一種蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及飛機環(huán)境控制系統(tǒng)制冷散熱技術，特別涉及一種蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，以滿足飛機機載設備快速冷卻需要?？焖倮鋮s系統(tǒng)用于對機載發(fā)熱設備進行冷卻，包括：蓄冷裝置，內部設置有熱交換器以及蓄冷液，用于存儲冷量；機載制冷系統(tǒng)，通過熱交換器向蓄冷裝置存儲冷量；釋冷回路，與蓄冷裝置連通，通過蓄冷裝置中存儲的冷量對機載發(fā)熱設備進行冷卻。本發(fā)明的蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，利用超大熱功率設備工作間隙，對環(huán)境控制系統(tǒng)提供的冷量進行蓄積，提高飛機環(huán)控制冷系統(tǒng)制冷量利用效率，降低飛機能源消耗，能夠滿足超大熱功率機載設備的散熱冷卻需求，實現機載設備的快速冷卻。
【專利說明】
一種蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及飛機環(huán)境控制系統(tǒng)制冷散熱技術，特別涉及一種蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]飛機超大熱功率機載設備的應用帶來了快速冷卻技術迫切需求，目前在這方面尚無成功案例，尚未查到相關資料。傳統(tǒng)的飛機環(huán)境控制系統(tǒng)通過空氣冷卻和液體冷卻可以實現座艙及電子設備的溫度控制及冷卻，但是當設備間歇性工作，在工作瞬間發(fā)出超大熱量時，傳統(tǒng)的環(huán)境控制系統(tǒng)已經無法滿足此類需求。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供了一種蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，以滿足飛機機載設備快速冷卻需要。
[0004]本發(fā)明的技術方案是:
[0005]—種蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，用于對機載發(fā)熱設備進行冷卻，包括:
[0006]蓄冷裝置，內部設置有熱交換器以及蓄冷液，用于存儲冷量;其中，蓄冷液可以選擇為冰水混合物、乙二醇水溶液等；
[0007]機載制冷系統(tǒng)，通過所述熱交換器向所述蓄冷裝置存儲冷量；
[0008]釋冷回路，與所述蓄冷裝置連通，通過所述蓄冷裝置中存儲的冷量對所述機載發(fā)熱設備進行冷卻。
[0009]可選的，所述蓄冷裝置還包括:
[0010]蓄冷池，所述蓄冷液和所述熱交換器設置在所述蓄冷池內部。
[0011]可選的，所述熱交換器包括并列設置第一熱交換器、第二熱交換器以及第三熱交換器。
[0012]可選的，所述機載制冷系統(tǒng)包括第一機載制冷系統(tǒng)，所述第一機載制冷系統(tǒng)包括:
[0013]第四熱交換器，其出口依次通過第一栗和第一單向活門與所述第一熱交換器進口連通，所述第一熱交換器出口通過管道與所述第四熱交換器的進口連通；
[0014]溫度控制活門，并聯設置在所述第四熱交換器的進氣口與出氣口之間。
[0015]可選的，所述機載制冷系統(tǒng)包括第二機載制冷系統(tǒng)，所述第二機載制冷系統(tǒng)包括依次串聯設置在所述第二熱交換器的出口與進口之間的:壓縮機、冷凝器以及膨脹閥。
[0016]可選的，所述釋冷回路包括依次連接在所述第三熱交換器進口和出口端的:關斷活門、至少一個所述對機載發(fā)熱設備、第二單向活門、第二栗以及過濾器。
[0017]可選的，所述機載發(fā)熱設備包括多個，且并聯設置。
[0018]發(fā)明效果:
[0019]本發(fā)明的蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，利用超大熱功率設備工作間隙，對環(huán)境控制系統(tǒng)提供的冷量進行蓄積，提高飛機環(huán)控制冷系統(tǒng)制冷量利用效率，降低飛機能源消耗，能夠滿足超大熱功率機載設備的散熱冷卻需求，實現機載設備的快速冷卻。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明實施的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。
[0022]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0023]下面結合附圖1對本發(fā)明蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)做進一步詳細說明。
[0024]本發(fā)明提供了一種蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，用于對機載發(fā)熱設備進行冷卻，包括蓄冷裝置、機載制冷系統(tǒng)以及釋冷回路。
[0025]蓄冷裝置內部設置有熱交換器以及蓄冷液，用于存儲冷量;其中，蓄冷液優(yōu)選冰水混合物或乙二醇水溶液。另外，蓄冷裝置可以根據需要設置為多種適合的結構；本實施例中，蓄冷裝置還包括蓄冷池11，蓄冷液和熱交換器設置在蓄冷池11內部。蓄冷池11的蓄冷冷量源于制冷系統(tǒng)，蓄冷量主要以蓄冷介質狀態(tài)變化潛熱形式儲存。
[0026]進一步，熱交換器可以包括并列設置第一熱交換器12、第二熱交換器13以及第三熱交換器14。
[0027]機載制冷系統(tǒng)通過熱交換器向蓄冷裝置存儲冷量;釋冷回路與蓄冷裝置連通，通過蓄冷裝置中存儲的冷量對機載發(fā)熱設備42進行冷卻。
[0028]本發(fā)明的蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)中，
[0029]本發(fā)明的蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)中，機載制冷系統(tǒng)包括第一機載制冷系統(tǒng)20、第二機載制冷系統(tǒng)30。
[0030]其中，第一機載制冷系統(tǒng)20包括第四熱交換器21，第四熱交換器21的出口依次通過第一栗22和第一單向活門23與第一熱交換器12進口連通，第一熱交換器12出口通過管道與第四熱交換器21的進口連通;溫度控制活門24并聯設置在第四熱交換器21的進氣口與出氣口之間。
[0031]第二機載制冷系統(tǒng)30包括依次串聯設置在第二熱交換器13的出口與進口之間的:壓縮機31、冷凝器32以及膨脹閥33。
[0032]釋冷回路包括依次連接在第三熱交換器14進口和出口端的:關斷活門41、至少一個對機載發(fā)熱設備42、第二單向活門43、第二栗44以及過濾器45。另外，第二栗44可以包括并聯設置的兩個，相當于雙余度功能。進一步，機載發(fā)熱設備42可以根據需要設置為多個(N個)，且并聯設置。在第三熱交換器14的進氣口與出氣口之間并聯設置有一個溫度控制活門24。
[0033]本發(fā)明的蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，在蓄冷回路(第一機載制冷系統(tǒng)20和第二機載制冷系統(tǒng)30所在回路)工作時，蓄冷介質(蓄冷液)吸收大量冷量后自液態(tài)變化成固態(tài)，使得制冷量以潛熱形式儲存起來，而在釋冷回路工作時，載冷劑向蓄冷介質釋放大量熱量，蓄冷介質自固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，釋放熱量以潛熱形式儲存在蓄冷介質中。另外，在飛機超大熱功率設備非工作時間通過蓄冷回路進行蓄冷，工作時進行通過釋冷回路進行釋冷，使設備快速制冷。
[0034]綜上所述，本發(fā)明的蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，利用超大熱功率設備工作間隙，對環(huán)境控制系統(tǒng)提供的冷量進行蓄積，提高飛機環(huán)控制冷系統(tǒng)制冷量利用效率，降低飛機能源消耗，能夠滿足超大熱功率機載設備的散熱冷卻需求，實現機載設備的快速冷卻。
[0035]本發(fā)明的蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)包括蓄冷池蓄冷工作過程和蓄冷池釋冷工作過程，具體如下:
[0036]蓄冷池蓄冷工作過程:
[0037]超大熱載荷處于非工作狀態(tài)時，飛機環(huán)境控制系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)正常提供冷空氣和沖壓空氣，通過兩個蓄冷回路(第一機載制冷系統(tǒng)20和第二機載制冷系統(tǒng)30所在回路)實現蓄冷。
[0038]飛機環(huán)境控制系統(tǒng)提供的冷空氣通過第一機載制冷系統(tǒng)20向蓄冷池蓄冷。圖1所示的第一栗22驅動蓄冷池11的載冷劑循環(huán)，在第四熱交換器21放出熱量，在第一熱交換器12處吸收熱量，實現蓄冷。且蓄冷量隨著飛機飛行高度增加而增加，因為隨著飛機飛行高度增加外界環(huán)境溫度持續(xù)降低，導致供入座艙的空氣溫度增加，因此通過溫度控制活門24的空氣流量減小，更多的冷空氣通過第四熱交換器21將熱量傳遞給第一機載制冷系統(tǒng)20載冷劑，實現蓄冷。
[0039]同樣，飛機環(huán)境控制系統(tǒng)提供的沖壓空氣通過第二機載制冷系統(tǒng)30向蓄冷池蓄冷。圖1所示的第二機載制冷系統(tǒng)30采用蒸發(fā)循環(huán)制冷系統(tǒng)，當其啟動工作時，氣態(tài)載冷劑通過壓縮機31壓縮后溫度和壓力升高，然后在冷凝器32中冷卻降低溫度后變成液態(tài)，然后在膨脹閥33中膨脹降低壓力變成氣態(tài)和液態(tài)混合載冷劑，通過蓄冷池11第二熱交換器13變成氣態(tài)，再進入壓縮機31壓縮循環(huán)。第二機載制冷系統(tǒng)30工作狀態(tài)由電動壓縮機控制，在冷凝器32中放出熱量并傳遞給沖壓空氣，在第二熱交換器13中吸收熱量，實現蓄冷。第二機載制冷系統(tǒng)30可根據第一機載制冷系統(tǒng)20的性能采取間歇工作方式，確保蓄冷池11蓄冷量保證超大熱功率設備工作可靠性。
[0040]蓄冷池釋冷工作過程:
[0041]蓄冷池11通過釋冷回路實現超大熱功率設備的冷卻。在超大熱功率設備工作時，圖1所示的釋冷回路先于超大熱功率設備啟動工作，載冷劑載冷介質在第二栗44驅動下，經過過濾器45過濾雜質后進入蓄冷池第三熱交換器14進行熱交換降低溫度后分成多路供入超大熱功率機載發(fā)熱設備42，吸收其工作散發(fā)的熱量后匯成一路，進入栗循環(huán)，即實現了蓄冷池11釋冷以及超大熱功率機載發(fā)熱設備42的冷卻。
[0042]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種蓄冷式機載設備快速冷卻系統(tǒng)，用于對機載發(fā)熱設備(42)進行冷卻，其特征在于，包括: 蓄冷裝置，內部設置有熱交換器以及蓄冷液，用于存儲冷量； 機載制冷系統(tǒng)，通過所述熱交換器向所述蓄冷裝置存儲冷量； 釋冷回路，與所述蓄冷裝置連通，通過所述蓄冷裝置中存儲的冷量對所述機載發(fā)熱設備(42)進行冷卻。2.根據權利要求1所述的高壓軟管耐沖擊試驗裝置，其特征在于，所述蓄冷裝置還包括: 蓄冷池(11)，所述蓄冷液和所述熱交換器設置在所述蓄冷池(11)內部。3.根據權利要求2所述的高壓軟管耐沖擊試驗裝置，其特征在于，所述熱交換器包括并列設置第一熱交換器(12)、第二熱交換器(13)以及第三熱交換器(14)。4.根據權利要求3所述的高壓軟管耐沖擊試驗裝置，其特征在于，所述機載制冷系統(tǒng)包括第一機載制冷系統(tǒng)(20)，所述第一機載制冷系統(tǒng)(20)包括: 第四熱交換器(21)，其出口依次通過第一栗(22)和第一單向活門(23)與所述第一熱交換器(12)進口連通，所述第一熱交換器(12)出口通過管道與所述第四熱交換器(21)的進口連通； 溫度控制活門(24)，并聯設置在所述第四熱交換器(21)的進氣口與出氣口之間。5.根據權利要求4所述的高壓軟管耐沖擊試驗裝置，其特征在于，所述機載制冷系統(tǒng)包括第二機載制冷系統(tǒng)(30)，所述第二機載制冷系統(tǒng)(30)包括依次串聯設置在所述第二熱交換器(13)的出口與進口之間的:壓縮機(31)、冷凝器(32)以及膨脹閥(33)。6.根據權利要求3-5任一項所述的高壓軟管耐沖擊試驗裝置，其特征在于，所述釋冷回路包括依次連接在所述第三熱交換器(14)進口和出口端的:關斷活門(41)、至少一個所述對機載發(fā)熱設備(42)、第二單向活門(43)、第二栗(44)以及過濾器(45)。7.根據權利要求6所述的高壓軟管耐沖擊試驗裝置，其特征在于，所述機載發(fā)熱設備(42)包括多個，且并聯設置。
【文檔編號】F25D16/00GK106016909SQ201610374215
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】成杰, 黨曉民, 程濤
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設計研究所