基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统，针对直升机高速、高空、高机动性、电子设备散热大和宽飞行工况等特点，本发明专利技术能够实现直升机电子设备舱制冷及座舱制冷、制热的转换，并包含非发动机引气的座舱增压系统，降低了环境控制系统对动力源的影响，提高直升机的机动性能；回收利用滑油热量和电子设备散热量，实现全机能量实时综合管理，提高了制热效率；利用压缩机中间补气高温制冷技术，使压缩机排气温度降低，实现高温环境下制冷系统的正常工作，保证环控系统可在全天候、宽工况的环境下有效运行。

Helicopter multi cabin double system air conditioning system based on compressor intermediate air supply technology

【技术实现步骤摘要】
基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统
本专利技术属于航空系统
，涉及一种直升机空调系统，特别涉及一种基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统。
技术介绍
直升机是依靠由涡轴发动机以旋转输出轴的形式提供动力并通过机械传动系统直接驱动旋翼产生升力和推进力的航空器。它能完成垂直起落、空中悬停、原地旋转、多方向飞行等多种常规固定翼飞机无法完成的飞行动作。此外发动机停车时它还能利用旋翼自转特性实现安全降落，因此使用起来非常安全。另外，它综合了地面运输工具和固定翼飞机的优点，既可以用于运输士兵装备、对地攻击、反坦克、火力支援、搜索救援等军事目的，还可应用在运输、巡逻、旅游、救护等多个民用领域，是典型的军民两用产品，近年来应用越来越广泛。同固定翼飞机一样,直升机也需要在高温、高湿的恶劣气候条件下飞行。为保证空勤人员正常生理需求，提高乘员乘座的舒适性，以及舱内电子设备的正常工作，直升机需要配置空气调节系统。特别是现代军民用直升机，为提高本机的性能，大量采用大功率、高集成度航空电子设备，这些设备工作时要放出大量热量，要保证电子设备正常工作，必须及时将这些热量散发出去，同时，人员对直升机座舱乘座舒适性的期望也越来越高，所有这些意味着现代先进高性能直升机对空调系统的要求越来越高。国外于20世纪60年代开始在直升机上安装制冷循环系统，其制冷循环系统主要包括蒸发循环系统和空气循环系统。当时发动机引气的空气循环系统是固定翼飞机环控系统普遍采用的解决方案，重量也比蒸发循环系统轻。因此，在研制直升机环控系统时，人们通常考虑采用空气循环系统。但是相对于蒸发制冷循环，空气循环制冷系统代偿损失大、效率低。随着机载蒸发循环制冷技术近年来的不断发展，系统冷媒泄漏和可靠性较差等问题得到了较好解决，蒸发循环制冷方案以其制冷量大、效率高等优势更适用于直升机机载制冷系统。除此之外，目前直升机上大多利用发动机引气来实现制热，这明显会增加系统的代偿损失。目前的直升机由于飞行高度低，座舱不密闭，不需要座舱增压，固定翼飞机中解决座舱增压的方案主要是空气循环系统，但该系统需要提取大量发动机引气，消耗大量发动机功率，而未来直升机向着高速、高空及高机动性发展，必然要开发非发动机引气的增压技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供了一种基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统。本专利技术是这样实现的：一种基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统，包含四通换向阀、压缩机、第一风冷换热器、第一风机、板式换热器、滑油泵、第一控制阀、第一节流器、第二风冷换热器、第二风机、第二控制阀、第三控制阀、第二节流器、第四控制阀、第三风冷换热器、第三风机、电动压气机和排气活门；所述四通换向阀包含第一至第四接口，用于使得第一接口和第二接口导通、第三接口和第四接口导通，或使得第一接口和第三接口导通、第二接口和第四接口导通；所述压缩机包含低压吸气入口、中压吸气入口、排气口；所述板式换热器包含冷媒通道、滑油通道；所述四通换向阀的第一接口通过管道和第三风冷换热器的一端连接、第二接口通过管道和所述压缩机的低压吸气入口连接、第三接口通过管道和所述压缩机的排气口连接、第四接口通过管道分别和所述第三控制阀的一端、第一风冷换热器的一端连接；所述压缩机的中压吸气入口通过管道和所述第二控制阀的一端连接；所述第一风冷换热器的另一端通过管道和所述板式换热器冷媒通道的一端连接；所述第一风机设置在第一风冷换热器处，用于强化外界环境空气与所述第一风冷换热器中冷媒的换热；所述板式换热器冷媒通道的另一端通过管道分别和所述第一控制阀的一端、第二节流器的一端连接；板式换热器滑油通道的一端通过管道依次连接至滑油泵、直升机发动机的齿轮箱、板式换热器滑油通道的另一端；所述第一控制阀的另一端通过管道分别和第一节流器的一端、第四控制阀的一端连接；所述第一节流器的另一端通过管道与第二风冷换热器的一端连接；所述第二风冷换热器设置在电子设备舱中，其另一端通过管道分别和所述第二控制阀的另一端、第三控制阀的另一端连接；所述第二风机设置在所述第二风冷换热器处，用于强化电子设备舱内空气与所述第二风冷换热器中冷媒的换热；所述第二节流器的另一端通过管道分别和所述第四控制阀的另一端、第三风冷换热器的另一端连接；所述第三风冷换热器设置在直升机座舱内；所述第三风机设置在所述第三风冷换热器处，用于强化座舱内空气与所述第三风冷换热器中冷媒的换热；所述电动压气机用于将直升机的环境引气压缩至预设的第一压力阈值后、排至座舱；所述排气活门连接在座舱上，用于在座舱内压力大于预设的第二压力值时打开、将座舱内的空气排至机外。本专利技术的有益效果如下：1.综合了制冷系统、制热系统及增压系统，可以实现电子设备舱制冷及座舱制冷、制热的转换，并包含非发动机引气的座舱增压系统，降低了环境控制系统对动力源的影响，提高直升机的机动性能；2.回收利用滑油热量和电子设备散热量，实现全机能量实时综合管理；3.利用压缩机中间补气高温制冷技术，使压缩机排气温度降低，实现高温环境下制冷系统的正常工作，保证环控系统可在全天候、宽工况的环境下有效运行。附图说明图1为一种基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统制冷模式示意图；图2为一种基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统制热模式示意图。图中，1-四通换向阀，2-压缩机，3-第一风冷换热器，4-第一风机，5-板式换热器，6-滑油泵，7-第一控制阀，8-第一节流器，9-第二风冷换热器，10-第二风机，11-第二控制阀，12-第三控制阀，13-第二节流器，14-第四控制阀，15-第三风冷换热器，16-第三风机，17-电动压气机，18-排气活门。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。以下所述仅为本专利技术一部分实施例，非全部实施例。基于本专利技术实施例，本领域普通技术人员在没有做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。如图1所示，本专利技术公开了一种基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统，其特征在于，包含四通换向阀1、压缩机2、第一风冷换热器3、第一风机4、板式换热器5、滑油泵6、第一控制阀7、第一节流器8、第二风冷换热器9、第二风机10、第二控制阀11、第三控制阀12、第二节流器13、第四控制阀14、第三风冷换热器15、第三风机16、电动压气机17和排气活门18；所述四通换向阀1包含第一至第四接口，用于使得第一接口和第二接口导通、第三接口和第四接口导通，或使得第一接口和第三接口导通、第二接口和第四接口导通，图中的接口①②③④分别对应第一至第四接口；所述压缩机2包含低压吸气入口、中压吸气入口、排气口；所述板式换热器5包含冷媒通道、滑油通道；所述四通换向阀1的第一接口通过管道和第三风冷换热器15的一端连接、第二接口通过管道和所述压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统，其特征在于，包含四通换向阀（1）、压缩机（2）、第一风冷换热器（3）、第一风机（4）、板式换热器（5）、滑油泵（6）、第一控制阀（7）、第一节流器（8）、第二风冷换热器（9）、第二风机（10）、第二控制阀（11）、第三控制阀（12）、第二节流器（13）、第四控制阀（14）、第三风冷换热器（15）、第三风机（16）、电动压气机（17）和排气活门（18）；/n所述四通换向阀（1）包含第一至第四接口，用于使得第一接口和第二接口导通、第三接口和第四接口导通，或使得第一接口和第三接口导通、第二接口和第四接口导通；所述压缩机（2）包含低压吸气入口、中压吸气入口、排气口；所述板式换热器（5）包含冷媒通道、滑油通道；/n所述四通换向阀（1）的第一接口通过管道和第三风冷换热器（15）的一端连接、第二接口通过管道和所述压缩机（2）的低压吸气入口连接、第三接口通过管道和所述压缩机（2）的排气口连接、第四接口通过管道分别和所述第三控制阀（12）的一端、第一风冷换热器（3）的一端连接；/n所述压缩机（2）的中压吸气入口通过管道和所述第二控制阀（11）的一端连接；/n所述第一风冷换热器（3）的另一端通过管道和所述板式换热器（5）冷媒通道的一端连接；所述第一风机（4）设置在第一风冷换热器（3）处，用于强化外界环境空气与所述第一风冷换热器（3）中冷媒的换热；/n所述板式换热器（5）冷媒通道的另一端通过管道分别和所述第一控制阀（7）的一端、第二节流器（13）的一端连接；板式换热器（5）滑油通道的一端通过管道依次连接至滑油泵（6）、直升机发动机的齿轮箱、板式换热器（5）滑油通道的另一端；/n所述第一控制阀（7）的另一端通过管道分别和第一节流器（8）的一端、第四控制阀（14）的一端连接；/n所述第一节流器（8）的另一端通过管道与第二风冷换热器（9）的一端连接；/n所述第二风冷换热器（9）设置在电子设备舱中，其另一端通过管道分别和所述第二控制阀（11）的另一端、第三控制阀（12）的另一端连接；所述第二风机（10）设置在所述第二风冷换热器（9）处，用于强化电子设备舱内空气与所述第二风冷换热器（9）中冷媒的换热；/n所述第二节流器（13）的另一端通过管道分别和所述第四控制阀（14）的另一端、第三风冷换热器（15）的另一端连接；/n所述第三风冷换热器（15）设置在直升机座舱内；所述第三风机（16）设置在所述第三风冷换热器（15）处，用于强化座舱内空气与所述第三风冷换热器（15）中冷媒的换热；/n所述电动压气机（17）用于将直升机的环境引气压缩至预设的第一压力阈值后、排至座舱；/n所述排气活门（18）连接在座舱上，用于在座舱内压力大于预设的第二压力值时打开、将座舱内的空气排至机外。/n...

【技术特征摘要】
1.基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统，其特征在于，包含四通换向阀（1）、压缩机（2）、第一风冷换热器（3）、第一风机（4）、板式换热器（5）、滑油泵（6）、第一控制阀（7）、第一节流器（8）、第二风冷换热器（9）、第二风机（10）、第二控制阀（11）、第三控制阀（12）、第二节流器（13）、第四控制阀（14）、第三风冷换热器（15）、第三风机（16）、电动压气机（17）和排气活门（18）；
所述四通换向阀（1）包含第一至第四接口，用于使得第一接口和第二接口导通、第三接口和第四接口导通，或使得第一接口和第三接口导通、第二接口和第四接口导通；所述压缩机（2）包含低压吸气入口、中压吸气入口、排气口；所述板式换热器（5）包含冷媒通道、滑油通道；
所述四通换向阀（1）的第一接口通过管道和第三风冷换热器（15）的一端连接、第二接口通过管道和所述压缩机（2）的低压吸气入口连接、第三接口通过管道和所述压缩机（2）的排气口连接、第四接口通过管道分别和所述第三控制阀（12）的一端、第一风冷换热器（3）的一端连接；
所述压缩机（2）的中压吸气入口通过管道和所述第二控制阀（11）的一端连接；
所述第一风冷换热器（3）的另一端通过管道和所述板式换热器（5）冷媒通道的一端连接；所述第一风机（4）设置在第一风冷换热器（3）处，用于强化外界环境空气与所述第一风冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯诗愚，彭孝天，高秀峰，金华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32