Система кондиционирования воздуха пассажирского салона воздушного судна

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА ПАССАЖИРСКОГО САЛОНА ВОЗДУШНОГО СУДНА(71) Заявители Синяков Анатолий Леонидович Рипинский Антон Иванович Пляц Олег Михайлович(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Рипинский Антон Иванович Пляц Олег Михайлович(73) Патентообладатели Синяков Анатолий Леонидович Рипинский Антон Иванович Пляц Олег Михайлович(57) Система кондиционирования воздуха пассажирского салона воздушного судна, содержащая регулятор температуры, ко входу которого присоединены расположенные в воздушной среде салона датчики температуры, а к выходу - мотор-редуктор поворотной заслонки распределителя горячего воздуха, подключенного входом через перекрывной кран к выходу компрессора авиадвигателя и присоединенного двумя выходами соответственно через первый регулятор давления горячего воздуха к первому и через второй регулятор давления горячего воздуха, рекуперативный теплообменник и турбохолодильник ко второму входам смесителя холодного и горячего воздуха, к выходу которого через глушитель шума и обратный клапан подключены распределительные воздуховоды приточного воздуха, расположенные в салоне воздушного судна, с воздушной средой которого сообщен вход регулятора давления воздуха в салоне, к выходу которого через основные трубопроводы подключены мембранные коробки сообщенных входами с воздушной средой салона выпускных клапанов воздуха из салона, которые расположены вдоль продольных стен салона, отличающаяся тем, что снабжена фильтром для очистки от пыли удаляемого воздуха из салона, при этом выход фильтра сообщен со входом компрессора авиадвигателя, а к его входу через два дополнительных трубопровода, которые расположены вдоль продольных стен салона, присоединены выходы клапанов выпуска воздуха из салона.(56) 1. Кузнецов А.Н. Основы конструкции и технической эксплуатации воздушных судов. М. Транспорт, 1990. - С. 249. 2. Кузнецов А.Н. Основы конструкции и технической эксплуатации воздушных судов. М. Транспорт, 1990. - С. 250, 255-258. Предлагаемое техническое решение относится к системам кондиционирования воздуха герметичных пассажирских салонов воздушных судов, летающих на больших высотах. Известна система кондиционирования воздуха салона воздушного судна 1. Известная система содержит приточный вентилятор и теплокалорифер, работающий на топливе воздушного судна. Известная система работает следующим образом. Система обеспечивает обогрев и вентиляцию салона воздушного судна. Для этого приточный вентилятор подает непрерывно предварительно подогретый в теплокалорифере наружный воздух в салон воздушного судна. Отработанный воздух выходит в атмосферу через неплотности фюзеляжа воздушного судна. В режиме вентиляции салона атмосферный воздух подается в салон через неработающий теплокалорифер. При прогреве салона вентилятор забирает воздух из салона и снова подает его в салон через теплокалорифер, 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 нормируемой 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 системы кондиционирования воздуха пассажирского салона воздушного судна является система, которая используется на воздушных суднах, осуществляющих полет на высоте 9-11 км и имеющих герметичный салон 2. Эта система содержит расположенные в салоне распределительные воздуховоды приточного воздуха, подключенные входами через обратный клапан к выходу глушителя шума, вход которого через первый регулятор давления присоединен к первому выходу и через турбохолодильник, рекуперативный теплообменник, второй регулятор давления горячего воздуха подключен ко второму выходу распределителя горячего воздуха, присоединенного входом через перекрывной кран к компрессору авиадвигателя. Кроме того, система оборудована регулятором температуры, ко входу которого подключены расположенные в салоне датчики температуры, а к выходу - мотор-редуктор поворотной заслонки распределителя горячего воздуха, и регулятором давления воздуха в салоне, вход которого сообщен с воздушной средой салона, а к его выходу через два основных трубопровода присоединены входы мембранных коробок клапанов выпуска воздуха из салона, которые расположены вдоль продольных стен салона, при этом выходы и входы клапанов соответственно сообщены с наружной атмосферой и воздушной средой салона. Эта система работает следующим образом. Воздух с температурой 250-300 С от компрессора двигателя через перекрывной кран и распределитель горячего воздуха поступает к первому и второму регуляторам давления. Регуляторы обеспечивают на выходе постоянное давление горячего воздуха, равное 30-50 КПа. Горячий воздух с выхода второго регулятора давления сначала охлаждается в рекуперативном теплообменнике наружным воздухом, проходящим через теплообменник под динамическим давлением, возникающим при движении воздушного судна с большой скоростью в атмосфере, затем в турбохолодильнике. После турбохолодильника охлажденный воздух и горячий воздух с выхода пер 2 88582012.12.30 вого регулятора давления смешиваются в определенной пропорции и с требуемой температурой через глушитель шума, обратный клапан и распределительные воздуховоды поступает в салон воздушного судна. Температура воздуха, поступающего в салон,регулируется распределителем горячего воздуха, подающим воздух соответственно на входы первого и второго регуляторов давления. Автоматическое управление распределителем воздуха осуществляется регулятором температуры, датчики которого расположены в салоне. Приточный воздух, поступивший в салон, впитывает в себя вредные газы, поступающие в воздушную среду салона от людей и оборудования, и удаляется в атмосферу через клапаны выпуска воздуха, мембранные коробки которых через два трубопровода,которые расположены вдоль продольных стен салона, подключены к выходу регулятора давления воздуха в салоне. К недостатку этой системы следует отнести большие затраты тепловой энергии на создание микроклимата в салоне воздушного судна. Большие затраты тепловой энергии на создание микроклимата в пассажирском салоне воздушного судна обусловлены большими потерями теплоты с воздухом, который удаляется из салона в наружную атмосферу через выпускные клапаны. Так, для воздушного судна для 200 пассажиров потери теплоты с вентиляционным воздухом достигают 90-120 кВт при подаче системой кондиционирования приточного воздуха в салон не менее 24 кг/ч на пассажира. Задачей предлагаемой полезной модели системы кондиционирования воздуха пассажирского салона воздушного судна является снижение затрат тепловой энергии на создание микроклимата в пассажирском салоне воздушного судна. Поставленная техническая задача решается тем, что система кондиционирования воздуха пассажирского салона воздушного судна, содержащая регулятор температуры,ко входу которого присоединены расположенные в воздушной среде салона датчики температуры, а к выходу - мотор-редуктор поворотной заслонки распределителя горячего воздуха, подключенного входом через перекрывной кран к выходу компрессора авиадвигателя и присоединенного двумя выходами соответственно через первый регулятор давления горячего воздуха к первому и через второй регулятор давления горячего воздуха, рекуперативный теплообменник и турбохолодильник ко второму входам смесителя холодного и горячего воздуха, к выходу которого через глушитель шума и обратный клапан подключены распределительные воздуховоды приточного воздуха, расположенные в салоне воздушного судна, с воздушной средой которого сообщен вход регулятора давления воздуха в салоне, к выходу которого через основные трубопроводы подключены мембранные коробки сообщенных входами с воздушной средой салона выпускных клапанов воздуха из салона, которые расположены вдоль продольных стен салона, снабжена фильтром для очистки от пыли удаляемого воздуха из салона, при этом выход фильтра сообщен со входом компрессора авиадвигателя, а к его входу через два дополнительных трубопровода, которые расположены вдоль продольных стен салона, присоединены выходы клапанов выпуска воздуха из салона. Сущность заявляемой полезной модели системы кондиционирования воздуха пассажирского салона воздушного судна поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена функциональная схема системы на фиг. 2 - функциональная схема клапана выпуска воздуха из салона. Система кондиционирования воздуха пассажирского салона воздушного судна содержит регулятор 1 температуры, ко входу которого присоединены расположенные в воздушной среде салона 2 датчики 3 температуры, а к выходу - мотор-редуктор 4 поворотной заслонки распределителя 5 горячего воздуха, подключенного входом через перекрывной кран 6 к выходу 7 со входом 8 компрессора 9, приводимого во вращение авиадвигателем 10 и присоединенного двумя выходами соответственно через первый регулятор давления 11 горячего воздуха к первому и через второй регулятор 12 горячего воздуха, рекуперативный теплообменник 13 и турбохолодильник 14 ко второму входам смесителя 15 хо 3 88582012.12.30 лодного и горячего воздуха, к выходу которого через глушитель 16 шума и обратный клапан 17 подключены распределительные воздуховоды 18 приточного воздуха, расположенные в салоне 2 воздушного судна, с воздушной средой которого сообщен вход регулятора 19 давления воздуха в салоне 2, а к его выходу через два основных трубопровода 20 и 21 подключены входы мембранных коробок 22 клапанов 23 выпуска воздуха из салона 2,входы 24, 25 которых сообщены с воздушной средой салона, а установленные в них задвижки 26 присоединены к мембране 27. Для снижения затрат тепловой энергии на создание микроклимата в пассажирском салоне 2 воздушного судна система снабжена фильтром 28 для очистки от пыли удаляемого воздуха из салона 2, при этом ко входу фильтра 28 для очистки от пыли удаляемого воздуха из салона 2 через два дополнительных трубопровода 29, 30, которые расположены вдоль продольных стен салона 2, присоединены выходы клапанов 23 выпуска воздуха из салона 2, а выход фильтра 28 сообщен со входом 8 компрессора 9 авиадвигателя 10. Заявляемая система кондиционирования воздуха в пассажирском салоне работает следующим образом. При открытии крана 6 горячий воздух с выхода 7 компрессора 9, приводимого во вращение авиадвигателем 10, через распределитель 5 горячего воздуха поступает на входы регуляторов 11, 12 давления горячего воздуха, которые обеспечивают на входе постоянное давление воздуха 0,030,05 МПа. С выхода регулятора 11 горячий воздух с температурой 250300 С поступает на первый вход, а с выхода регулятора 12 горячий воздух проходит сначала через рекуперативный теплообменник 13, где охлаждается наружным воздухом с температурой - 50 С, проходящим через теплообменник 13 под динамическим давлением, возникающим при движении воздушного судна на высоте 911 км, затем проходит через турбохолодильник 14, где дополнительно охлаждается, и поступает на второй вход смесителя 15 горячего и холодного воздуха. С выхода смесителя 15 воздух с требуемой температурой через глушитель 16 шума, обратный клапан 17 и распределительные воздуховоды 18 поступает в пассажирский салон 2 воздушного судна. Температура воздуха, поступающего в салон 2, регулируется регулятором 1 температуры, изменяющим расходы горячего воздуха с выходов распределителя 5 горячего воздуха при помощи заслонки распределителя, перемещаемой мотор-редуктором 4, который подключен к выходу регулятора 1 температуры. Приточный воздух, поступающий в салон 2 воздушного судна, впитывает в себя водяные пары и вредные газы, поступающие в воздушную среду салона 2 от пассажиров и технологического оборудования, и через выпускные клапаны 23 и фильтр 28 очистки от пыли поступает на вход 8 компрессора 9, приводимого во вращение авиадвигателем 10. При этом расход воздуха через фильтр 28 регулируется регулятором 19 давления воздуха в салоне 2, изменяющим положения задвижек 26 выпускных клапанов 23 путем изменения давления в мембранных камерах 22, которые через основные трубопроводы 20, 21,расположенные вдоль продольных стен салона 2, подключены к выходу регулятора 19,изменяющего выпуск воздуха в зависимости от требуемого давления воздуха в салоне 2. К достоинству заявляемой системы кондиционирования воздуха в пассажирском салоне следует отнести уменьшение затрат тепловой энергии на создание микроклимата в салоне за счет ликвидации потерь теплоты с воздухом, который удаляется из салона, путем его очистки от пыли фильтром и подачи на вход компрессора авиадвигателя. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой системы кондиционирования воздуха в пассажирском салоне воздушного судна происходит достижение поставленной технической задачи - снижение затрат тепловой энергии на создание микроклимата в салоне за счет очистки от пыли удаляемого воздуха из салона и подачи его на вход компрессора авиадвигателя благодаря оборудованию системы фильтром очистки воздуха от пыли,выход которого сообщен с входом компрессора авиадвигателя, а ко входу через дополнительные трубопроводы, расположенные вдоль продольных стен салона, присоединены выходы клапанов выпуска воздуха из салона, которые управляются регулятором давления воздуха в салоне. 4 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5