一种蓄冷式机载设备快速冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及飞机环境控制系统制冷散热技术，特别涉及一种蓄冷式机载设备快速冷却系统，以满足飞机机载设备快速冷却需要。快速冷却系统用于对机载发热设备进行冷却，包括：蓄冷装置，内部设置有热交换器以及蓄冷液，用于存储冷量；机载制冷系统，通过热交换器向蓄冷装置存储冷量；释冷回路，与蓄冷装置连通，通过蓄冷装置中存储的冷量对机载发热设备进行冷却。本发明专利技术的蓄冷式机载设备快速冷却系统，利用超大热功率设备工作间隙，对环境控制系统提供的冷量进行蓄积，提高飞机环控制冷系统制冷量利用效率，降低飞机能源消耗，能够满足超大热功率机载设备的散热冷却需求，实现机载设备的快速冷却。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞机环境控制系统制冷散热技术，特别涉及一种蓄冷式机载设备快速冷却系统。
技术介绍
飞机超大热功率机载设备的应用带来了快速冷却技术迫切需求，目前在这方面尚无成功案例，尚未查到相关资料。传统的飞机环境控制系统通过空气冷却和液体冷却可以实现座舱及电子设备的温度控制及冷却，但是当设备间歇性工作，在工作瞬间发出超大热量时，传统的环境控制系统已经无法满足此类需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种蓄冷式机载设备快速冷却系统，以满足飞机机载设备快速冷却需要。本专利技术的技术方案是：一种蓄冷式机载设备快速冷却系统，用于对机载发热设备进行冷却，包括：蓄冷装置，内部设置有热交换器以及蓄冷液，用于存储冷量；其中，蓄冷液可以选择为冰水混合物、乙二醇水溶液等；机载制冷系统，通过所述热交换器向所述蓄冷装置存储冷量；释冷回路，与所述蓄冷装置连通，通过所述蓄冷装置中存储的冷量对所述机载发热设备进行冷却。可选的，所述蓄冷装置还包括：蓄冷池，所述蓄冷液和所述热交换器设置在所述蓄冷池内部。可选的，所述热交换器包括并列设置第一热交换器、第二热交换
器以及第三热交换器。可选的，所述机载制冷系统包括第一机载制冷系统，所述第一机载制冷系统包括：第四热交换器，其出口依次通过第一泵和第一单向活门与所述第一热交换器进口连通，所述第一热交换器出口通过管道与所述第四热交换器的进口连通；温度控制活门，并联设置在所述第四热交换器的进气口与出气口之间。可选的，所述机载制冷系统包括第二机载制冷系统，所述第二机载制冷系统包括依次串联设置在所述第二热交换器的出口与进口之间的：压缩机、冷凝器以及膨胀阀。可选的，所述释冷回路包括依次连接在所述第三热交换器进口和出口端的：关断活门、至少一个所述对机载发热设备、第二单向活门、第二泵以及过滤器。可选的，所述机载发热设备包括多个，且并联设置。专利技术效果：本专利技术的蓄冷式机载设备快速冷却系统，利用超大热功率设备工作间隙，对环境控制系统提供的冷量进行蓄积，提高飞机环控制冷系统制冷量利用效率，降低飞机能源消耗，能够满足超大热功率机载设备的散热冷却需求，实现机载设备的快速冷却。附图说明图1是本专利技术蓄冷式机载设备快速冷却系统的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合
本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。下面结合附图1对本专利技术蓄冷式机载设备快速冷却系统做进一步详细说明。本专利技术提供了一种蓄冷式机载设备快速冷却系统，用于对机载发热设备进行冷却，包括蓄冷装置、机载制冷系统以及释冷回路。蓄冷装置内部设置有热交换器以及蓄冷液，用于存储冷量；其中，蓄冷液优选冰水混合物或乙二醇水溶液。另外，蓄冷装置可以根据需要设置为多种适合的结构；本实施例中，蓄冷装置还包括蓄冷池11，蓄冷液和热交换器设置在蓄冷池11内部。蓄冷池11的蓄冷冷量源于制冷系统，蓄冷量主要以蓄冷介质状态变化潜热形式储存。进一步，热交换器可以包括并列设置第一热交换器12、第二热交换器13以及第三热交换器14。机载制冷系统通过热交换器向蓄冷装置存储冷量；释冷回路与蓄冷装置连通，通过蓄冷装置中存储的冷量对机载发热设备42进行冷却。本专利技术的蓄冷式机载设备快速冷却系统中，本专利技术的蓄冷式机载设备快速冷却系统中，机载制冷系统包括第一机载制冷系统20、第二机载制冷系统30。其中，第一机载制冷系统20包括第四热交换器21，第四热交换器21的出口依次通过第一泵22和第一单向活门23与第一热交换器12进口连通，第一热交换器12出口通过管道与第四热交换器21的进口连通；温度控制活门24并联设置在第四热交换器21的进气口与出气口之间。第二机载制冷系统30包括依次串联设置在第二热交换器13的出口与进口之间的：压缩机31、冷凝器32以及膨胀阀33。释冷回路包括依次连接在第三热交换器14进口和出口端的：关断活门41、至少一个对机载发热设备42、第二单向活门43、第二泵44以及过滤器45。另外，第二泵44可以包括并联设置的两个，相当于双余度功能。进一步，机载发热设备42可以根据需要设置为多个(N个)，且并联设置。在第三热交换器14的进气口与出气口之间并联设置有一个温度控制活门24。本专利技术的蓄冷式机载设备快速冷却系统，在蓄冷回路(第一机载制冷系统20和第二机载制冷系统30所在回路)工作时，蓄冷介质(蓄冷液)吸收大量冷量后自液态变化成固态，使得制冷量以潜热形式储存起来，而在释冷回路工作时，载冷剂向蓄冷介质释放大量热量，蓄冷介质自固态变为液态，释放热量以潜热形式储存在蓄冷介质中。另外，在飞机超大热功率设备非工作时间通过蓄冷回路进行蓄冷，工作
时进行通过释冷回路进行释冷，使设备快速制冷。综上所述，本专利技术的蓄冷式机载设备快速冷却系统，利用超大热功率设备工作间隙，对环境控制系统提供的冷量进行蓄积，提高飞机环控制冷系统制冷量利用效率，降低飞机能源消耗，能够满足超大热功率机载设备的散热冷却需求，实现机载设备的快速冷却。本专利技术的蓄冷式机载设备快速冷却系统包括蓄冷池蓄冷工作过程和蓄冷池释冷工作过程，具体如下：蓄冷池蓄冷工作过程：超大热载荷处于非工作状态时，飞机环境控制系统和制冷系统正常提供冷空气和冲压空气，通过两个蓄冷回路(第一机载制冷系统20和第二机载制冷系统30所在回路)实现蓄冷。飞机环境控制系统提供的冷空气通过第一机载制冷系统20向蓄冷池蓄冷。图1所示的第一泵22驱动蓄冷池11的载冷剂循环，在第四热交换器21放出热量，在第一热交换器12处吸收热量，实现蓄冷。且蓄冷量随着飞机飞行高度增加而增加，因为随着飞机飞行高度增加外界环境温度持续降低，导致供入座舱的空气温度增加，因此通过温度控制活门24的空气流量减小，更多的冷空气通过第四热交换器21将热量传递给第一机载制冷系统20载冷剂，实现蓄冷。同样，飞机环境控制系统提供的冲压空气通过第二机载制冷系统30向蓄冷池蓄冷。图1所示的第二机载制冷系统30采用蒸发循环制冷系统，当其启动工作时，气态载冷剂通过压缩机31压缩后温度和压力升高，然后在冷凝器32中冷却降低温度后变成液态，然后在膨胀阀33中膨胀降低压力变成气态和液态混合载冷剂，通过蓄冷池11第二热交换器13变成气态，再进入压缩机31压缩循环。第二机载制冷系统30工作状态由电动压缩机控制，在冷凝器32中放出热量并传...

【技术保护点】
一种蓄冷式机载设备快速冷却系统，用于对机载发热设备(42)进行冷却，其特征在于，包括：蓄冷装置，内部设置有热交换器以及蓄冷液，用于存储冷量；机载制冷系统，通过所述热交换器向所述蓄冷装置存储冷量；释冷回路，与所述蓄冷装置连通，通过所述蓄冷装置中存储的冷量对所述机载发热设备(42)进行冷却。

【技术特征摘要】
1.一种蓄冷式机载设备快速冷却系统，用于对机载发热设备(42)进行冷却，其特征在于，包括：蓄冷装置，内部设置有热交换器以及蓄冷液，用于存储冷量；机载制冷系统，通过所述热交换器向所述蓄冷装置存储冷量；释冷回路，与所述蓄冷装置连通，通过所述蓄冷装置中存储的冷量对所述机载发热设备(42)进行冷却。2.根据权利要求1所述的高压软管耐冲击试验装置，其特征在于，所述蓄冷装置还包括：蓄冷池(11)，所述蓄冷液和所述热交换器设置在所述蓄冷池(11)内部。3.根据权利要求2所述的高压软管耐冲击试验装置，其特征在于，所述热交换器包括并列设置第一热交换器(12)、第二热交换器(13)以及第三热交换器(14)。4.根据权利要求3所述的高压软管耐冲击试验装置，其特征在于，所述机载制冷系统包括第一机载制冷系统(20)，所述第一机载制冷系统(20)包括：第四热交换器(21)，其出口依次通过第一泵(22)和第一单向活...

【专利技术属性】
技术研发人员：成杰，党晓民，程涛，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61