Отопительно-вентиляционная система салона воздушного судна

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ОТОПИТЕЛЬНО-ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА САЛОНА ВОЗДУШНОГО СУДНА(71) Заявители Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Пляц Олег Михайлович(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Пляц Олег Михайлович(73) Патентообладатели Синяков Анатолий Леонидович Александров Анатолий Николаевич Пляц Олег Михайлович(57) Отопительно-вентиляционная система салона воздушного судна, содержащая расположенные в салоне распределительные короба приточного воздуха, подключенные через обратный клапан к выходу глушителя шума, вход которого присоединен через первый регулятор давления воздуха к первому выходу и через выходной и входной патрубки турбохолодильника, содержащего вентилятор, собирающий и распределительный коллекторы горячего воздуха рекуперативного теплообменника с распределительным и собирающим коллекторами холодного воздуха, второй регулятор давления воздуха ко второму выходу распределителя горячего воздуха, оборудованного мотор-редуктором и подключенного входом через перекрывной кран к выходу компрессора, вход которого сообщен с наружной средой, с которой также сообщены распределительный коллектор холодного воздуха рекуперативного теплообменника и вход вентилятора турбохолодильника, при этом моторедуктор распределителя воздуха подключен к выходу регулятора температуры, датчики температуры которого расположены в салоне воздушного судна, отличающаяся тем, что собирающий коллектор холодного воздуха рекуперативного теплообменника и выход вентилятора турбохолодильника подключены ко входу компрессора.(56) 1. Кузнецов А.Н. Основы конструкции и технической эксплуатации воздушных судов. М. Транспорт, 1990. - 249 с. 2. Кузнецов А.Н. Основы конструкции и технической эксплуатации воздушных судов. М. Транспорт, 1990. - 250 с. 79602012.02.28 Предлагаемое техническое решение относится к отопительно-вентиляционным системам пассажирских салонов воздушных судов. Известна конструкция отопительно-вентиляционной системы салона вертолета 1. Известная система содержит приточный вентилятор, керосиновый теплообменник калорифер и распределительные воздуховоды приточного воздуха. Эта система работает следующим образом. В режиме вентиляции и обогрева салона воздух забирается вентилятором из атмосферы, прогоняется через теплообменник - калорифер, где осуществляется его нагрев до требуемой температуры, и затем через распределительные воздуховоды поступает в салон. Отработанный воздух выходит в атмосферу через неплотности фюзеляжа вертолета. К недостатку этой отопительно-вентиляционной системы следует отнести узкую область применения. Узкая область применения обусловлена тем, что система применима только для отопления и вентиляции небольших пассажирских негерметичных салонов воздушных судов,которые эксплуатируются на небольших высотах. Наиболее близкой к заявляемой конструкции отопительно-вентиляционной системой является система, которая обеспечивает отопление и вентиляцию герметичных больших пассажирских салонов воздушных судов, эксплуатируемых на больших высотах 2. Эта отопительно-вентиляционная система содержит распределительные короба приточного воздуха, расположенные в герметичном салоне рекуперативный теплообменник охладитель горячего воздуха с выхода компрессора авиадвигателя турбохолодильник для более глубокого охлаждения горячего воздуха два регулятора давления воздуха распределитель горячего воздуха глушитель шума регулятор температуры воздушной среды салона перекрывной кран. Отопительно-вентиляционная система работает следующим образом. Воздух из компрессора авиадвигателя через перекрывной кран поступает к распределителю воздуха, а от него - к регуляторам давления холодной и горячей линий воздуха. Регуляторы обеспечивают на выходе постоянное давление, равное 30-50 кПа. В холодной линии воздух охлаждается сначала в рекуперативном теплообменнике-охладителе продувочным атмосферным воздухом, а затем в турбохолодильнике. После турбохолодильника воздух холодной и горячей линий смешивается в определенной пропорции с заданной температурой и через глушитель шума, обратный клапан и распределительные короба поступает в салон. Температура воздуха, поступающего в салон, регулируется изменением количества воздуха, направляемого распределителем в горячую и холодную линии. Автоматическое управление распределителем воздуха осуществляется регулятором температуры, датчик которого расположен в салоне воздушного судна. К недостатку этой отопительно-вентиляционной системы салона воздушного судна следует отнести большие затраты тепловой энергии на отопление и вентиляцию салона. Большие затраты тепловой энергии системой обусловлены использованием системой воздуха с температурой 250300 С из компрессора авиадвигателя для отопления и вентиляции салона, рассчитанного на большое количество пассажиров. Согласно Нормам летной годности в воздушных судах необходимо поддерживать температуру не ниже 20 С, а для обеспечения достаточной чистоты воздуха подавать в салон не менее 20 кг/час свежего воздуха на человека. Так, для самолета с салоном на 180 пассажиров затраты тепловой энергии, отбираемой от сжатого воздуха компрессора авиадвигателя самолета, летящего на высоте 11 км, составляют 350400 кВт. Такие большие затраты тепловой энергии на отопление и вентиляцию салона обеспечиваются дополнительным расходом топлива самолета, в результате чего уменьшается дальность полета самолета. 79602012.02.28 Задачей предлагаемой полезной модели отопительно-вентиляционной системы салона воздушного судна является снижение затрат тепловой энергии на поддержание оптимальных температуры и газового состава воздушной среды пассажирского салона. Поставленная задача решается тем, что отопительно-вентиляционная система салона воздушного судна, содержащая расположенные в салоне распределительные короба приточного воздуха, подключенные через обратный клапан к выходу глушителя шума, вход которого присоединен через первый регулятор давления воздуха к первому выходу и через выходной и входной патрубки турбохолодильника, содержащего вентилятор, собирающий и распределительный коллекторы горячего воздуха рекуперативного теплообменника с распределительным и собирающим коллекторами холодного воздуха,второй регулятор давления воздуха ко второму выходу распределителя горячего воздуха,оборудованного мотор-редуктором и подключенного входом через перекрывной кран к выходу компрессора, вход которого сообщен с наружной средой, с которой также сообщены распределительный коллектор холодного воздуха рекуперативного теплообменника и вход вентилятора турбохолодильника, при этом мотор-редуктор распределителя воздуха подключен к выходу регулятора температуры, датчики температуры которого расположены в салоне воздушного судна, а собирающий коллектор холодного воздуха рекуперативного теплообменника и выход вентилятора турбохолодильника подключены ко входу компрессора авиадвигателя. Сущность предлагаемой полезной модели отопительно-вентиляционной системы салона воздушного судна поясняется схемой системы, изображенной на фигуре. Отопительно-вентиляционная система салона воздушного судна содержит расположенные в салоне 1 распределительные короба 2 приточного воздуха, подключенные через обратный клапан 3 к выходу глушителя 4 шума, вход 5 которого присоединен через первый регулятор 6 давления к первому и через выходной и входной патрубки 7, 8 турбохолодильника 9, содержащего вентилятор 10, собирающий и распределительный коллекторы 11, 12 горячего воздуха рекуперативного теплообменника 13 с распределительным и собирающим коллекторами 14, 15 холодного воздуха, второй регулятор 16 давления воздуха ко второму выходам 17, 18 распределителя 19 горячего воздуха,оборудованного мотор-редуктором 20 и подключенного входом 21 через перекрывной кран 22 к выходу 23 приводимого во вращение авиадвигателем 24 компрессора 25, вход 26 которого сообщен с наружной средой, с которой также сообщены распределительный коллектор 14 холодного воздуха рекуперативного теплообменника 13 и вход вентилятора 10 турбохолодильника 9, при этом мотор-редуктор 20 распределителя 19 воздуха подключен к выходу регулятора 27 температуры, датчики 28, 29 которого расположены в салоне 1. Для снижения затрат тепловой энергии на отопление и вентиляцию салона 1 собирающий коллектор 15 холодного воздуха рекуперативного теплообменника 13 и выход вентилятора 10 турбохолодильника 9 подключены ко входу 26 компрессора 25 авиадвигателя 24. Заявляемая отопительно-вентиляционная система салона воздушного судна работает следующим образом. Горячий воздух компрессора 25 авиадвигателя 24 через перекрывной кран 22 поступает в распределитель воздуха 19, который при помощи мотор-редуктора 20 изменяет количество горячего воздуха, поступающего в регуляторы давления 6 и 16. Регуляторы 6 и 16 обеспечивают постоянное давление на выходе, равное 3050 кПа, которое необходимо для продвижения воздуха через рекуперативный теплообменник 13, турбохолодильник 9,глушитель шума 4 и поступления воздуха в салон через раздаточные короба 2. Горячий воздух после регулятора 16 давления проходит через теплообменник 13, где охлаждается наружным воздухом (нар- 57 С на высоте 11 км), протягиваемым через теплообменник 13 при помощи коллекторов 14 и 15 компрессором 25. При этом холодный воздух нагревается от теплоты горячего воздуха и поступает в компрессор 25. После теплообменника 3 79602012.02.28 13 воздух дополнительно охлаждается в турбохолодильнике 9. Охлажденный воздух после турбохолодильника 9 и горячий воздух с выхода регулятора давления 6 смешиваются в определенной пропорции и с заданной температурой через глушитель шума 4, обратный клапан 3 и распределительные короба 2 поступают в салон воздушного судна. Нормируемая температура в салоне судна поддерживается регулятором температуры 27 при помощи мотор-редуктора 20 путем изменения распределителем 19 расходов горячего воздуха,поступающих к регуляторам 6 и 16. Турбохолодильник 9 имеет турбину и вентилятор 10, рабочее колесо турбины установлено на общем валу с вентилятором 10. Сжатый горячий воздух после теплообменника 13 поступает на лопатки рабочего колеса турбины и они начинают вращаться, превращая энергию потока воздуха в механическую энергию, которая вращает вентилятор 10, вход которого сообщен с наружным воздухом. Наружный воздух, подогретый в вентиляторе механической энергией турбины турбохолодильника, поступает на вход 26 компрессора 25. Заявляемая система обеспечивает утилизацию тепла горячего воздуха, проходящего через теплообменник 13 и турбохолодильник 9, в результате снижаетсярасход тепла на отопление и вентиляцию салона воздушного судна. Для самолета с салоном на 180 пассажиров заявляемая отопитель-вентиляционная система салона судна обеспечивает нормируемую температуру ( 20 С) и газовый состав воздушной среды салона при затратах тепловой энергии в 1,52 раза меньше по сравнению с существующей системой. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой отопительно-вентиляционной системы салона воздушного судна происходит достижение поставленной технической задачи - снижение затрат тепловой энергии на поддержание оптимальных температуры и газового состава воздушной среды пассажирского салона за счет утилизации теплоты горячего воздуха компрессора, охлаждаемого в рекуперативном теплообменнике и турбохолодильнике наружным воздухом, и подачи подогретого наружного воздуха на вход компрессора авиадвигателя. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4