Система кондиционирования воздуха салона воздушного судна

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА САЛОНА ВОЗДУШНОГО СУДНА(71) Заявители Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович Александров Анатолий Николаевич(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович Александров Анатолий Николаевич(73) Патентообладатели Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович Александров Анатолий Николаевич(57) Система кондиционирования воздуха салона воздушного судна, содержащая расположенные в салоне распределительные короба приточного воздуха, подключенные входами через обратный клапан к выходу глушителя шума, вход которого через первый регулятор давления воздуха подключен к первому выходу и через турбохолодильник, собирающий и распределительный коллекторы горячего воздуха рекуперативного теплообменника, второй регулятор давления воздуха дополнительно подключен ко второму выходу распределителя горячего воздуха, присоединенного входом через основной перекрывной кран к основному компрессору, отличающаяся тем, что она снабжена подсоединительным трубопроводом-воздуховодом дополнительным перекрывным краном и установленными на мобильной установке дополнительным компрессором и холодильной установкой, испаритель которой расположен в оборудованном входным и выходным патрубками корпусе теплообменника-охладителя приточного воздуха салона, а между полом и фюзеляжем воздушного судна выполнена дополнительная ниша с герметичной крышкой, при этом 79702012.02.28 присоединительный трубопровод-воздуховод расположен в фюзеляже судна и выходом и входом соответственно присоединен дополнительно ко входу глушителя шума и к выходу расположенного и герметично закрепленного в дополнительной нише дополнительного перекрывного крана, а к его входу через шланг-воздуховод с муфтой присоединен выход дополнительного компрессора, вход которого подключен к выходному патрубку приточного воздуха теплообменника-охладителя, входной патрубок приточного воздуха которого сообщен с наружной средой.(56) 1. Кузнецов А.Н. Основы конструкции и технической эксплуатации воздушных судов. М. Транспорт, 1990. - 249 с. 2. Кузнецов А.Н. Основы конструкции и технической эксплуатации воздушных судов. М. Транспорт, 1990. - 250 с. Предлагаемое техническое решение относится к системам кондиционирования воздуха герметичных салонов воздушных судов, летающих на больших высотах. Известна система кондиционирования воздуха салона воздушного судна 1. Известная система содержит приточный вентилятор и калорифер, работающий на топливе судна. Известная система работает следующим образом. Система обеспечивает обогрев и вентиляцию воздуха салона воздушного судна. Для этого приточный вентилятор подает непрерывно предварительный подогретый в калорифере наружный воздух в салон судна. Отработавший воздух выходит в атмосферу через неплотности фюзеляжа воздушного судна. В режиме вентиляции салона атмосферный воздух подается в салон через неработающий калорифер. При прогреве салона вентилятор забирает воздух из салона и снова подает его в салон через калорифер, где он подогревается до требуемой температуры. К недостатку известной системы кондиционирования воздуха следует отнести пониженную эффективность ее работы. Пониженная эффективность работы известной системы обусловлена тем, что она обеспечивает поддержание нормируемых температуры и газового состава воздуха салона воздушного судна, но не обеспечивает требуемое атмосферное давление воздуха в салоне в зависимости от высоты полета воздушного судна. Наиболее близкой к заявляемой конструкции системой кондиционирования воздуха салона воздушного судна является система, которая используется на воздушных суднах,осуществляющих полет на большой высоте и имеющих герметичный салон 2. Эта система содержит расположенные в салоне распределительные короба приточного воздуха, подключенные входами через обратный клапан к выходу глушителя шума, вход которого через первый регулятор давления присоединен к первому выходу и через турбохолодильник, собирающий и распределительный коллекторы горячего воздуха рекуперативного теплообменника, второй регулятор давления воздуха дополнительно подключен ко второму выходу распределителя горячего воздуха, присоединенного входом через перекрывной кран к компрессору авиадвигателя. Кроме того, система оборудована третьим регулятором давления воздуха, который установлен на трубопроводе выходного воздуха из салона. Эта система работает следующим образом при полете воздушного судна на высоте 1011 километров. Воздух с температурой 250300 С из компрессора двигателя через перекрывной кран и распределитель воздуха поступает к первому и второму регуляторам давления. Регуляторы обеспечивают на выходе постоянное давление, равное 3050 кПа. Горячий воз 2 79702012.02.28 дух с выхода второго регулятора давления сначала охлаждается в рекуперативном теплообменнике наружным воздухом, проходящим через теплообменник под дополнительном давлением, возникающим при движении воздушного судна с большой скоростью в атмосфере, а затем - в турбохолодильнике. После турбохолодильника охлажденный воздух и горячий воздух с выхода первого регулятора давления смешиваются в определенной пропорции и с заданной температурной через глушитель шума, обратный клапан и распределительные короба поступает в салон воздушного судна. Температура воздуха, поступающего в салон, регулируется распределителем воздуха, поступающего на входы первого и второго регуляторов давления. Приточный воздух, поступивший в салон, впитывает в себя вредные газы, поступающие в воздушную среду салона от людей и технологических процессов, и удаляется в атмосферу через третий регулятор давления, обеспечивающий требуемое давление воздуха в салоне в зависимости от высоты полета воздушного судна. К недостатку этой системы кондиционирования воздуха пассажирского салона судна следует отнести пониженную эффективность работы системы. Пониженная эффективность работы системы обусловлена тем, что она обеспечивает нормируемые параметры воздуха салона при движении воздушного судна на большой высоте и не создает комфортные условия для пассажиров во время их посадки в салон. Задачей предлагаемой полезной модели системы кондиционирования воздуха салона воздушного судна является повышение эффективности ее работы путем создания комфортных условий для пассажиров во время их посадки в салон. Поставленная задача решается тем, что система кондиционирования воздуха салона воздушного судна, содержащая расположенные в салоне распределительные короба приточного воздуха, подключенные входами через обратный клапан к выходу глушителя шума, вход которого через первый регулятор давления воздуха подключен к первому выходу и через турбохолодильник, собирающий и распределительный коллекторы горячего воздуха рекуперативного теплообменника, второй регулятор давления воздуха дополнительно подключен ко второму выходу распределителя горячего воздуха, присоединенного входом через основной перекрывной кран к основному компрессору, снабжена подсоединительным трубопроводом-воздуховодом, дополнительным перекрывным краном и установленными на мобильной установке дополнительным компрессором и холодильной установкой, испаритель которой расположен в оборудованном входным и выходным патрубками корпусе теплообменника-охладителя проточного воздуха салона, а между полом и фюзеляжем воздушного судна выполнена дополнительная ниша с герметичной крышкой, при этом присоединительный трубопровод-воздуховод расположен в фюзеляже судна и выходом и входом соответственно присоединен дополнительно ко входу глушителя шума и к выходу расположенного и герметично закрепленного в дополнительной нише дополнительного перекрывного крана, а к его входу через шланг-воздуховод с муфтой присоединен выход дополнительного компрессора, вход которого подключен к выходному патрубку приточного воздуха теплообменника-охладителя, входной патрубок приточного воздуха которого сообщен с наружной средой. Заявляемая система кондиционирования воздуха в салоне воздушного судна содержит расположенные в салоне 1 распределительные короба 2 приточного воздуха, присоединенные через обратный клапан 3 к выходу глушителя 4 шума, вход 5 которого через первый регулятор 6 давления воздуха подключен к первому выходу 7 и через турбохолодильник 8, собирающий и распределительный коллекторы 9, 10 горячего воздуха рекуперативного теплообменника 11, распределительный и собирающий коллекторы 12, 13 которого сообщены с наружной средой, второй регулятор 14 давления воздуха дополнительно подключен ко второму выходу 15 распределителя 16 горячего воздуха, присоединенного входом через основной перекрывной кран 17 к основному компрессору 18, приводимому во вращение авиадвигателем 19, при этом расходы горячего воздуха через регуляторы 6, 14 давления воздуха изменяются распределителем 16 воздуха, заслонка которого перемещается 3 79702012.02.28 мотор-редуктором 20, подключенным к выходу регулятора 21 температуры воздушной среды салона 1, датчики 22, 23 которого расположены в салоне 1. Для повышения эффективности работы система кондиционирования воздуха в салоне воздушного судна снабжена трубопроводом-воздуховодом 24, дополнительным перекрывным краном 25 и установленными на мобильной установке 26 дополнительным компрессом 27, который оборудован входным и выходным патрубками 28, 29 и приводится во вращении электродвигателем 30, и холодильной установкой 31, содержащий испаритель 32, расположенный в оборудованном входном и выходном патрубками 33, 34 корпусе теплообменника-охладителя 35 приточного воздуха салона 1, компрессор 36, приводимый во вращение электродвигателем 37, конденсатор 38, охлаждаемый наружным воздухом при помощи электровентилятора 39, и термовентиль 40, а между полом и фюзеляжем воздушного судна выполнена дополнительная ниша 41 с герметичной крышкой 42. При этом присоединительный трубопровод-воздуховод 24 расположен в фюзеляже судна и выходом и входом соответственно присоединен дополнительно ко входу 5 глушителя шума 4 и к выходу расположенного и герметично закрепленного в дополнительной нише 41 дополнительного перекрывного крана 25, а к его входу через шланг-воздуховод 43 с муфтой 44 присоединен выходной патрубок 29 дополнительного компрессора 27, входной патрубок 28 которого подключен к выходному патрубку 34 теплообменника-охладителя 35, входной патрубок 33 которого сообщен с наружной средой. Заявляемая система кондиционирования воздуха салона воздушного судна работает следующим образом. При полете на большой высоте система обеспечивает нормируемую температуру, газовый состав и давление воздуха в салоне воздушного судна. Для этого экипаж открывает основной перекрывной кран 17 (при закрытом дополнительном перекрывном кране 25) и горячий воздух из основного компрессора 18, приводимой во вращение авиадвигателем 19, поступает к распределителю воздуха 16, а из него - к регуляторам 6, 14 давления воздуха. Регуляторы 6, 14 обеспечивают постоянное давление воздуха на выходе, равное 3050 кПа. Горячий воздух с выхода первого регулятора 6 давления поступает на вход 5 глушителя шума 4, а горячий воздух с выхода второго регулятора 14 сначала охлаждается в рекуперативном теплообменнике 11 холодным наружным воздухом (-50-57 С), проходящим через теплообменник 11 под динамическим давлением наружного воздуха, возникающего при движении воздушного судна в атмосфере с большой скоростью, а затем дополнительно охлаждается в турбохолодильнике 8. После турбохолодильника 8 охлажденный воздух дополнительно поступает на вход 5 глушителя шума 4, где смешивается с горячим воздухом с выхода регулятора 6 давления воздуха и через глушитель 4 шума, обратный клапан 3 и распределительные короба 2 поступает в салон судна. Температура воздуха, поступающего в салон, регулируется изменением количества воздуха, направляемого распределителем 16 к регуляторам 6, 14 давления воздуха. Распределитель управляется как автоматически,так и вручную. Автоматическое управление осуществляется регулятором температуры 21,датчики 22 и 23 которого расположены в салоне 1. Воздух, поступивший в салон, впитывает в себя вредные газы, выделяемые пассажирами и технологическими процессами, и выбрасывается в наружную среду через воздуховод, оборудованный третьим регулятором давления (на фигуре не показан), который обеспечивает нормируемое давление воздуха в салоне в зависимости от высоты полета. При посадке пассажиров в воздушное судно заявляемая система кондиционирования воздуха в салоне судна создает комфортные условия следующим образом. К воздушному судну подъезжает мобильная установка 26, на которой установлены дополнительный компрессор 27 и холодильная установка 31. При неработающем авиадвигателе 19 и закрытом кране 17 техник открывает крышку 42 дополнительной ниши 41,присоединяет при помощи муфты 44 гибкий шланг-воздуховод 43 ко входу дополнитель 4 79702012.02.28 ного перекрывного крана 25 и открывает его. После этого техник подключает при помощи кабеля электрооборудование мобильной установки 26 к системе электроснабжения аэропорта. В холодный период года работает дополнительный компрессор 27, приводимый во вращение электродвигателем 30. Он протягивает наружный воздух через теплообменникохладитель 35 и через электрокалорифер, который установлен после дополнительного компрессора (на фигуре не показан), глушитель шума 4, обратный клапан 3 и через распределительные короба 2 подает предварительно подогретый в электрокалорифере воздух в салон воздушного судна. Требуемая температура в салоне судна достигается изменением теплопроизводительности электрокалорифера. Удаление приточного воздуха из салона осуществляется через воздуховод, оборудованный третьим регулятором давления. В переходной период дополнительный компрессор 27 подает наружный воздух в салон без подогрева. В теплый период года (в 20 С) работают дополнительный компрессор 27 и холодильная установка 31, при этом наружный воздух, подаваемый в салон компрессором 27,предварительно охлаждается в теплообменнике-охладителе 35, отдавая теплоту жидкому фреону, находящемуся в испарителе 32. Под действием теплоты воздуха жидкий фреон преобразуется в пар с отрицательной температурой (-40 С) и поступает в компрессор 36,приводимый во вращение электродвигателем 37. Компрессор 36 сжимает пары фреона,при этом давление паров повышается и увеличивается температура до 60 С, с выхода компрессора 36 пары фреона поступают в конденсатор 38, где охлаждаются воздухом,протягиваемым через конденсатор 38 электровентилятором 39, при этом пары фреона конденсируются и через термовентиль 40, служащий для понижения температуры жидкого фреона до -45 С, поступают в испаритель 32 холодильной установки 31. Далее процесс охлаждения наружного воздуха холодильной установкой повторяется. Охлажденный наружный воздух затем через глушитель 4 шума, обратный вентиль 3 и распределительные короба 2 поступает в салон 1. Удаление приточного воздуха из салона осуществляется через открытые двери салона. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой системы кондиционирования воздуха салона воздушного судна происходит достижение поставленной технической задачи - повышение эффективности работы системы путем создания комфортных условий для пассажиров во время их посадки в салон за счет оборудования системы установленными на мобильной установке дополнительным компрессором и холодильной установкой,а также присоединительным трубопроводом-воздуховодом и дополнительным перекрывным клапаном, выполнения между полом и фюзеляжем судна дополнительной ниши, а также соответствующего соединения дополнительного оборудования между собой и подключения к существующей системе кондиционирования воздуха салона воздушного судна. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5