一种飞机周期性热载荷的环控系统技术方案

本申请属于机载环控技术领域，具体涉及一种飞机周期性热载荷的环控系统。该系统包括通过蒸发循环回路连接的低温液冷回路与高温液冷回路，飞机周期性热载荷的环控系统还包括低温燃油回路，低温燃油回路包括液体

【技术实现步骤摘要】
一种飞机周期性热载荷的环控系统


[0001]本申请属于机载环控
，具体涉及一种飞机周期性热载荷的环控系统。

技术介绍

[0002]目前飞机环控系统的主要热沉是燃油和冲压空气，但是未来飞机平台高性能节能发动机的应用减少了燃油流量，限制了通过发动机的潜在散热能力，从而导致供给设备的冷却液温度过高，将严重影响设备的性能和可靠性；飞机的高隐身需求限制了冲压空气开口面积，导致冷却用的冲压空气量降低，限制了冲压空气的冷却能力；而大功率电子设备的应用又产生更大的热量，全机热排热能力无法满足飞行平台进一步发展需要，环控系统越来越依赖于燃油的热沉能力。
[0003]随着机载电子设备能力的进一步提高，全机散热需求的增加已成必然趋势，整机热载荷的上升使燃油冷却回路需要更多的燃油，导致更多的高温燃油回流，大量高温回流燃油混入油箱，提升了燃油热沉的温度，燃油冷却回路越来越难以满足所有散热部件的冷却需求。
[0004]飞机上不同散热设备对燃油热沉温度需求各不相同，某些周期性热载荷的冷却温度通常需要低于60℃，甚至低于30℃，飞机环控系统面临着由于燃油温度过高造成设备使用限制的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本申请提供了一种飞机周期性热载荷的环控系统，能够实时根据实际机载设备工作状态、工作温度需求，为机载设备提供冷却，使机载设备工作于最佳使用温度范围内，同时在周期性热载荷不工作时对机载燃油进行冷却，动态调节机载燃油热沉的温度，拓展机载燃油的利用空间。
[0006]本申请提供的飞机周期性热载荷的环控系统，主要包括通过蒸发循环回路连接的低温液冷回路与高温液冷回路，其中，周期性热载荷设置在低温液冷回路中，所述飞机周期性热载荷的环控系统还包括低温燃油回路，所述低温燃油回路包括液体
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燃油换热器、低温燃油箱及电动燃油泵，其中，液体
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燃油换热器的一路并联在所述低温液冷回路的出口管路上，且在该出口管路上的并联段上设置第一流量控制活门，液体
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燃油换热器的另一路串联在由低温燃油箱及电动燃油泵构成的低温燃油回路上，所述低温燃油回路上设置有第二流量控制活门。
[0007]优选的是，所述低温液冷回路在所述周期性热载荷两端并联有流量调节管路，所述流量调节管路上设置有第三流量控制活门。
[0008]优选的是，所述低温液冷回路在所述周期性热载荷两端各设置有一个温度传感器，根据低温液冷回路的所述周期性热载荷两端的温差与预定值之间的大小确定所述第三流量控制活门的开度，当所述温差大于预定值时，减少所述第三流量控制活门的开度，反之，增大所述第三流量控制活门的开度。
[0009]优选的是，所述飞机周期性热载荷的环控系统包括第一状态及第二状态，在所述第一状态下，第二流量控制活门打开，通过低温燃油回路与蒸发循环回路对周期性热载荷降温，在所述第二状态下，第二流量控制活门关闭，通过低温燃油回路与蒸发循环回路对周期性热载荷降温。
[0010]优选的是，所述蒸发循环回路包括蒸发器、压缩机及冷凝器，蒸发循环回路通过蒸发器与低温液冷回路交联，蒸发循环回路通过冷凝器与高温液冷回路交联。
[0011]优选的是，所述高温液冷回路包括冷凝器、液冷泵、第四流量控制活门、燃油
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液体换热器及液体
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空气散热器。
[0012]优选的是，所述蒸发器的入口处设置有温度传感器，液体
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燃油换热器出口位置设置有温度传感器，燃油冷却回路上液体
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燃油换热器入口及其出口位置处设置有温度传感器，高温液冷循环中冷凝器入口及出口位置设置有温度传感器。
[0013]优选的是，基于传感器所测的温度数值确定第一流量控制活门及第二流量控制活门的开度。
[0014]与现有技术相比，本申请具有以下优点：
[0015](1)性能先进。可根据不同热载荷的冷却需求，使机载设备工作在最佳温度范围，实现电子设备的高效冷却；通过蒸发循环冷却低温燃油箱中的燃油，解决由于燃油温度过高造成设备使用限制的问题以及低温热沉获取问题，可大幅提高环控系统的自适应能力及整体热排散能力；
[0016](2)通用性好。该环控系统方案可根据周期性热载荷的不同的散热功率等级，调整系统旁路工作流量，在满足制冷量需求的情况下，合理分配冷却介质(燃油、冷却工质)流量，实现综合系统的快速组建；通过将热量移峰填谷的调控方式，实现机载热沉的合理利用，提高环控系统工作效率。
[0017]本申请能够确保机载设备的使用性能，保障飞机飞行过程的综合性能。
附图说明
[0018]图1为本申请飞机周期性热载荷的环控系统的一优选实施例的系统架构图。
[0019]图2为本申请一优选实施例的第三流量控制活门控制策略示意图。
[0020]图3为本申请一优选实施例的第一流量控制活门及第二控制活门控制策略示意图。
[0021]其中，1
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周期性热载荷，2
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三通阀，3
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液冷泵，4
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蒸发器，5
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压缩机，6
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冷凝器，7
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液冷泵，8
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第四流量控制活门，9
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燃油
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液体换热器，10
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液体
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空气散热器，11
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膨胀阀，12
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第一流量控制活门，13
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单向活门，14
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第二流量控制活门，15
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电动燃油泵，16
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低温燃油箱，17
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液体
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燃油换热器，18
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三通阀，19
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，20～28
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温度传感器，29
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第三流量控制活门。
具体实施方式
[0022]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式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。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示
例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
[0023]本申请提供了一种飞机周期性热载荷的环控系统，如图1所示，主要包括通过蒸发循环回路连接的低温液冷回路与高温液冷回路，其中，周期性热载荷设置在低温液冷回路中，所述飞机周期性热载荷的环控系统还包括低温燃油回路，所述低温燃油回路包括液体
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燃油换热器17、低温燃油箱16及电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机周期性热载荷的环控系统，包括通过蒸发循环回路连接的低温液冷回路与高温液冷回路，其中，周期性热载荷设置在低温液冷回路中，其特征在于，所述飞机周期性热载荷的环控系统还包括低温燃油回路，所述低温燃油回路包括液体
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燃油换热器(17)、低温燃油箱(16)及电动燃油泵(15)，其中，液体
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燃油换热器(17)的一路并联在所述低温液冷回路的出口管路上，且在该出口管路上的并联段上设置第一流量控制活门(12)，液体
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燃油换热器(17)的另一路串联在由低温燃油箱(16)及电动燃油泵(15)构成的低温燃油回路上，所述低温燃油回路上设置有第二流量控制活门(14)。2.如权利要求1所述的飞机周期性热载荷的环控系统，其特征在于，所述低温液冷回路在所述周期性热载荷两端并联有流量调节管路，所述流量调节管路上设置有第三流量控制活门(29)。3.如权利要求2所述的飞机周期性热载荷的环控系统，其特征在于，所述低温液冷回路在所述周期性热载荷两端各设置有一个温度传感器，根据低温液冷回路的所述周期性热载荷两端的温差与预定值之间的大小确定所述第三流量控制活门(29)的开度，当所述温差大于预定值时，减少所述第三流量控制活门(29)的开度，反之，增大所述第三流量控制活门(29)的开度。4.如权利要求1所述的飞机周期性热载荷的环控系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴壮，于磊，艾凤明，李国强，李征鸿，范宇，袁振伟，黄志远，庄伟亮，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：