一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统技术方案

本发明专利技术提供一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统，包括供气模块、制冷模块、燃油模块。所述供气模块为座舱提供通风所需空气。所述制冷模块采用蒸发循环系统，用于冷却电子设备以及为冷却/加热进入座舱的空气。所述燃油模块中的燃油用作制冷模块中制冷剂散热的冷源。本发明专利技术通过在制冷模块的制冷剂回路和防冻液回路中添加高导热系数的纳米颗粒，增大流体的导热系数。基于纳米颗粒强化换热技术、蒸发循环制冷技术、膜除湿技术以及燃油热沉技术等多种新技术，实现了机载冷却系统换热性能的提升。实现了机载冷却系统换热性能的提升。实现了机载冷却系统换热性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统


[0001]本专利技术涉及飞行器环境控制
，尤其涉及一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统。

技术介绍

[0002]随着飞机性能的不断提升，电子设备的热负荷逐渐增大，与此同时，乘员对座舱舒适性的要求也越来越高，舱内空气的温湿度的调节要求逐渐提高，导致现有机载冷却系统的能力愈发不足。因而，需要提高现有机载冷却系统的能力，将电子设备舱和乘员舱内空气的温湿度等参数维持在适宜的范围内，保障电子设备的可靠性和乘员的热舒适性。鉴于飞机设计是一种复杂的系统工程，一种简单有效的提升机载冷却系统能力的方法是在防冻回路和制冷剂回路中添加高导热系数的纳米颗粒形成纳米流体。已有研究表明，纳米流体的换热系数较基液有较大提升，并与纳米颗粒的导热系数和粒径等有关。因而，可以预见，将纳米流体应用于机载冷却系统将较好的改善现有系统能力愈发不足的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种纳米颗粒强化的机载冷却系统，以解决上述现有技术存在的问题，实现机载冷却系统换热性能的提升。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统，包括供气模块、制冷模块、燃油模块。
[0006]所述供气模块为座舱提供通风所需空气。所述制冷模块采用蒸发循环系统，用于冷却电子设备以及为冷却/加热进入座舱的空气。所述燃油模块中的燃油用作制冷模块中制冷剂散热的冷源。
[0007]所述供气模块包括膜除湿设备和与其出口连通的压气机；
[0008]所述制冷模块包含压缩机、第一节流阀、第二节流阀、第三阀门、第四阀门、第五阀门；
[0009]所述压缩机的出口分别与第一冷凝器进口和第二冷凝器进口连通，所述压缩机的进口分别与第一蒸发器出口和第二蒸发器的出口连通。所述第一蒸发器进口管路上安装第一节流阀，第二蒸发器进口管路上安装有第二节流阀。第一冷凝器进口管路上安装有第三阀门，第二冷凝器的进口管路上安装有第四阀门，第二蒸发器的进口管路上还安装有第五阀门，第一冷凝器、第二冷凝器均通过进口管路Ⅰ与第一蒸发器相连，并且第一冷凝器、第二冷凝器均通过进口管路Ⅰ与第二蒸发器相连。
[0010]压缩机与第二蒸发器通过出口管路Ⅰ相连通，在出口管路Ⅰ上还安装有第二阀门，第二蒸发器与座舱相连通，用于冷却进入座舱的空气；所述压缩机与第二冷凝器通过出口管路Ⅱ相连通，第二冷凝器与座舱相连通，出口管路Ⅱ上还安装有第一阀门，用于加热进入座舱的空气。
[0011]进一步的技术方案是，所述制冷模块始终处于制冷模式，当需要冷却进入座舱的
空气时，第一阀门关闭、第二阀门、第五阀门开启，当需要加热进入座舱的空气时，第一阀门开启、第二阀门、第五阀门关闭。
[0012]进一步的技术方案是，所述制冷模块内添加高导热系数的纳米颗粒，以增大制冷剂的导热系数，从而增强第一冷凝器、第二冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器的换热效果。
[0013]进一步的技术方案是，所述第一冷凝器、第二冷凝器、第一蒸发器、第二蒸发器均采用微通道换热器。
[0014]进一步的技术方案是，第一蒸发器与液冷泵相连通，液冷泵与电子设备冷板相连通，电子设备冷板与第一蒸发器相连通。通过内部防冻液的流动将电子设备热量排出。
[0015]进一步的技术方案是，所述防冻液内添加高导热系数的纳米颗粒，以增大防冻液的导热系数，从而增强对电子设备的散热效果。
[0016]进一步的技术方案是，所述燃油模块包含所述油箱和燃油泵，所述油箱与燃油泵相连通，燃油泵与第一冷凝器相连通，油箱与第一冷凝器相连通，实现将制冷模块的热量排至燃油。
[0017]本专利技术的纳米颗粒强化的机载加温冷却系统实现了机载冷却系统换热性能的提升。本专利技术基于纳米颗粒强化换热技术、蒸发循环制冷技术、膜除湿技术以及燃油沉技术等，具有结构紧凑、高效节能等优点。
[0018]现有的机载加温冷却系统里均没有纳米颗粒，本专利技术首次提出加入纳米颗粒，提升制冷剂和防冻液的导热系数，继而实现更好的换热效果。
[0019]基于纳米颗粒强化换热技术、蒸发循环制冷技术、膜除湿技术以及燃油热沉技术，这三个技术并不能简单组合而产生作用，前期也无人提出过如何组合使用，本专利技术首次提出将其组合。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统的原理示意图；
[0021]图中：1
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膜除湿设备、2
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压气机、3
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座舱、4
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油箱、5
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压缩机、6
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第一冷凝器、7
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第二冷凝器、8
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第一蒸发器、9
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第二蒸发器、10
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燃油泵、11
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液冷泵、12
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第一节流阀、13
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第二节流阀、14
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电子设备冷板、15
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第一阀门、16
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第二阀门、17
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第三阀门、18
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第四阀门、19
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第五阀门。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。
[0023]本专利技术的提供一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统，实现机载冷却系统换热性能的提升。
[0024]如图1所示：一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统，包括供气模块、制冷模块、燃油模块。
[0025]所述供气模块为座舱3提供通风所需空气。所述制冷模块采用蒸发循环系统，用于
冷却电子设备以及为冷却/加热进入座舱3的空气；所述燃油模块中的燃油用作制冷模块中制冷剂散热的冷源。
[0026]所述供气模块包括膜除湿设备1和与其出口连通的压气机2。
[0027]所述制冷模块包括压缩机5、第一冷凝器6、第二冷凝器7、第一蒸发器8、第二蒸发器9、第一节流阀12、第二节流阀13、第三阀门17、第四阀门18、第五阀门19。
[0028]所述压缩机5的出口分别与第一冷凝器6和第二冷凝器7的进口连通，所述压缩机5的进口分别与第一蒸发器8和第二蒸发器9的出口连通。所述第一蒸发器8的进口管路上安装有第一节流阀12，第二蒸发器9的进口管路Ⅰ上安装有第二节流阀13。第一冷凝器6的进口管路上安装第三阀门17和第二冷凝器7的进口管路上安装第四阀门18。第二蒸发器9进口管路Ⅰ上还安装有第五阀门19，第一冷凝器6、第二冷凝器7均通过进口管路Ⅰ与第一蒸发器8相连，并且第一冷凝器6、第二冷凝器7均通过进口管路Ⅰ与第二蒸发器9相连。
[0029]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米颗粒强化的机载加温冷却系统，其特征在于，包括供气模块、制冷模块、燃油模块；所述供气模块包括膜除湿设备和与其出口连通的压气机；所述制冷模块包含压缩机、第一节流阀、第二节流阀、第三阀门、第四阀门、第五阀门；所述压缩机的出口分别与第一冷凝器进口和第二冷凝器进口连通，所述压缩机的进口分别与第一蒸发器出口和第二蒸发器的出口连通，所述第一蒸发器进口管路上安装第一节流阀，第二蒸发器进口管路上安装有第二节流阀，第一冷凝器进口管路上安装有第三阀门，第二冷凝器的进口管路上安装有第四阀门，第二蒸发器的进口管路上还安装有第五阀门，第一冷凝器、第二冷凝器均通过进口管路Ⅰ与第一蒸发器相连，并且第一冷凝器、第二冷凝器均通过进口管路Ⅰ与第二蒸发器相连，压缩机与第二蒸发器通过出口管路Ⅰ相连通，在出口管路Ⅰ上还安装有第二阀门，第二蒸发器与座舱相连通，用于冷却进入座舱的空气；所述压缩机与第二冷凝器通过出口管路Ⅱ相连通，出口管路Ⅱ上还安装有第一阀门，第二冷凝器与座舱相连通，用于加热进入座舱的空气。2.根据权利要求1所述的纳米颗粒强化的机载加温冷却系统，其特征在于，制冷模块始终处于制冷模...

【专利技术属性】
技术研发人员：许玉，李玲，闫子豪，朱子航，王佳乐，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：