DE102005003645B4

DE102005003645B4 - Luftsystem

Info

Publication number: DE102005003645B4
Application number: DE102005003645A
Authority: DE
Inventors: Frank Klimpel; Torge Pfafferott
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: EP1855943B1; JP4926978B2; US20090291625A1; JP2008528349A; CA2590324C; CA2590324A1; EP1855943B8; RU2398712C2; CN101107166A; CN100484834C; DE102005003645A1; DE602006010336D1; BRPI0606629A2; WO2006079507A8; EP1855943A1; WO2006079507A1; RU2007130789A; US8272930B2

Abstract

Luftsystem zur Bedruckung und Klimatisierung eines Cockpits und Kabinenraums von Flugzeugen, das Luftsystem aufweisend:
einen Kompressor (3) zum Komprimieren eines Luftmassenstroms; und
einen elektrischen Motor (2) zum Betreiben des Kompressors (3);
wobei der zu komprimierende Luftmassenstrom über einen ersten Stauluftkanal (13) aus der Umgebung des Flugzeugs entnommen und über einen ersten Wärmetauscher (15) zu bedruckenden und klimatisierenden Zonen (10A–D) zugeführt wird; wobei Zonen (10A–D) mit unterschiedlichen Temperaturanforderungen jeweils einem weiteren Zonen-Wärmetauscher (18A–D) zugeordnet sind, um eine der Temperaturanforderung entsprechende Zuluft in die Zone (10A–D) auszugeben; und wobei jeweils der weitere Zonen-Wärmetauscher (18A–D) in einem weiteren Stauluftkanal (14) enthalten ist zum Kühlen der Zuluft zu den einzelnen Zonen (10A–D) durch Außenluft auf eine geforderte Einblastemperatur.

Description

Die Erfindung betrifft ein Luftsystem, insbesondere ein Zapfluft-freies Luftsystem zur Bedruckung und Klimatisierung eines Cockpits und Kabinenraums von Flugzeugen mit integrierter Zonen-Temperaturregelung.
Bekannte Luftsysteme bzw. Klimasysteme für Flugzeuge mit Strahltriebwerken und bedruckter Kabine nutzen pneumatische Energie der Triebwerkskompressoren in Form eines komprimierten Massenstroms, der die Klimaanlage antreibt und gleichzeitig von der Klimaanlage konditioniert und als Frischluft der Kabine zugeführt wird.
Zum Betreiben einer herkömmlichen Klimaanlage wird vom Triebwerkskompressor ein Luftmassenstrom über entsprechende Entnahmestellen kontinuierlich abgezapft. Je nach Lastzustand des Triebwerks variiert der Entnahmezustand der Zapfluft, so dass Temperaturen zwischen ca. 250°C bis 450°C und Drücke von ca. 1,8 bar bis 5 bar möglich sind. Der Zustand des abgezweigten Massenstroms ist nicht direkt beeinflussbar.
Grundsätzlich ist es Aufgabe der Klimaanlage, die abgezapfte, verdichtete, heiße Luft abzukühlen und zu entspannen, um eine komfortable Kabinentemperatur zu erreichen. Diese Abkühlung geschieht üblicherweise über einen Wärmetauscher. Diese Energieabfuhr ist irreversibel und daher nicht weiter nutzbar, da sie an die Umgebung abgeführt wird. Um einen adäquaten Frischluftvolumenstrom in der Kabine zu erreichen, muß ein vorgeschaltetes Ventil verwendet werden, um den Druck durch Drosselung zu reduzieren, wodurch ebenfalls Energie irreversibel dissipiert wird.
Wenn die Kühlung durch den Wärmetauscher nicht ausreichend ist, muß der Druck des Massenstroms durch eine interne Verdichterstufe der Klimaanlage erhöht und nach einer Temperaturreduzierung durch Wärmeabgabe an die Umgebung in der folgenden Kühlturbine auf Kabinendruck entspannt werden. Die mit der Entspannung einhergehende Temperaturabsenkung führt zu einer Austrittstemperatur, die niedriger als die Kabinentemperatur ist und somit einen Kühleffekt hat.
Die Austrittstemperatur aus der Klimaanlage wird beim Stand der Technik durch Mischen des gekühlten Luftmassenstroms mit einem heißen Luftmassenstrom realisiert, der vor der Klimaanlage abgezweigt wird. Die Temperaturregelung in der Flugzeugkabine erfolgt üblicherweise nach einem Zonen-Konzept, bei dem die Kabine in verschiedene Temperaturzonen aufgeteilt wird. Die jeweilige geforderte Zonen-Temperatur wird durch Einblasen eines Luftmassenstroms mit entsprechender Über- oder Unter-Temperatur gegenüber der aktuellen Zonen-Temperatur erreicht. Diese Einblastemperaturen werden durch Zumischen von Heißluft erreicht. Dieses Konzept bedeutet, dass die Temperatur der Mischluft im Mischer der niedrigsten Temperaturanforderung aller Zonen entsprechen muss. Somit muss auch die Austrittstemperatur aus dem Kühlaggregat so geregelt werden, dass die Mischertemperatur der niedrigsten Temperaturanforderung aller Zonen entspricht.
Ein wesentlicher Nachteil der oben beschriebenen heutigen Technik ist, dass die zur Bedruckung und klimatechnischen Konditionierung notwendige Energie in Form pneumatischer Energie vom Triebwerkskompressor bereitgestellt wird und diese Entnahme pneumatischer Energie im energetischen Sinn nicht effizient regelbar ist. Ein großer Anteil der entnommenen Energie wird durch Wärmeübertragungsvorgänge und Drosselungen dissipiert und ist somit nicht weiter nutzbar. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Entnahmezustand primär vom Lastzustand des Triebwerks abhängt, der vor allem durch den Schub bestimmt ist. Weiterhin wirkt sich die Entnahme eines Massenstroms aus dem Kernstrom des Triebwerks negativ auf die Triebwerksleistung aus.
Aus der FR 2 485 473 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Luftsystem zur Bedruckung und Klimatisierung eins Cockpits und Kabinenraums von Flugzeugen bekannt. Die benötigte Luft kann aus dem Triebwerk oder aus Bodenaggregaten bezogen werden.
Aus der DE 100 11 238 A1 werden zur Luftbeschaffung die Entnahme von Luft aus dem Triebwerk eines Flugzeugs vorgeschlagen.
Ferner ist aus der US 2004/0 060 317 A1 ein Luftsystem zur Bedruckung und Klimatisierung einer Flugzeugkabine bekannt. Mittels eines Kompressors und eines Motors wird Umgebungsluft außerhalb des Flugzeugs entnommen und einer zu bedruckenden und klimatisierenden Zone zugeführt.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Luftsystems zur Bedruckung und Klimatisierung eines Cockpits und Kabinenraums von Flugzeugen, bei dem es nicht notwendig ist, kontinuierlich einen Luftmassenstrom vom Triebwerkskompressor abzuzapfen, um das Cockpit oder die Flugzeugkabine zu bedrucken und zu klimatisieren, wodurch die oben genannten Nachteile nicht auftreten.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist dem Patentanspruch 1 zu entnehmen. Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung wird ein Luftsystem zur Bedruckung und Klimatisierung eines Cockpits und Kabinenraums von Flugzeugen geschaffen, das einen Kompressor zum Komprimieren eines Luftmassenstroms aufweist, wobei der zu komprimierende Luftmassenstrom über einen Stauluftkanal aus der Umgebung des Flugzeugs entnommen und über einen Wärmetauscher mindestens einer zu bedruckenden und klimatisierenden Zone in der Flugzeugkabine zugeführt wird. Zonen mit unterschiedlichen Temperaturanforderungen sind dabei jeweils einem Zonen-Wärmetauscher zugeordnet, um eine der Temperaturanforderung entsprechende Zuluft in die jeweilige Zone auszugeben. Der Zonen-Wärmetauscher ist zum Kühlen der Zuluft zu den einzelnen Zonen durch Außenluft auf eine geforderte Einblastemperatur in einem Stauluftkanal enthalten.
Das Grundprinzip der Erfindung liegt darin, den notwendigen Luftmassenstrom über einen Kompressor bereitzustellen, der die Luft auf den Kabinendruck plus die zusätzlichen Druckverluste aufgrund der Durchströmung und Verteilung verdichtet. Dabei wird der zu komprimierende Luftmassenstrom über einen Stauluftkanal aus der Umgebung entnommen.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, dass die zur Bedruckung der Kabine und zur thermischen Konditionierung des erforderlichen Frischluftmassenstroms aufzuwendende Energie bedarfsgerecht in Form von elektrischer Energie und als Stauluftmassenstrom aus der Umgebung (Umgebung als Wärmesenke) bereitgestellt wird. Somit reduzieren sich die Verluste, wobei eine Optimierung der Triebwerke möglich ist, da keine Zapfluft entnommen wird. Insgesamt ist es somit möglich, den Kraftstoffbedarf zu reduzieren. Ferner werden Vorteile bei der Wartung erzielt, da das Zapfluftsystem gemäß dem Stand der Technik vollständig entfällt und das Luftsystem gemäß der Erfindung als ein kompaktes System eingebaut werden kann.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Luftsystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematische Ansicht des Luftsystems gemäß 1 mit einem Fließschema für einen Heizfall; und
3 eine schematische Ansicht des Luftsystems gemäß 1 mit einem Fließschema für den Kühlfall.
In den Figuren werden gleiche Komponenten mit gleichen Bezugsziffern versehen.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Luftsystems 1 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Luftsystem 1 enthält einen elektrischen Motor 2 zum Antreiben eines Kompressors 3. Der Kompressor 3 verdichtet Luft aus der Umgebung auf den Kabinendruck plus die zusätzlichen Druckverluste aufgrund der Durchströmung und Verteilung. Der notwendige Luftvolumenstrom ergibt sich aus dem maximalen Bedarf, welcher abhängig ist vom Kabinenlayout. Wird beispielsweise eine größere Kühlleistung bzw. Heizleistung erforderlich, kann der Motor 2 eine größere Leistung bereitstellen und den Luftdruck bzw. die Lufttemperatur erhöhen.
Das Luftsystem 1 in 1 enthält ferner eine Turbine 4, über die komprimierte Luft an einen Kondensator 5 zugeführt wird. Die Funktion der Turbine 4 wird später unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Das Luftsystem 1 enthält ferner eine Volumenstromregelung 6, um den vom Kompressor 3 gelieferten komprimierten Luftmassenstrom auf einen gewünschten Wert zu regeln, der in erster Linie vom Kabinenlayout abhängt. Das Volumenstromregelungsventil 6, das nach dem Kompressor 3 vorgesehen ist, dient zur Regelung des Volumenstroms in die Kabine (Zonen 10A–D). Alternativ kann dieses Ventil weggelassen werden und der Kompressor 3 mit verstellbarer Geometrie verwendet werden.
Wie in 1 gezeigt, ist zwischen dem Kondensator 5 und der Turbine 4 ein Zwischenwärmetauscher 7 angeordnet. Ein Luftmassenstrom vom Wärmetauscher 7 strömt beispielsweise über ein Druckregelungsventil 8 und Zonen-Temperaturregelungsventile 9 in verschiedene Zonen 10A–D in einer Flugzeugkabine. Über die Temperaturregelventile 9A– 9D kann eine entsprechende Fein-Regelung der Temperaturen für jede Zone 10A–10D unabhängig erreicht werden.
Wie in 1 gezeigt, enthält das Luftsystem 1 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ferner ein Haupttemperaturregelventil 11, das zwischen dem Kondensator 5 und einem Luftmischer 12 angeordnet ist, um den in den Luftmischer 12 strömenden Luftmassenstrom auf eine vorbestimmte Temperatur zu regeln.
1 zeigt ferner einen Stauluftkanal 13, in dem sich ein Hauptwärmetauscher 15 befindet, der beispielsweise einen Luftmassenstrom über das Haupttemperaturregelventil 11 an den Luftmischer 12 liefert. In dem Stauluftkanal 13 befinden sich ferner eine regelbare Stauluftklappe 16 und ein elektrisch angetriebener Stauluftventilator 17 zum Betreiben des Hauptwärmetauschers 15.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise parallel zu dem Stauluftkanal 13 ein zweiter Stauluftkanal 14 angeordnet, in dem sich gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vier Zonen-Wärmetauscher 18A–18D befinden, die den entsprechenden Zonen 10A–D zugeordnet sind. Der Stauluftkanal 14 enthält ähnlich wie der Stauluftkanal 13 eine regelbare Stauluftklappe 19 und einen elektrisch angetriebenen Stauluftventilator 20.
Um die Temperatur in den Zonen 10A–D unabhängig voneinander zu regeln, enthält das Luftsystem 1 Zonen-Temperaturregelventile 21A–D, die stromabwärtsseitig vom Luftmischer 12 angeordnet sind.
Das erfindungsgemäße Luftsystem enthält ferner einen Ozonkonverter 22, der vom Volumenstromregelungsventil 6 stromabwärtsseitig und vom Zwischenwärmetauscher 7 stromaufwärtsseitig angeordnet ist.
Ein Rückluftventilator 23 des Luftsystems 1, der stromaufwärtsseitig vom Luftmischer 12 angeordnet ist, liefert Luft von den Zonen 10A–D an den Luftmischer 12.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 2 und 3 verschiedene Betriebsfälle beschrieben.
2 zeigt ein Fließschema (dick gestrichelte Linien) für einen Betriebsfall, bei dem das Cockpit und der Kabinenraum beheizt werden (auch als Heizfall bezeichnet).
Wenn sich das Flugzeug am Boden befindet, wird der Kompressor 3 auf ausreichenden Volumenstrom gesteuert. Der Druckaufbau bzw. die Temperaturerhöhung ist so bemessen, dass die höchste Temperaturforderung aller Zonen 10A–10D erreicht wird und Strömungsverluste aufgefangen werden. Dieser Druckaufbau ist ökonomisch, da keine überschüssige Druckenergie erzeugt wird und nur geringe Wärmeenergie entsteht, die evtl. über Wärmetauscher an die Umgebung abgeführt werden muss.
Die zu hohe Temperatur der Zuluft, die aus der Verdichtung durch den Kompressor 3 resultiert, wird über den Stauluftkanal 13 am Hauptwärmetauscher 15 reduziert. Nach einer Mischung im Luftmischer 12 mit zugeführter Luft aus der Kabine über den Rückluftventilator 23 wird die gemischte Luft über die Zonen-Temperaturregelventile 21A–21D den Zonen- Wärmetauschern 18A–D zugeführt. Die Zonen-Temperaturregelventile 21A–D regeln über die Strömungsführung in den Zonen-Wärmetauschern 18A–D jede einzelne Zonentemperatur (im Beispiel vier getrennte Ströme für die vier Zonen 10A–D). In den Zonen-Wärmetauschern 18A–D wird die Zuluft zu den einzelnen Zonen durch Außenluft im Stauluftkanal 14 auf die geforderte Einblastemperatur gekühlt. Diese Regelung wird durch den elektrisch angetriebenen Stauluftventilator 20 und die regelbare Stauluftklappe 19 sowie durch die Zonen-Temperaturregelventile 21A–D realisiert. Inn 2 ist das Druckregelungsventil 8 in diesem Fall geschlossen. Bedarf eine Zone 10A–D weiterer Wärmeenergie, so ist dies durch Einspeisung heißer Luft über das Druckregelventil 8 und die Temperaturregelventile 9A–D weiterhin möglich.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 3 ein zweiter Fall beschrieben, bei dem sich das Flugzeug am Boden befindet und der Kabinenraum gekühlt werden muss (auch als Kühlfall bezeichnet). Das entsprechende Fließschema ist durch dick gestrichelte Linien in 3 gezeigt.
In diesem Kühlfall wird der Kompressor 3 auf ausreichenden Volumenstrom gesteuert. Der Druckaufbau bzw. die Temperaturerhöhung muss mindestens so bemessen sein, dass die niedrigste Temperaturforderung aller Zonen 10A–D erreicht werden kann und Strömungsverluste abgedeckt werden. Dieser Druckaufbau ist ökonomisch, da nur eine geringe, überschüssige Wärmeenergie entsteht, die über Wärmetauscher abgebaut werden muss.
Die Kühlung wird, soweit möglich, primär über die Wärmetauscher 15, 18A–18D bereitgestellt. Der Hauptwärmetauscher 15 regelt in diesem Fall auf die unterste geforderte Zonentemperatur, sofern dies aufgrund der zur Verfügung stehenden Umgebungstemperatur möglich ist. Nach Mischung mit zurückgeführter Luft aus der Kabine über den Rückluftventilator 23 wird die im Luftmischer 12 gemischte Luft über die Zonen-Temperaturregelventile 21A–D den Zonen-Wärmetauschern 18A–D zugeführt. Die Zonen-Wärmetauscher 18A–D erlauben eine weitere Kühlung der Zonen über die Zonen-Temperaturregelventile 21A–21D. Die Zonen, die einer höheren Einblastemperatur bedürfen, werden durch Heißluft erwärmt.
Kann die niedrigste Zonentemperatur allein durch die Stauluft-Wärmetauscher nicht erreicht werden, wird durch Schließung des Haupttemperaturregelventils 11, wie in 3 gezeigt, die Turbine 4 anteilig durchströmt. Der Kompressor 3 regelt in diesem Fall mit Hilfe des Motors 2 auf einen höheren Verdichtungsenddruck, so dass nach dem Hauptwärmetauscher 15 und der Entspannung in der Turbine 4 eine ausreichende Kühlleistung erzielt wird.
Die Zonen-Wärmetauscher 18A–D sind in diesem Fall weiter aktiv, solange eine weitere Kühlung der Mischluft über die Zonen-Temperaturregelventile 21A–D möglich ist. Die durchströmte Turbine 4 entlastet durch die technische Arbeit bei der Entspannung den Motor 2 und gewinnt somit Energie zurück.
Im Folgenden werden weitere Betriebsfälle beschrieben, die die Funktionsweise des Luftsystems 1 verdeutlichen sollen.
Wenn sich das Flugzeug in der Luft befindet und der Kabinenraum beheizt werden muss, wird der Kompressor 3 auf einen ausreichenden Volumenstrom und eine Kabinendruckforderung gesteuert. Der Druckaufbau bzw. die Temperaturerhöhung muss so bemessen sein, dass zunächst die Forderung für den Kabinendruck und wenn möglich die größte Temperaturforderung einer Zone erreicht wird und Strömungsverluste aufgefangen werden. Die Temperatur wird nach dem Hauptwärmetauscher 15, ähnlich wie beim oben beschriebenen Heizfall am Boden, auf die größte Temperaturforderung einer Zone geregelt.
Die Feinregelung geschieht wie in 2 über die Zonen-Temperaturregelventile 21A–D bzw. die Zonen-Wärmetauscher 18A–D. Bedarf eine Zone weiterer Wärmeenergie, so ist dies durch Einspeisung heißer Luft über das Druckregelventil 8 und die Temperaturregelventile 9A–D weiterhin möglich.
Für den Fall, dass das Flugzeug in der Luft ist und eine Kühlung des Kabinenraums durchgeführt werden muss, wird der Kompressor auf ausreichenden Volumenstrom und Kabinendruckforderung gesteuert. Der Druckaufbau bzw. die Temperaturerhöhung muss so bemessen sein, dass zunächst die Forderung für den Kabinendruck und wenn möglich die geringste Temperaturforderung einer Zone erreicht wird und Strömungsverluste aufgefangen werden.
Nach ISA-Standard wird eine Kühlung meistens mit Hilfe des Hauptwärmetauschers 15 und der Zonen-Wärmetauscher 18A–D durch Nutzung des Kältepotentials der Stauluft ohne weiteres möglich sein. Die Umgebungstemperaturen sinken beispielsweise von –4°C in 10.000 Fuß auf –56°C in 39.000 Fuß nach ISA-Standard ab. Diese Art der Regelung ist für das Betriebsverhalten sehr ökonomisch, da nur geringe Verluste auftreten. Ist keine ausreichende Kühlung möglich, wird die Turbine 4 über das Haupttemperaturregelventil 11 bei gleichzeitiger Druckerhöhung über den Kompressor 3 angesteuert und die Luft entspannt auf Kabinendruckniveau bis eine ausreichende Kühlung erzielt wird. Die Zonen-Wärmetauscher 18A–D sind auch in diesem Fall weiter aktiv, solange eine weitere Kühlung der Mischluft über die Zonen-Temperaturregelventile 21A–21D möglich ist.
Obwohl die Erfindung im Vorangegangenen unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Beispielsweise können mehr als vier Zonen bzw. Zonen-Wärmetauscher vorgesehen werden, wobei die Größe der Zonen-Wärmetauscher auf den Flugfall nach ISA-Standard ausgelegt werden kann. Die Betriebsfälle, in der die Anlage aktiv ist, können sich auf den Flug beziehen. Durch sehr kalte Umgebungstemperaturen von –56°C in einer Flughöhe von 40.000 Fuß ist eine ausreichende Wärmeübertragung auch schon über relativ kleine Wärmetauscherflächen möglich. Die Auslegung sollte daher, wenn möglich, auf ISA +23 (HOT) erfolgen, was –33°C bei 40.000 Fuß entspricht, um auch erhöhte Kühlleistungsanforderungen zu erfüllen.
Das unter Bezugnahme auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel beschriebene System kann ferner in einem weiteren Schritt um die Integration eines zusätzlichen Wärmetauschers in den Umluftmassenstrom ergänzt werden. Dieser Wärmetauscher kann sowohl vor als auch hinter dem Umluft-Ventilator angeordnet sein. Über diesen Wärmetauscher wird der Umluft Wärme entzogen, was zu einer Temperaturabsenkung führt. Dieser Wärmetauscher ist beispielsweise als Verdampfer ausgeführt, der Bestandteil einer Kaltdampf-Kompressions-Kältemaschine ist und die innerhalb des Druckrumpfes des Flugzeugs angeordnet sein kann. Durch diese Integration verringert sich die Eintrittstemperatur der Umluft in den Mischer. Dadurch kann die Temperatur des Frischluftmassenstroms in dem Mischer erhöht werden, um die gleiche Mischtemperatur wie bei Verzicht auf den beschriebenen Wärmetauscher im Umluftmassenstrom zu erreichen. Es kann somit der elektrische Leistungsbedarf an Kompressor und/oder der Stauluftmassenstrom reduziert werden. Gleichzeitig ist elektrische Energie zum Antrieb der Kaltdampf-Kompressions-Kältemaschine aufzuwenden, wobei der Wirkungsgrad einer Kompressions-Kältemaschine üblicherweise höher ist als der Wirkungsgrad eines offenen Kaltluft-Kälteprozesses. Dies bedeutet, dass die zur Bereitstellung der gleichen Kälteleistung aufzuwendende elektrische Energie bei der Kompressions-Kältemaschine geringer ist.
Ferner kann beispielsweise das unter Bezugnahme auf das bevorzugte Ausführungsbeispiel beschriebene System um einen weiteren Wärmetauscher in dem Umluftmassenstrom ergänzt werden, der Bestandteil eines zentralen Bordkühlsystems ist. Diese Anordnung nutzt ein bereits im Flugzeug integriertes Kühlsystem, wodurch Vorteile bezüglich des Energiebedarfs und des gesamten Systemgewichts erzielt werden können, da nicht von einer hundertprozentigen Gleichzeitigkeit des Kühlleistungsbedarfs ausgegangen werden muss. Der Kühlleistungsbedarf für Kühlung von Speisen und Getränken wird im Reiseflug zunehmend sinken, so dass überschüssige Kühlleistung für die Klimaanlage genutzt werden kann.

1: Luftsystem
2: elektrischer Motor
3: Kompressor
4: Turbine
5: Kondensator
6: Volumenstromregelung
7: Zwischenwärmetauscher
8: Druckregelungsventil
9: Temperaturregelventile
10: Zonen
11: Haupttemperaturregelventil
12: Luftmischer
13: Stauluftkanal
14: Stauluftkanal
15: Hauptwärmetauscher
16: regelbare Stauluftklappe
17: elektrischer Ventilator
18A–D: Zonen-Wärmetauscher
19: regelbare Stauluftklappe
20: elektrischer Ventilator
21A–D: Zonen-Temperaturregelventile
22: Ozonkonverter
23: Rückluftventilator

Claims

Luftsystem zur Bedruckung und Klimatisierung eines Cockpits und Kabinenraums von Flugzeugen, das Luftsystem aufweisend: einen Kompressor (3) zum Komprimieren eines Luftmassenstroms; und einen elektrischen Motor (2) zum Betreiben des Kompressors (3); wobei der zu komprimierende Luftmassenstrom über einen ersten Stauluftkanal (13) aus der Umgebung des Flugzeugs entnommen und über einen ersten Wärmetauscher (15) zu bedruckenden und klimatisierenden Zonen (10A–D) zugeführt wird; wobei Zonen (10A–D) mit unterschiedlichen Temperaturanforderungen jeweils einem weiteren Zonen-Wärmetauscher (18A–D) zugeordnet sind, um eine der Temperaturanforderung entsprechende Zuluft in die Zone (10A–D) auszugeben; und wobei jeweils der weitere Zonen-Wärmetauscher (18A–D) in einem weiteren Stauluftkanal (14) enthalten ist zum Kühlen der Zuluft zu den einzelnen Zonen (10A–D) durch Außenluft auf eine geforderte Einblastemperatur.
Luftsystem nach Anspruch 1, wobei der komprimierte Luftmassenstrom über einen Luftmischer (12) und ein Zonen-Temperaturregelventil (21A–D) an den Zonen-Wärmetauscher (18A–D) geliefert wird.
Luftsystem nach Anspruch 2, wobei der Luftmischer (12) den komprimierten Luftmassenstrom mit einem Rückluftmassenstrom von den Zonen (10A–D) mischt.
Luftsystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Luftmischer (12) im Heizfall auf die höchste Temperaturanforderung aller Zonen (18A–D) geregelt wird.
Luftsystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Stauluftkanal (13, 14) eine regelbare Stauluftklappe (16, 19) und einen elektrisch angetriebenen Stauluftventilator (17, 20) enthält.