Система охлаждения для охлаждения тепловой нагрузки на борту воздушного судна и способ работы такой системы



Система охлаждения для охлаждения тепловой нагрузки на борту воздушного судна и способ работы такой системы
Система охлаждения для охлаждения тепловой нагрузки на борту воздушного судна и способ работы такой системы

 


Владельцы патента RU 2429992:

ЭЙРБАС ОПЕРЕЙШНЗ ГМБХ (DE)

Группа изобретений относится к технике обработки воздуха в помещениях воздушного судна. Система охлаждения, предназначенная для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна, содержит охлаждающее устройство. Имеется первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, который термически соединен с охлаждающим устройством и присоединен к первой тепловой нагрузке с целью отведения от нее тепла. Имеется второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, который присоединен ко второй тепловой нагрузке с целью отведения от нее тепла. Соединительная система системы охлаждения выполнена с возможностью обеспечения, по выбору, термического соединения первого контура циркуляции текучей среды хладоносителя со вторым контуром текучей среды хладоносителя или термического отсоединения первого контура циркуляции текучей среды хладоносителя от второго контура циркуляции текучей среды хладоносителя. В способе работы такой системы охлаждения для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя по выбору термически соединяют со вторым контуром циркуляции текучей среды хладоносителя или термически отсоединяют от второго контура циркуляции текучей среды хладоносителя посредством соединительной системы. Группа изобретений позволяет энергоэффективно охлаждать тепловые нагрузки, находящиеся на различных уровнях температуры. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе охлаждения для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна, которая содержит охлаждающее устройство, первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, который термически соединен с охлаждающим устройством и присоединен к первой тепловой нагрузке с целью отведения тепла от первой тепловой нагрузки, и второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, который присоединен ко второй тепловой нагрузке с целью отведения тепла от второй тепловой нагрузки. Кроме того, изобретение относится к способу работы такой системы охлаждения.

Уровень техники

Известная система охлаждения, подходящая для использования на борту воздушного судна, содержит центральное охлаждающее устройство, которое термически соединяется с контуром циркуляции текучей среды хладоносителя, для того, чтобы отводить тепло от множества тепловых нагрузок, параллельно присоединенных к контуру циркуляции текучей среды хладоносителя. Тепловые нагрузки могут находиться на различных уровнях температур, в зависимости от рабочего состояния, так что теплопередача от тепловых нагрузок к контуру циркуляции текучей среды хладоносителя может происходить на различных уровнях температур. Поэтому, чтобы гарантировать надлежащее функционирование всей системы, уровень рабочей температуры охлаждающего устройства всегда должен выбираться так, чтобы тепловые нагрузки, которые находятся на низком уровне температуры, тоже достаточно охлаждались. Таким образом, охлаждающее устройство вынуждено работать на энергетически неблагоприятном, низком уровне рабочей температуры, следовательно, с относительно низкой производительностью.

Еще одна известная система охлаждения для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна содержит первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, который отводит тепло от тепловых нагрузок, находящихся на низком уровне температуры, к охлаждающему устройству. Охлаждающее устройство передает тепло, отведенное первым контуром циркуляции текучей среды хладоносителя, во второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, который служит для того, чтобы отводить тепло от тепловых нагрузок, которые находятся на относительно высоком уровне температуры. Во втором контуре циркуляции текучей среды хладоносителя располагается теплообменник, который отдает в окружающую среду тепло, отводимое от всей системы. Для того чтобы обеспечить надлежащее функционирование всей системы также и при высоких температурах окружающего воздуха, второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя должен поддерживаться на относительно высоком уровне температуры. По этой причине необходимо эксплуатировать охлаждающее устройство при энергетически неблагоприятном, высоком уровне рабочей температуры на стороне, отдающей тепло, а значит, с относительно низкой производительностью. Вследствие технического ограничения по максимальной рабочей температуре охлаждающего устройства и дополнительных тепловых нагрузок, вводимых во второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, надлежащую работу всей системы при очень высоких температурах окружающего воздуха обеспечить невозможно.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения заключается в том, чтобы обеспечить систему охлаждения для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна, которая позволяет охлаждать тепловые нагрузки, находящиеся на различных уровнях температуры, энергоэффективным способом.

Для решения вышеупомянутой задачи соответствующая данному изобретению система охлаждения для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна, которая включает в себя охлаждающее устройство, первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, который термически соединен с охлаждающим устройством и присоединен к первой тепловой нагрузке с целью отведения тепла от первой тепловой нагрузки, и второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, который присоединен ко второй тепловой нагрузке с целью отведения тепла от второй тепловой нагрузки, содержит соединительную систему, которая выполнена с возможностью селективного (по выбору) обеспечения термического соединения первого контура циркуляции текучей среды хладоносителя со вторым контуром циркуляции текучей среды хладоносителя или термического отсоединения первого контура циркуляции текучей среды хладоносителя от второго контура циркуляции текучей среды хладоносителя. Другими словами, в случае системы охлаждения, соответствующей данному изобретению, соединительная система служит для того, чтобы, по мере необходимости, создавать или прерывать термическое соединение между первым и вторым контурами циркуляции текучей среды хладоносителя.

В случае соответствующей данному изобретению системы охлаждения, которая по выбору обеспечивает термическое соединение и разъединение первого и второго контуров циркуляции текучей среды хладоносителя, можно при высоких температурах окружающего воздуха использовать охлаждающее устройство, соединенное с первым контуром циркуляции текучей среды хладоносителя, также и для охлаждения второго контура циркуляции текучей среды хладоносителя. Это представляет особое преимущество тогда, когда из-за высоких температур окружающего воздуха отвести достаточное количество тепла от второго контура циркуляции текучей среды хладоносителя в окружающую среду невозможно. В отличие от этого при средних температурах окружающего воздуха путем разъединения первого и второго контуров циркуляции текучей среды хладоносителя посредством охлаждающего устройства можно охлаждать только первую тепловую нагрузку, присоединенную к первому контуру циркуляции текучей среды хладоносителя. В отличие от этого, вторую тепловую нагрузку, присоединенную ко второму контуру циркуляции текучей среды хладоносителя, можно охлаждать, например, путем отвода тепла в окружающую среду. И, наконец, при низких температурах окружающего воздуха, посредством соединения первого и второго контуров циркуляции текучей среды хладоносителя для охлаждения первого контура циркуляции текучей среды хладоносителя можно использовать второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя. В результате, охлаждающее устройство, присоединенное к первому контуру циркуляции текучей среды хладоносителя, можно выключить или, по меньшей мере, разгрузить. Вследствие этого при понижении температур окружающего воздуха удается повысить эффективность использования энергии для всей системы, соответствующей данному изобретению. Помимо этого, даже при очень высоких температурах окружающего воздуха оба контура циркуляции текучей среды хладоносителя гарантированно выполняют функцию охлаждения.

В качестве охлаждающего устройства в системе охлаждения, соответствующей данному изобретению, может применяться холодильная машина с процессом холодного пара. Такая установка обычно содержит контур циркуляции холодильного агента, в котором устанавливаются дроссельный вентиль и компрессор. Предпочтительно, чтобы охлаждающее устройство содержало конденсатор, который устанавливается в контуре циркуляции холодильного агента и служит для того, чтобы отводить тепло в окружающую среду. Для обеспечения термического соединения охлаждающего устройства с первым контуром циркуляции текучей среды хладоносителя предпочтительно, чтобы охлаждающее устройство имело испаритель, который присоединяется к первому контуру циркуляции текучей среды хладоносителя. Как пример, текучая среда хладоносителя, протекающая через первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, проводится через испаритель охлаждающего устройства с тем, чтобы отводить тепло от первого контура циркуляции текучей среды хладоносителя и, тем самым, от первой тепловой нагрузки.

В качестве текучей среды хладоносителя в системе охлаждения, соответствующей данному изобретению, предпочтительно применять жидкий хладоноситель. В качестве альтернативы, однако, возможно использование двухфазной или газообразной текучей среды хладоносителя. Для обеспечения циркуляции текучей среды хладоносителя через первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя в первом контуре циркуляции текучей среды хладоносителя может устанавливаться транспортирующее устройство, сконструированное, например, в виде насоса. Предпочтительно, чтобы циркуляция текучей среды хладоносителя, протекающего через второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, аналогичным образом обеспечивалась при помощи транспортирующего устройства, сконструированного, например, в виде насоса.

В предпочтительном варианте осуществления системы охлаждения, соответствующей изобретению, соединительная система содержит первый клапан, который расположен в первом контуре циркуляции текучей среды хладоносителя. Предпочтительно, чтобы первый клапан был выполнен с возможностью, по выбору, проведения текучей среды хладоносителя, протекающей через первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, через первую обводную линию или приведения ее в термический контакт с текучей средой хладоносителя, протекающей через второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя. В качестве альтернативы этому решению, соединительная система может также содержать первый клапан, который установлен во втором контуре циркуляции текучей среды хладоносителя и выполнен с возможностью, по выбору, проведения текучей среды хладоносителя, протекающей через второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, через первую обводную линию или приведения ее в термический контакт с текучей средой хладоносителя, протекающей через первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя.

Предпочтительно, чтобы первый клапан, который расположен в первом или втором контуре циркуляции текучей среды хладоносителя, был сконструирован в виде трехходового клапана с тем, чтобы он также мог частично проводить текучую среду хладоносителя, протекающую через первый или второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, частично через первую обводную линию, а частично приводить ее в термический контакт с текучей средой хладоносителя, протекающей через соответствующий другой контур циркуляции текучей среды хладоносителя. Кроме того, предпочтительно, чтобы первый клапан имел переменное поперечное сечение потока с тем, чтобы можно было по желанию регулировать соотношение объемного расхода через первую обводную линию потока текучей среды хладоносителя, протекающей через первый или второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, и объемного расхода потока текучей среды хладоносителя, протекающей через первый или второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя и приводимой в термический контакт с текучей средой хладоносителя в соответствующем другом контуре циркуляции текучей среды хладоносителя.

Предпочтительно, чтобы соединительная система системы охлаждения, соответствующей данному изобретению, дополнительно содержала первый теплообменник, который присоединен ко второму контуру циркуляции текучей среды хладоносителя и может по выбору присоединяться к первому контуру циркуляции текучей среды хладоносителя или же отсоединяться от него при помощи первого клапана. В качестве альтернативы этому решению, соединительная система системы охлаждения, соответствующей данному изобретению, может содержать также первый теплообменник, который присоединен к первому контуру циркуляции текучей среды хладоносителя и может по выбору присоединяться ко второму контуру циркуляции текучей среды хладоносителя или же отсоединяться от него при помощи первого клапана.

Первый теплообменник обеспечивает непрямое термическое соединение между первым и вторым контурами циркуляции текучей среды хладоносителя. Такое расположение позволяет, например, использовать первый и второй контуры циркуляции текучей среды хладоносителя с разными текучими средами хладоносителя, при необходимости. Помимо этого первый и второй контуры циркуляции текучей среды хладоносителя гидравлически изолированы друг от друга, что обеспечивает повышенную надежность в случае утечки в одном контуре циркуляции текучей среды хладоносителя, благодаря наличию независимого от него другого контура циркуляции текучей среды хладоносителя.

В альтернативном варианте осуществления системы охлаждения, соответствующей данному изобретению, можно обойтись без первого теплообменника для обеспечения термического соединения между первым и вторым контурами циркуляции текучей среды хладоносителя. Вместо этого соединительная система в альтернативном варианте осуществления системы охлаждения, соответствующей данному изобретению, имеет первую соединительную линию, которая присоединяется к первому клапану, и вторую соединительную линию, которая присоединяется ко второму клапану. Посредством первой и второй соединительных линий, которые могут быть по выбору открыты или перекрыты при помощи первого и второго клапанов соответственно, первый и второй контуры циркуляции текучей среды хладоносителя могут соединяться друг с другом. Таким способом обеспечивается возможность непосредственного соединения первого и второго контуров циркуляции текучей среды хладоносителя, так что первый и второй контуры циркуляции текучей среды хладоносителя могут быть соединены с образованием единого контура циркуляции текучей среды хладоносителя.

По сравнению с соединительной системой, содержащей первый теплообменник, соединительная система, содержащая только первую и вторую соединительные линии, а также первый и второй клапаны, имеет простую и легкую конструкцию, так что по сравнению с соединительной системой, содержащей первый теплообменник, здесь возможна экономия веса. Однако соединительная система, которая осуществляет непосредственное гидравлическое соединение первого и второго контуров циркуляции текучей среды хладоносителя, может применяться только тогда, когда в первом и втором контурах циркуляции текучей среды хладоносителя используется одна и та же текучая среда хладоносителя.

Первый и второй клапаны предпочтительно сконструированы в виде трехходовых клапанов с переменным поперечным сечением потока. Тогда текучая среда хладоносителя, протекающая через первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, может, например, проводиться частично через первую обводную линию, а частично - через первую соединительную линию во второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, причем объемные расходы потоков, проведенных, соответственно, в первую обводную линию и во второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, могут особым образом регулироваться.

Во втором контуре циркуляции текучей среды хладоносителя предпочтительно расположен третий клапан, который выполнен с возможностью проведения текучей среды хладоносителя, протекающей через второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, по выбору через второй теплообменник и/или вторую обводную линию. Предпочтительно, чтобы третий клапан также был сконструирован в виде трехходового клапана с переменным поперечным сечением потока с тем, чтобы текучая среда хладоносителя, протекающая через второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, также частично могла проводиться через второй теплообменник, а частично - через вторую обводную линию. Предпочтительно, чтобы второй теплообменник был выполнен с возможностью отведения тепла от второго контура циркуляции текучей среды хладоносителя в окружающую среду. Следовательно, предпочтительно, чтобы третий клапан управлялся в зависимости температуры окружающего воздуха и в зависимости от количества тепла, вырабатываемого тепловой нагрузкой, расположенной во втором контуре циркуляции текучей среды хладоносителя.

В случае способа работы вышеописанной системы охлаждения для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна, соответствующего данному изобретению, первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя по выбору термически соединяют со вторым контуром циркуляции текучей среды хладоносителя или термически отсоединяют от второго контура циркуляции текучей среды хладоносителя посредством соединительной системы.

Предпочтительно, чтобы текучая среда хладоносителя, протекающая через первый или второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, по выбору проводилась через первую обводную линию или приводилась в термический контакт с текучей средой хладоносителя, протекающей через второй или первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, посредством первого клапана, который расположен в первом или втором контуре циркуляции текучей среды хладоносителя.

Первый теплообменник, который присоединен к первому контуру циркуляции текучей среды хладоносителя, по выбору присоединяют ко второму или первому контуру циркуляции текучей среды хладоносителя или отсоединяют от них при помощи первого клапана.

В качестве альтернативы этому решению первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя может также по выбору присоединяться ко второму контуру циркуляции текучей среды хладоносителя или отсоединяться от него при помощи первого клапана, который присоединен к первой соединительной линии, и при помощи второго клапана, который присоединен ко второй соединительной линии.

В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению способа работы системы охлаждения для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна текучую среду хладоносителя, протекающую через второй контур циркуляции текучей среды хладоносителя, по выбору проводят через второй теплообменник и/или вторую обводную линию посредством третьего клапана, который расположен во втором контуре циркуляции текучей среды хладоносителя.

Краткое описание чертежей

Далее следует более подробное описание двух предпочтительных примеров осуществления соответствующей данному изобретению системы охлаждения для охлаждения тепловых нагрузок на борту воздушного судна, со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, в которых:

Фиг.1 показывает первый вариант осуществления системы охлаждения, соответствующей данному изобретению.

Фиг.2 показывает второй вариант осуществления системы охлаждения, соответствующей данному изобретению.

Осуществление изобретения

Фиг.1 показывает первый пример осуществления системы охлаждения 10, подходящей для использования на борту воздушного судна. Система охлаждения 10 содержит охлаждающее устройство 12, которое сконструировано в виде холодильной машины с процессом холодного пара, и имеет контур 14 циркуляции холодильного агента, в котором расположены дроссельный вентиль 16 и компрессор 18. В контуре 14 циркуляции холодильного агента охлаждающего устройства 12 расположен также конденсатор 20, который служит для того, чтобы отводить тепло в окружающую среду.

К первому контуру 24 циркуляции текучей среды хладоносителя присоединяется испаритель 22 охлаждающего устройства 12, причем текучая среда хладоносителя, протекающая через первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, проводится через испаритель 22 с целью передачи тепла от первого контура 24 циркуляции текучей среды хладоносителя к охлаждающему устройству 12. Текучая среда хладоносителя, протекающая через первый контур циркуляции текучей среды хладоносителя, транспортируется через первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя посредством первого насоса 26 с целью отведения тепла от первой тепловой нагрузки 28, расположенной в первом контуре 24 циркуляции текучей среды хладоносителя.

Система охлаждения 10 дополнительно содержит второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, в котором циркуляция текучей среды хладоносителя обеспечивается посредством второго насоса 32 с целью отведения тепла от второй тепловой нагрузки 34. Уровень температуры второй тепловой нагрузки 34 выше, чем уровень температуры первой тепловой нагрузки 28.

Текучая среда хладоносителя, циркулирующая во втором контуре 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, проводится через первый теплообменник 36. В отличие от этого первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, соединенный с охлаждающим устройством 12, можно по выбору присоединять к первому теплообменнику 36 или отсоединять от него. С этой целью первый трехходовой клапан 38 располагается в первом контуре 24 циркуляции текучей среды хладоносителя вниз по потоку от первого насоса 26. Первый трехходовой клапан 38 служит для того, чтобы проводить текучую среду хладоносителя, протекающую через первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, по выбору через первый теплообменник 36 или через первую обводную линию 40.

Первый теплообменник 36, первый трехходовой клапан 38 и первая обводная линия 40 образуют, таким образом, соединительную систему, которая по выбору термически соединяет первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя со вторым контуром 30 циркуляции текучей среды хладоносителя или термически отсоединяет ее от второго контура 30 циркуляции текучей среды хладоносителя. Первый трехходовой клапан 38 имеет переменное поперечное сечение потока с тем, чтобы можно было проводить текучую среду хладоносителя, протекающую через первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, частично через первый теплообменник 36, а частично через первую обводную линию 40, причем соотношение объемных расходов, соответственно, через первый теплообменник 36 и первую обводную линию 40, потоков текучей среды хладоносителя, протекающей через первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, может регулироваться в соответствии с требованиями.

Во втором контуре 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, вниз по потоку от насоса 32, располагается дополнительный трехходовой клапан 42, который проводит текучую среду хладоносителя, протекающую через второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, по выбору через второй теплообменник 44 или через вторую обводную линию 46. Второй теплообменник 44 служит для того, чтобы отводить тепло от второго контура 30 циркуляции текучей среды хладоносителя и, таким образом, от второй тепловой нагрузки 34 в окружающую среду. Дополнительный трехходовой клапан 42 также имеет переменное поперечное сечение потока с тем, чтобы можно было проводить текучую среду хладоносителя, протекающую через второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, частично через второй теплообменник 44, а частично через вторую обводную линию 46, причем соотношение объемных расходов, соответственно, через второй теплообменник 44 и вторую обводную линию 46, потоков текучей среды хладоносителя, протекающей через второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, также может регулироваться в соответствии с требованиями, путем соответствующего управления дополнительным трехходовым клапаном 42.

В нижеследующем тексте разъясняется функционирование системы охлаждения, показанной на Фиг.1. Если температура окружающего воздуха достаточно низкая, то тепло, выработанное второй тепловой нагрузкой 34, может отводиться в окружающую среду через второй теплообменник 44 путем соответствующего управления дополнительным трехходовым клапаном 42. В этом случае во втором контуре 30 циркуляции текучей среды хладоносителя устанавливается определенная температура потока.

В ходе этой рабочей фазы системы охлаждения 10 первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя отделен от второго контура 30 циркуляции текучей среды хладоносителя путем соответствующего управления дополнительным трехходовым клапаном 38. Другими словами, текучая среда хладоносителя, циркулирующая в первом контуре 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, проводится исключительно через первую обводную линию 40. Во время этой рабочей фазы системы охлаждения 10 рабочая температура охлаждающего устройства 12 может быть приспособлена к относительно низкому уровню температуры первой тепловой нагрузки 28. В результате становится возможной особенно энергоэффективная работа охлаждающего устройства 12.

При более высоких температурах окружающего воздуха может отсутствовать возможность отведения достаточного количества тепла от второго контура 30 циркуляции текучей среды теплоносителя через второй теплообменник 44. Как следствие, температура потока во втором контуре 30 циркуляции текучей среды хладоносителя повышается. Если вследствие увеличившейся температуры потока во втором контуре 30 циркуляции текучей среды хладоносителя становится невозможным обеспечение надлежащего отвода тепла от второй тепловой нагрузки 34, то второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя через первый теплообменник 36 может быть термически соединен с первым контуром 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, имеющим более низкий уровень температуры.

С этой целью первый трехходовой клапан 38 управляется таким образом, что первая обводная линия 40 частично или полностью закрывается, и текучая среда хладоносителя, циркулирующая в первом контуре 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, проводится через первый теплообменник 36. Благодаря этому избыточное тепло через первый теплообменник 36 может передаваться от второго контура 30 циркуляции текучей среды хладоносителя в первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя. Полное перекрытие первой обводной линии 40 первым трехходовым клапаном 38 особенно требуется тогда, когда температура окружающего воздуха выше, нежели температура текучей среды хладоносителя, протекающей через второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, на входе во второй теплообменник 44.

В отличие от этого при достаточно низкой температуре окружающего воздуха уровень температуры во втором контуре 30 циркуляции текучей среды хладоносителя можно опустить ниже уровня температуры в первом контуре 24 циркуляции текучей среды хладоносителя. С этой целью дополнительный трехходовой клапан 42 управляется таким образом, что текучая среда хладоносителя, протекающая через второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, преимущественно или полностью проводится через второй теплообменник 44. Когда уровень температуры во втором контуре 30 циркуляции текучей среды хладоносителя находится ниже уровня температуры в первом контуре 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, отводить тепло от первой тепловой нагрузки 28 в окружающую среду можно также через второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя и второй теплообменник 44 при помощи соответствующего термического соединения первого 24 и второго 30 контуров циркуляции текучей среды хладоносителя через первый теплообменник 36. Благодаря этому можно разгрузить охлаждающее устройство 12.

Второй пример осуществления системы охлаждения 10, показанный на Фиг.2, отличается от схемы, проиллюстрированной на Фиг.1, в основном тем, что он позволяет обойтись без теплообменника для создания термического соединения между первым 24 и вторым 30 контурами циркуляции текучей среды хладоносителя. Вместо этого соединительная система системы охлаждения 10 содержит, помимо первого трехходового клапана 38 и первой обводной линии 40, первую соединительную линию 48, которая присоединяется к первому трехходовому клапану 38, второй трехходовой клапан 50 и вторую соединительную линию 52, которая присоединяется ко второму трехходовому клапану 50.

Как первый 42, так и второй 50 трехходовые клапаны имеют переменное поперечное сечение потока. Следовательно, текучая среда хладоносителя, протекающая через первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя, может частично проводиться в первую обводную линию 40, а частично - через первую соединительную линию 48 - во второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя путем соответствующего управления первым трехходовым клапаном 38, причем соотношение объемных расходов потоков текучей среды хладоносителя, протекающей, соответственно, в первую обводную линию 40 и через первую соединительную линию 48 во второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, может регулироваться в соответствии с требованиями. Аналогичным образом текучая среда хладоносителя, протекающая через второй контур 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, частично может дальше циркулировать во втором контуре 30 циркуляции текучей среды хладоносителя, а частично проводиться через вторую соединительную линию 52 в первый контур 24 циркуляции текучей среды хладоносителя путем соответствующего управления вторым трехходовым клапаном 50.

Таким образом, путем соответствующего управления первым 38 и вторым 50 трехходовыми клапанами становится возможным непосредственное гидравлическое соединение первого 24 и второго 30 контуров циркуляции текучей среды хладоносителя. В других отношениях, конструкция и функционирование системы охлаждения 20, показанной на Фиг.2, соответствует конструкции и функционированию схемы, проиллюстрированной на Фиг.1.

1. Система охлаждения (10) для охлаждения тепловых нагрузок (28, 34) на борту воздушного судна, содержащая:
- охлаждающее устройство (12),
- первый контур (24) циркуляции текучей среды хладоносителя, который термически соединен с охлаждающим устройством (12) и присоединен к первой тепловой нагрузке (28) для отведения тепла от первой тепловой нагрузки (28),
- второй контур (30) циркуляции текучей среды хладоносителя, который присоединен ко второй тепловой нагрузке (34) для отведения тепла от второй тепловой нагрузки (34),
- первый теплообменник (44), расположенный во втором контуре (30) циркуляции текучей среды хладоносителя, который выполнен с возможностью отведения тепла от второго контура (30) циркуляции текучей среды хладоносителя в окружающую среду, и
- соединительную систему, которая выполнена с возможностью селективного обеспечения термического соединения первого контура (24) циркуляции текучей среды хладоносителя со вторым контуром (30) циркуляции текучей среды хладоносителя или термического отсоединения первого контура (24) циркуляции текучей среды хладоносителя от второго контура (30) циркуляции текучей среды хладоносителя.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что уровень температуры первой тепловой нагрузки (28) ниже, чем уровень температуры второй тепловой нагрузки (34).

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что соединительная система содержит первый клапан (38), который расположен в первом (24) или втором (30) контуре циркуляции текучей среды хладоносителя и выполнен с возможностью селективного пропускания текучей среды хладоносителя, протекающей через первый (24) или второй (30) контур циркуляции текучей среды хладоносителя, через первую обводную линию (40) или приведения ее в термический контакт с текучей средой хладоносителя, протекающей через второй (30) или первый (24) контур циркуляции текучей среды хладоносителя.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что соединительная система содержит второй теплообменник (36), который присоединен к первому (24) или второму (30) контуру циркуляции текучей среды хладоносителя и выполнен с возможностью селективного присоединения ко второму (30) или первому (24) контуру циркуляции текучей среды хладоносителя или отсоединения от них при помощи первого клапана (38).

5. Система по п.3, отличающаяся тем, что соединительная система содержит первую соединительную линию (48), которая присоединена к первому клапану (38), и вторую соединительную линию (52), которая присоединена ко второму клапану (50), для соединения первого (24) и второго (30) контуров циркуляции текучей среды хладоносителя.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что во втором контуре (30) циркуляции текучей среды хладоносителя расположен третий клапан (42), который выполнен с возможностью селективного пропускания текучей среды хладоносителя, протекающей через второй контур (30) циркуляции текучей среды хладоносителя, через первый теплообменник (44) и/или вторую обводную линию (46).

7. Способ работы системы охлаждения (10) для охлаждения тепловых нагрузок (28, 34) на борту воздушного судна, содержащей:
- охлаждающее устройство (12),
- первый контур (24) циркуляции текучей среды хладоносителя, который термически соединяют с охлаждающим устройством (12) и присоединяют к первой тепловой нагрузке (28) для отведения тепла от первой тепловой нагрузки (28),
- второй контур (30) циркуляции текучей среды хладоносителя, который присоединяют ко второй тепловой нагрузке (34) для отведения тепла от второй тепловой нагрузки (34), и
- первый теплообменник (44), расположенный во втором контуре (30) циркуляции текучей среды хладоносителя, который выполнен с возможностью отведения тепла от второго контура (30) циркуляции текучей среды хладоносителя в окружающую среду,
в котором первый контур (24) циркуляции текучей среды хладоносителя селективным образом термически соединяют со вторым контуром (30) циркуляции текучей среды хладоносителя или термически отсоединяют от второго контура (30) циркуляции текучей среды хладоносителя посредством соединительной системы.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что текучую среду хладоносителя, протекающую через первый (24) или второй (30) контур циркуляции текучей среды хладоносителя, селективно пропускают через первую обводную линию (40) или приводят в термический контакт с текучей средой хладоносителя, протекающей через второй (30) или первый (24) контур циркуляции текучей среды хладоносителя посредством первого клапана (38), который расположен в первом (24) или во втором (30) контуре циркуляции текучей среды хладоносителя.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что второй теплообменник (36), который присоединен к первому (24) или второму (30) контуру циркуляции текучей среды хладоносителя, селективно присоединяют ко второму (30) или к первому (24) контуру циркуляции текучей среды хладоносителя или отсоединяют от них при помощи первого клапана (38).

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что первый контур (24) циркуляции текучей среды хладоносителя селективно присоединяют ко второму контуру (30) циркуляции текучей среды хладоносителя или отсоединяют от него при помощи первого клапана (38), который присоединен к первой соединительной линии (48), и второго клапана (50), который присоединен ко второй соединительной линии (52).

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что текучую среду хладоносителя, протекающую через второй контур (30) циркуляции текучей среды хладоносителя, селективно пропускают через первый теплообменник (44) и/или вторую обводную линию (46) посредством третьего клапана (42), который расположен во втором контуре (30) циркуляции текучей среды хладоносителя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе (10) и способу кондиционирования воздуха для воздушного судна. .

Изобретение относится к устройству и способу распределения воздуха в грузовом воздушном судне. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. .

Изобретение относится к авиационной наземной технике и предназначено для обеспечения требуемых параметров в салонах летательных аппаратов при их подготовке к полетам.

Изобретение относится к области авиации и предназначено для обогащения кислородом воздуха, подаваемого членам экипажа самолета для дыхания. .

Изобретение относится к области авиации и предназначено для обогащения кислородом воздуха, подаваемого членам экипажа самолета для дыхания. .

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к системам охлаждения бортовой аппаратуры автономных оптико-электронных устройств, выполненных в виде отдельных модулей и расположенных вне авиационного носителя

Изобретение относится к системам улучшения качества воздуха в герметической кабине воздушного судна

Изобретение относится к средствам для кондиционирования воздуха в воздушных, в частности, пассажирских судах

Изобретение относится к способам обработки воздуха, подаваемого в гермокабины воздушных судов
Наверх