[发明专利]一种环控系统余热制冷装置

说明书

本发明公开了一种环控系统余热制冷装置，属于飞机环控系统设计技术领域。包括压气机一端与初级散热器热边连接，另一端依次与次级散热器、回热器及冷凝分离器的热边连接，气体经冷凝分离器的降温干燥后流回回热器的冷边，且回热器的冷边依次与涡轮及冷凝分离器冷边连接；工质泵挤压工质管路的有机工质依次流过次级散热器、初级散热器的冷边、工质涡轮及工质冷凝器的热边；压缩机压缩制冷剂依次流过制冷剂冷凝器热边、膨胀阀及蒸发器冷边，压缩机驱动工质涡轮工作；涡轮驱动压气机从发动机气源引气进入初级散热器，经蒸发器的热边后流入座舱。本发明利用有机工质制冷组件利用环控系统余热做功驱动蒸发循环制冷组件，使得飞机的能量得到综合利用。

技术领域

本发明属于飞机环控系统设计技术领域，具体涉及一种环控系统余热制冷装置。

背景技术

目前国内外飞机环控系统广泛采用空气制冷技术，主要有涡轮风扇式、涡轮压气机式、三轮式及四轮式等型式。

上述空气制冷型式均需飞机冲压空气的冷却，一方面冲压进气口使得飞机阻力增加，性能代偿损失增大；另一方面环控系统热路空气被冲压空气冷却后排入大气，余热没有得到有效利用，造成飞机能源浪费。

发明内容

本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种环控系统余热制冷装置，利用有机工质制冷组件有效利用环控系统余热做功驱动蒸发循环制冷组件，减少冲压空气量、降低飞机阻力，减少飞机性能代偿损失，使得飞机的能量得到综合利用，提高飞机的经济性，降低运营成本。

本发明的技术方案：一种环控系统余热制冷装置，包括发动机气源、初级散热器、次级散热器、空气涡轮制冷组件、有机工质制冷组件及蒸发循环制冷组件；

所述空气涡轮制冷组件包括压气机、回热器、冷凝分离器及涡轮；

所述压气机一端与初级散热器热边连接，另一端依次与次级散热器的热边、回热器的热边及冷凝分离器的热边连接，气体经冷凝分离器的降温干燥后流回回热器的冷边，且所述回热器的冷边依次与涡轮及冷凝分离器冷边连接；

所述有机工质制冷组件包括工质泵、工质涡轮及工质冷凝器，工质泵挤压工质管路的有机工质依次流过所述次级散热器的冷边、初级散热器的冷边、工质涡轮及工质冷凝器的热边；

所述蒸发循环制冷组件包括蒸发器、压缩机、制冷剂冷凝器、膨胀阀，所述压缩机压缩制冷剂依次流过制冷剂冷凝器热边、膨胀阀及蒸发器冷边，所述压缩机通过联接轴驱动工质涡轮工作；

所述涡轮通过联接轴驱动压气机从发动机气源引气进入初级散热器，经蒸发器的热边后流入座舱。

优选地，所述工质冷凝器热边与所述制冷剂冷凝器热边布置在冲压空气的进口处。

优选地，所述冷凝分离器的热边与所述回热器的冷边之间的管路设置有水分离器。

优选地，所述水分离器的分离水通过管路输送到冲压空气的进口处，同冲压空气一并对工质冷凝器热边与所述制冷剂冷凝器热边进行冷却。

优选地，所述发动机气源与所述初级散热器热边的连接管路上设置有压力调节活门。

优选地，所述初级散热器热边与所述压气机连接管路上设置有流量调节活门。

本发明技术方案的有益技术效果：本发明提供的环控系统余热制冷装置与传统空气制冷装置相比，一方面减少冲压空气量，降低飞机阻力，减少飞机性能代偿损失；另一方面有机工质制冷组件有效利用环控系统余热做功驱动蒸发循环制冷组件。综合效果使得飞机的能量得到综合利用，提高飞机的经济性，降低运营成本。

附图说明

图1为本发明一种环控系统余热制冷装置的一优选实施例的结构组成示意图。