飛機空調(diào)系統(tǒng)工作原理分析1.1綜述飛機的空調(diào)系統(tǒng)通過引氣系統(tǒng)提供空氣，來自機艙和各組件的空氣通過2個組件流量控制閥，2套組件和一個混合裝置進行混合，并分配到駕駛艙和客艙。熱空氣壓力調(diào)節(jié)閥和微調(diào)空氣閥，將從組件中抽出的熱空氣添加到混合裝置中，以調(diào)節(jié)空氣溫度。飛機收到引氣供氣后，空調(diào)系統(tǒng)開始工作。空調(diào)系統(tǒng)控制器1（ACSC1）控制駕駛艙中的溫度，而空調(diào)系統(tǒng)控制器2（ACSC2）控制前座艙和后座艙的溫度。這些控制器有兩個通道。當(dāng)一個通道發(fā)生故障時，另一個通道會自動控制整個區(qū)域?？諝庹{(diào)節(jié)閥11HK，12HK和13HK將來自混合器組件的熱調(diào)節(jié)空氣的調(diào)節(jié)量增加到冷卻的調(diào)節(jié)空氣。區(qū)域控制器47HH控制微調(diào)空氣閥的位置。裝飾空氣閥安裝在通向駕駛艙和2個乘客艙區(qū)域的相應(yīng)裝飾空氣導(dǎo)管中。兩組組件彼此獨立，并由它們各自的組件控制器控制。經(jīng)預(yù)熱的引氣通過分閥進入冷卻通道，并引入主熱交換器，然后冷卻的引氣進入空氣循環(huán)機的壓縮機部分，并被壓縮至高壓和高溫。它在主熱交換器中再次冷卻，并在水分離器系統(tǒng)中干燥，進入渦輪機部分，膨脹做功，并產(chǎn)生動力來驅(qū)動壓縮機和冷卻風(fēng)扇。空調(diào)系統(tǒng)的氣源可以分為兩類。一種是從飛機系統(tǒng)中抽出的熱空氣，它在空調(diào)部件的作用下進入機艙。另一個是來自外部的沖壓空氣，主要用于冷卻飛機系統(tǒng)中的空氣。引入到空調(diào)部件中的氣體在使用后直接排出。對于沖壓空氣，大氣中的空氣從沖壓進氣門進入到?jīng)_壓進氣道，接著依次流經(jīng)初級空調(diào)熱交換器和次級空調(diào)熱交換器，冷卻完組件內(nèi)的熱氣流后進入集氣室，最后經(jīng)過擴散筒排出機外；另一方面對于飛機系統(tǒng)引入到空調(diào)組件的氣流首先通過組件流量控制和關(guān)斷活門，然后經(jīng)過初級熱交換器使溫度降低，接下來ACM（空氣循環(huán)機）增大氣體做工本領(lǐng)，最后再通過次級熱交換器、冷凝器，使溫度進一步下降，以達到露點后使水分離出來，氣體通過去水重新流回到再加熱器，溫度升高后流入ACM渦輪，渦輪出來后氣體再次進入冷凝器，溫度升高后經(jīng)過單向活門進入駕駛艙。飛機裝有空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)飛機上各個空間的溫度。飛機的溫度控制分為兩部分，即駕駛艙，客艙和前行李廂的溫度控制以及后行李廂的溫度控制。在駕駛艙，乘客艙和前部貨物艙的溫度控制過程中，熱引氣來自兩個組件流量控制閥。排出的熱空氣通過組分流量控制閥，并分為兩條路徑。一個通道被兩組組件冷卻，并與來自機艙的空氣一起進入混合裝置。另一條路徑流經(jīng)熱空氣壓力調(diào)節(jié)閥和調(diào)節(jié)閥。最后，2個引氣進入駕駛艙，乘客艙和前部貨艙以進行溫度調(diào)節(jié)?？照{(diào)系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)是自動的，由區(qū)域控制器和2個組件控制器控制。811電子駕駛室中的區(qū)域控制器8HK提供2個駕駛室區(qū)域和駕駛艙的溫度調(diào)節(jié)，可以在18℃（64.40℉和30℃（86.00℉）之間的任何溫度下設(shè)置。12小時位置是24℃（75.20℉）。操作座艙面板上的各種旋鈕和按鈕以控制系統(tǒng)中閥門的打開和關(guān)閉，以達到調(diào)節(jié)溫度的目的。座艙，前座艙和后座艙可以設(shè)置在18到30之間℃任何溫度。座艙面板上的旋鈕將信號發(fā)送到區(qū)域控制器8HK。8HK根據(jù)所選溫度和實際溫度（實際溫度由傳感器測量）來計算溫度需求，并快速控制溫度傳感器的狀態(tài)。每個涉及溫度調(diào)節(jié)的閥。要進行溫度調(diào)節(jié)，可在COND頁面上觀察溫度值。位于駕駛艙22VU上的前行李廂溫度調(diào)節(jié)旋鈕可將其溫度調(diào)節(jié)在5到26℃之間。在后部貨艙的溫度調(diào)節(jié)過程中，來自APU引氣管的熱引氣通過調(diào)節(jié)閥與來自客艙的空氣混合，然后在通過入口隔離閥后進入后部貨艙。22VU后部貨艙溫度選擇旋鈕用于在5到26℃之間調(diào)節(jié)后部貨艙的溫度。在加熱控制器10HC接收到調(diào)整命令之后，其從溫度傳感器獲得信息以控制后部貨艙的裝飾空氣閥12HC的狀態(tài)?？刂七M入送風(fēng)管道的空氣的溫度。最高管道溫度控制在70℃。當(dāng)管道溫度達到88℃或更高時，位于22VU上的熱空氣開關(guān)上的故障燈會亮起，并且您可以在COND頁面上觀察到壓力調(diào)節(jié)閥已關(guān)閉。這種過熱狀態(tài)由加熱控制器鎖定。當(dāng)管道溫度恢復(fù)正常時，按兩次熱空氣開關(guān)以重置系統(tǒng)。貨艙通風(fēng)控制器接收來自22VU的控制信號和來自貨艙管溫度傳感器的信號，并控制隔離閥的狀態(tài)以調(diào)節(jié)貨艙的溫度。調(diào)節(jié)后部貨艙溫度的前提條件是后部貨艙門和散貨艙門均關(guān)閉。如果開門，則無法調(diào)節(jié)后貨艙的溫度。1.2蒸發(fā)循環(huán)制冷蒸發(fā)循環(huán)制冷原理以氟利昂為介質(zhì)，其被壓縮，冷凝并膨脹成低壓液體以冷卻空氣。蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)具有較高的冷卻效率，并且在地面上也具有良好的冷卻效果。在高海拔和高速飛行時也很經(jīng)濟。它廣泛用于某些高性能飛機的電子設(shè)備機艙的冷卻。缺點是氟利昂有毒，在維護過程中很容易對皮膚和眼睛造成傷害。自1877年德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)教授Linde發(fā)明并設(shè)計出第一臺以氨為制冷劑的冰箱以來，制冷技術(shù)的原理和方法一直在發(fā)展。唯一的區(qū)別是更改。制冷劑已由氨代替氟利昂，現(xiàn)在已從氟利昂改為無氟制冷劑。蒸發(fā)器循環(huán)封閉系統(tǒng)由蒸發(fā)器，壓縮機，冷凝器，膨脹閥等組成。被壓縮機壓縮的高溫高壓制冷劑以氣態(tài)進入冷凝器以散熱，冷卻并液化并變成高壓液體，根據(jù)蒸發(fā)器出口的溫度調(diào)節(jié)膨脹閥中制冷劑的流量，使膨脹閥進入蒸發(fā)器后獲得的低壓液體制冷劑吸收蒸發(fā)器中周圍空氣的熱量變成低壓蒸汽，然后進入壓縮機進行往復(fù)運動。因此，制冷劑狀態(tài)的變化用于冷卻蒸發(fā)器熱側(cè)的空氣并加熱冷凝器周圍的空氣，這等效于使用制冷劑作為載體在空氣中“攜帶”熱量在蒸發(fā)器周圍散布在冷凝器周圍。蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)的冷卻效率高，在地面上的最高條件下具有良好的冷卻能力，在高空高速飛行時具有良好的經(jīng)濟性，并節(jié)省了燃料。封閉系統(tǒng)僅用于少數(shù)民用飛機，主要用于冷卻高性能飛機的電子設(shè)備艙。1.3空氣循環(huán)制冷空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)由壓縮空氣源，熱交換器和渦輪膨脹機組成。由發(fā)動機驅(qū)動的機艙增壓器或由發(fā)動機直接驅(qū)動的高溫高壓空氣穿過熱交換器，并將壓縮熱傳遞到冷卻介質(zhì)（熱交換器的冷卻介質(zhì)通常是環(huán)境空氣，而渦輪機膨脹并驅(qū)動渦輪機旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動同軸壓縮機或風(fēng)扇將熱能轉(zhuǎn)換成機械功。渦輪機出口處的空氣本身的溫度和壓力大大降低，從而獲得了滿足溫度和壓力要求的冷空氣，然后以一定比例與熱空氣混合，可以使機艙提供舒適的環(huán)境。環(huán)境并加壓。為了獲得更好的冷卻效果，熱交換器周圍的冷卻空氣流動越快，需要在熱交換器中進行冷卻的發(fā)動機壓縮機引氣的冷卻效率就越高。風(fēng)扇和熱交換器同軸地連接到渦輪。它們串聯(lián)連接在同一個沖壓空氣管上，因此渦輪從熱能轉(zhuǎn)換而來的機械功驅(qū)動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，從而加速了熱交換器周圍冷卻空氣的流動，從而達到改善冷卻效率的目的。冷卻效率。這就是渦輪風(fēng)扇空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)滿足冷循環(huán)制冷要求的方式。然而，當(dāng)飛機以高空高速度飛行時，渦輪風(fēng)扇空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)中的風(fēng)扇的負載要比飛機以低速在地面上飛行時的風(fēng)扇負載小得多。高速飛行期間渦輪機轉(zhuǎn)數(shù)的增加很容易產(chǎn)生過度旋轉(zhuǎn)，這會影響冷卻效果并縮短渦輪機的壽命。因此，必須限制飛行高度?？諝庋h(huán)制冷系統(tǒng)主要依靠渦輪制冷。發(fā)動機的高壓氣體由熱交換器冷卻，然后壓縮，然后冷卻。在渦輪膨脹并確實在外部工作之后，氣體本身的內(nèi)部能量，溫度和壓力會降低，從而獲得具有合適溫度和壓力的氣體。1.1.1空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的優(yōu)點目前飛機上制冷主流采用的都是空氣制冷循環(huán)，其優(yōu)點在于：第一制冷工質(zhì)的環(huán)保和無變相變性?？諝馐翘烊坏墓べ|(zhì)，無毒無害，對環(huán)境沒有任何破壞作用，而且可以隨時實地自由獲取。制冷循環(huán)中空氣只起著傳遞能量的作用，無論是它的化學(xué)成分還是物理相態(tài)都不發(fā)生變化，這是區(qū)別于其他工質(zhì)作為制冷劑的制冷循環(huán)的最明顯的特征。采用節(jié)能的直接冷卻系統(tǒng)，空氣即使制冷劑又是載冷劑，供冷無需熱交換器，冷空氣直接進入需要冷卻的環(huán)境消除熱負荷，系統(tǒng)正壓。運用在航空上，就地取材，省去了單獨的壓縮機以渦輪噴氣發(fā)動機的壓氣機代替，同時也解決了客艙增壓及換氣的問題。第二制冷范圍寬，低溫下運行性能優(yōu)良?？諝庵评溲h(huán)可以滿足零攝氏度以上負一百四十度的要求，尤其在-72°C以下時其制冷性能比蒸發(fā)循環(huán)系統(tǒng)好，而現(xiàn)代大型飛機運行時從地面到一萬米高空，溫度變化很大從而空氣制冷循環(huán)機較寬的溫度制冷范圍剛好滿足其要求。第三空氣制冷設(shè)備可靠性高、維護方便，空氣制冷裝置結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安全性好，制冷劑可隨時隨地自由獲得補充，不必擔(dān)心泄露問題；另外空氣制冷循環(huán)裝置拆裝、移動方便，無需回收制冷劑，便于維護。并且由于冷卻介質(zhì)為空氣，因此可以通過相同的系統(tǒng)來控制機艙增壓冷卻和通風(fēng)。缺點是溫度控制的精度不如蒸發(fā)制冷系統(tǒng)的精度高，并且使用高度和速度受到限制。1.4渦輪壓氣機風(fēng)扇式制冷在相同的接觸面積的情況下，溫度差越大，高溫物質(zhì)和低溫物質(zhì)之間的每單位時間的熱流越大，散熱效果就越明顯，由此渦輪壓縮機空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)就此誕生。與渦輪風(fēng)扇空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)的區(qū)別在于，高溫高壓引氣由第一級熱交換器冷卻，然后進入壓縮機。渦輪與壓縮機同軸連接，以增加空氣的壓力和溫度。空氣流到次級熱交換器進行冷卻，因此渦輪壓縮機空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)也稱為渦輪增壓循環(huán)制冷系統(tǒng)。兩級熱交換器冷卻與冷卻后的氣體之間的溫度差增大，并且熱交換率增大。同時，由于渦輪壓縮機式制冷系統(tǒng)的膨脹率大于渦輪風(fēng)扇式制冷系統(tǒng)的膨脹率，因此其制冷能力也更大。這樣，較少的空氣供應(yīng)就能滿足相同的制冷效果，發(fā)動機燃油消耗低，經(jīng)濟性好。但是，當(dāng)飛機停在地面上或低速移動時，熱交換器周圍缺少沖壓空氣會增加熱交換器周圍空氣的溫度，這會減小溫度差并降低熱交換規(guī)律，并且影響散熱效果。MD90飛機空調(diào)系統(tǒng)增加了一個通向熱交換器的風(fēng)扇通道，該通道與沖壓空氣導(dǎo)管的風(fēng)扇通道平行。該風(fēng)扇是由飛機機上電源驅(qū)動的，當(dāng)飛機停留在地面時，沖壓空氣管道閥門關(guān)閉，風(fēng)扇通道閥門打開，飛機電源向風(fēng)扇供電驅(qū)動空氣流過熱交換器周圍進行熱交換，達到較好制冷效果；當(dāng)飛機達到一定的速度，風(fēng)扇斷電，風(fēng)扇通道閥門關(guān)閉；沖壓空氣\t"/item/%E9%A3%9E%E6%9C%BA%E5%88%B6%E5%86%B7%E7%B3%BB%E7%BB%9F/_blank"管道閥門打開，由飛機飛行時產(chǎn)生的沖壓空氣直接對熱交換器進行冷卻。這樣就保證了在任何情況下，流過熱交換器的冷卻氣流量保持穩(wěn)定，提高空調(diào)制冷效率。

渦輪壓縮機風(fēng)扇制冷系統(tǒng)是渦輪壓縮機和渦輪風(fēng)扇制冷系統(tǒng)的組合。最大的特點是渦輪，風(fēng)扇和壓縮機同軸連接，風(fēng)扇通道直接連接到渦輪壓縮機制冷系統(tǒng)的兩級。連接熱交換器的沖壓空氣管，以便高溫高壓空氣通過一級熱交換器，然后通過渦輪膨脹。高壓空氣中的熱能通過渦輪轉(zhuǎn)換為風(fēng)扇和壓縮機的機械功。并且由于它是同軸的，風(fēng)扇它可以自動協(xié)調(diào)渦輪機與壓縮機傳導(dǎo)的機械能的分配比。在地面上時，由于風(fēng)扇的負載增加，可以從同軸軸線分配更多的機械能，以驅(qū)動空氣流過熱交換器的表面。在一定的飛行速度下，風(fēng)扇的負荷減小，壓縮機從同軸上分配更多的機械能，增加了引氣的壓力和溫度，形成了溫差，有利于散熱。同時，減少了風(fēng)扇分配的機械能。確保其工作不超過規(guī)定速度。1.5三輪式制冷來自發(fā)動機壓縮機的熱空氣首先通過主熱交換器，增壓壓縮機和輔助熱交換器。氣壓上升，溫度下降，然后進入高壓除水部的再生器，溫度進一步降低。進入冷凝器。冷凝器的冷卻空氣來自渦輪機的出口，其壁溫低于空氣的露點溫度。當(dāng)熱空氣流過冷凝器時，它凝結(jié)成壁上