Для комфорта пассажиров в самолетах предусмотрен кондиционер. Тот же кондиционированный воздух также используется для наддува кабины в самолете. Хорошие запчасти для компрессоров, за счет которых работает многое в самолете, включая кондиционеры, — это важная часть, ведь без запчастей от хороших производителей вы не сможете нормально отремонтировать деталь.
Система кондиционирования воздуха в современных самолетах
В систему кондиционирования воздуха подается воздух, обработанный двумя блоками, которые регулируют расход воздуха и температуру по мере необходимости. Система кондиционирования воздуха в самолете смешивает горячий и холодный воздух для достижения желаемой температуры.
Типы самолетов различаются, но принципы и работа системы кондиционирования воздуха одинаковы для всех самолетов. Основные части системы кондиционирования воздуха выполняют следующие функции:
- Управление потоком свежего воздуха для наддува и вентиляции самолета
- Контролируйте температуру в кабине экипажа и пассажирском салоне
- Рециркуляция воздуха в салоне для вентиляции
Пакет кондиционеров
Пакет позволяет охлаждать отбираемый воздух для кондиционирования воздуха в полете и пассажирском салоне. Система кондиционирования воздуха основана на охлаждающем устройстве Air Cycle Machine (ACM), которое в основном используется в самолетах с турбинными двигателями. Систему воздушного цикла часто называют пакетом кондиционирования воздуха или пакетом.
Обычно блоки кондиционирования воздуха располагаются слева и справа от крыла в районе корпуса рядом с основными стойками шасси самолета. Пакеты отводят избыточное тепло от отборного воздуха, поступающего в блоки из системы отбора воздуха самолета, и подают в салон воздух заданной температуры.
Компоненты кондиционера
Основные компоненты блока кондиционирования воздуха:
- Уплотнительный клапан – регулирующий и запорный клапан (FCSOV) регулирует поток отбираемого воздуха в упаковку.
- Первичный теплообменник — охлаждает воздух, отбираемый от двигателя/ВСУ.
- Вторичный теплообменник — отводит тепло от сжатия ACM.
- Машина воздушного цикла (ACM) — ACM, состоящая из компрессора и турбины, установленных на одном валу.
- Конденсатор – Конденсатор использует охлажденный воздух нагнетания турбины для охлаждения входящего отбираемого воздуха до температуры, достаточно низкой (ниже точки росы), чтобы произошла конденсация влаги.
- Подогреватель — подогреватель используется для повышения температуры воздуха до того, как он достигнет входа в турбину, чтобы испарить оставшиеся капли воды для защиты турбины.
- Экстрактор воды – экстрактор воды удаляет воду из влаги, производимой конденсатором.
- Форсунка распыления воды – расположена на входе вторичного теплообменника и распыляет на него воду, слитую из водоотделителя, для увеличения охлаждающей способности теплообменника.
Подача воздуха для режима Pack
Система кондиционирования воздушного цикла снабжается воздухом от пневмосистемы самолета. В свою очередь, пневмосистема питается от отводов отбора воздуха на каждой секции компрессора двигателя или от пневматического питания ВСУ. Отбираемый воздух из пневмораспределителя направляется в первичный теплообменник агрегатов.
Эксплуатация блока кондиционирования воздуха
Когда отбираемый воздух проходит через первичный теплообменник, набегающий воздух отводит часть тепла. Этот частично холодный отбираемый воздух поступает в секцию компрессора машины воздушного цикла. Секция компрессора повышает давление и температуру частично охлажденного отбираемого воздуха. Этот сжатый воздух поступает во вторичный теплообменник.
Воздух с выхода компрессора ACM проходит через вторичный теплообменник. Перекрестный поток набегающего воздуха отводит тепло до того, как воздух попадет на вход турбины ACM.
Когда самолет находится на земле, крыльчатка вентилятора ACM образует зону низкого давления. Это втягивает воздух через теплообменники и вверх через нагнетательную камеру к крыльчатому вентилятору. Затем крыльчатка вентилятора направляет воздух через диффузор и выбрасывает набегающий воздух.
Когда самолет находится в полете, давление набегающего воздуха течет вниз по камере и выходит через обратный клапан байпаса вентилятора.
Отбираемый воздух, выходящий из вторичного теплообменника, проходит через горячую сторону подогревателя. Воздух, проходящий через подогреватель в первый раз, охлаждается более холодным воздухом из конденсатора. Температура отбираемого воздуха повышается по мере того, как он проходит второй раз через подогреватель и попадает в турбинную часть машины воздушного цикла.
Подогреватель повышает температуру воздуха в блоке кондиционирования воздуха перед тем, как он попадет в турбину машины воздушного цикла. Это увеличивает КПД турбины.
Машина с воздушным циклом (ACM) снижает температуру воздуха за счет расширения через турбину.
Воздух, выходящий из турбины, проходит через холодную сторону конденсатора. Поток воздуха из конденсатора проходит через водяной экстрактор. Конденсатор снижает температуру воздуха в блоке кондиционирования воздуха ниже точки росы, превращая водяной пар в жидкость. Водяные экстракторы удаляют влагу. Эта влага поступает в сопло распылителя воды.
Форсунка для распыления воды распыляет воду в напорный воздуховод. Это охлаждает поток набегающего воздуха за счет испарения и повышает эффективность охлаждения.
Распределение воздуха в салоне самолета
Основная система распределения воздуха в самолете получает воздух из блоков кондиционирования воздуха, наземного кондиционирования воздуха и системы рециркуляции. Смесительный коллектор собирает и смешивает воздух из любой комбинации источников. В полетный отсек поступает кондиционированный воздух из левого блока и смесительного коллектора. Летный отсек получает кондиционированный воздух из правого блока, если левый блок не работает. Система распределения воздуха для пассажиров получает воздух из смесительного коллектора. Воздух проходит через вертикальные воздуховоды и вверх по боковым стенкам в верхний распределительный воздуховод.
Рециркуляция воздуха в салоне
Система рециркуляции использует два вентилятора для подачи воздуха из салона в смесительный коллектор. Эта система уменьшает количество воздуха, которое должны подавать пакеты. Эта часть системы кондиционирования воздуха рециркулирует примерно 50 процентов воздуха в салоне для вентиляции. Это уменьшает количество свежего воздуха от пневматической системы для вентиляции. Левый и правый рециркуляционные вентиляторы и фильтры являются основными компонентами.
В современных самолетах используются высокоэффективные воздушные фильтры, которые улавливают более 99, 9% находящихся в воздухе отфильтрованного воздуха. Они аналогичны тем, которые используются в больничных операционных.
Контроль температуры
Система контроля температуры имеет выключатели перегрева в приточных каналах. Выключатели перегрева подают сигнал и останавливают работу, когда температура выходит за допустимые пределы. Лампы температуры в пассажирском салоне и воздуховоде, которые контролируют и отправляют данные о температуре на панель управления температурой в салоне. Панель управления температурой показывает температуру воздуха.
Воздух из пневматической системы добавляет тепла в зону, которая нуждается в более теплом воздухе. Этот теплый перепускаемый воздух должен смешиваться с холодным воздухом, производимым системой воздушного цикла, чтобы воздух, подаваемый в кабину, имел комфортную температуру. Это достигается за счет смесительного клапана.
Контроллер температуры сравнивает фактические сигналы температуры, полученные от различных датчиков, с желаемой входной температурой. Выходной сигнал посылается на клапан в системе кондиционирования воздуха. Этот клапан имеет разные названия в зависимости от изготовителя самолета и конструкции систем контроля окружающей среды (например, смесительный клапан, клапан регулирования температуры, регулирующий воздушный клапан). Он смешивает теплый отбираемый воздух, прошедший через процесс охлаждения воздушного цикла, с произведенным им холодным воздухом.