handel Und Investments Ag Fluid cooled heat exchanger system
CN1138685A (zh) * 1995-12-28 1996-12-25 南京航空航天大学 充分利用能源的空气循环式飞机环境控制***
CN201226624Y (zh) * 2008-06-19 2009-04-22 江苏永昇空调有限公司 机载电子设备地面冷却装置
CN101688477A (zh) * 2007-03-28 2010-03-31 空中客车运营简易股份公司 航空器推进装置的设备的冷却和温度调节***
CN102056467A (zh) * 2006-01-24 2011-05-11 日本电气株式会社 液冷式散热装置
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236572A (en) * 1977-09-06 1980-12-02 Plessey Handel Und Investments Ag Fluid cooled heat exchanger system
CN1138685A (zh) * 1995-12-28 1996-12-25 南京航空航天大学 充分利用能源的空气循环式飞机环境控制***
CN102056467A (zh) * 2006-01-24 2011-05-11 日本电气株式会社 液冷式散热装置
CN101688477A (zh) * 2007-03-28 2010-03-31 空中客车运营简易股份公司 航空器推进装置的设备的冷却和温度调节***
CN201226624Y (zh) * 2008-06-19 2009-04-22 江苏永昇空调有限公司 机载电子设备地面冷却装置
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

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103458660A (zh) * 2013-08-29 2013-12-18 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***
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***
CN103612761A (zh) * 2013-11-27 2014-03-05 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种被动吸收冷量的开式空气制冷循环装置
CN105539860A (zh) * 2014-10-31 2016-05-04 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种适于长航时大热流的热管理装置
CN105636404A (zh) * 2014-10-31 2016-06-01 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种航空电子设备液体冷却***
CN105431011A (zh) * 2015-12-11 2016-03-23 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种液体冷却***
CN109552643A (zh) * 2018-12-14 2019-04-02 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种节能型液体冷却***
CN112693617A (zh) * 2019-10-22 2021-04-23 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
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

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***
CN102390538A (zh) 一种无冲压进气道综合环控/液冷热能管理***
CN111017235B (zh) 一种能量优化的飞机机电***热管理方法
CN102390536A (zh) 一种三轮升压式制冷和液体冷却综合热能管理***
CN102390537A (zh) 一种环控***和液冷***综合热能管理***
CN101148197A (zh) 一种应用于客机的座舱环境控制***
CN107521698B (zh) 一种环控***余热制冷装置
RU2640670C2 (ru) Способ и система кондиционирования воздуха для летательного аппарата
CN106697297B (zh) 一种可同时提供液冷与风冷的环控***
CN103847968B (zh) 一种利用机载废热的新型机翼防冰***
CN102874410B (zh) 一种由高速电机驱动的空气循环制冷***
CN105539860A (zh) 一种适于长航时大热流的热管理装置
CN103079956A (zh) 包括分离的制冷循环的飞行器空气调节***
WO2023092962A1 (zh) 一种飞机座舱加温***
CN103256742B (zh) 电动分体式四轮高压除水空气循环制冷***
CN103786886A (zh) 一种用于飞机机翼的防除冰***
CN103612760B (zh) 一种主动回收冷量的闭式空气制冷循环装置
CN108216642A (zh) 一种应用于机载吊舱的中间再热式涡轮冷却器***
CN209634735U (zh) 一种飞机综合式制冷装置
CN109367801B (zh) 一种基于飞机液压***及微型蒸发式制冷循环的分布式飞机热管理***和方法
CN105620760A (zh) 一种适于瞬时高热流的热管理装置
CN105620758A (zh) 一种小冲压空气流量的空气制冷循环装置
CN203206642U (zh) 用于试验飞机上的专用液冷装置***
CN202770042U (zh) 一种动力涡轮驱动的全封闭空气循环制冷***
CN204460843U (zh) 一种基于电厂循环水余热利用的冷热多联供***

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120328