[发明专利]具有电驱动环境空气压缩机的飞机空调系统及其操作方法

说明书

一种飞机空调系统及其操作方法。该系统包括：环境空气供应管线，供环境空气流动通过并包括第一端和第二端；第一环境空气压缩机，布置在环境空气供应管线中并压缩流动通过的环境空气；电机，驱动第一环境空气压缩机；第一环境空气分支管线，从第一环境空气压缩机上游的环境空气供应管线分支，并重新接入第一环境空气压缩机下游的环境空气供应管线；第二环境空气压缩机，布置在第一环境空气分支管线中并压缩流动通过的环境空气；客舱废气管线，供客舱废气流动通过，具有可连接至被空气调节的飞机区域的第一端；和客舱废气涡轮机，布置在该客舱废气管线中并由流动通过的客舱废气驱动，且被耦合至第二环境空气压缩机以驱动第二环境空气压缩机。

技术领域

本发明涉及一种具有电驱动环境空气压缩机的飞机空调系统和用于操作这种飞机空调系统的方法。

背景技术

在商业飞机中，诸如例如在DE 10 2008 053 320 B4和US 8,333,078,B2中或者EP2 651 763 A2和US 2013/269327 A1中描述的所谓基于空气的空调系统目前通常被用于飞机客舱的空气调节。飞机空调系统被用于在飞机客舱中设置和维持期望的压力、期望的温度和期望的空气湿度。另外，飞机空调系统向飞机客舱供应足够的新鲜空气以确保规定的最小量的新鲜空气存在于飞机客舱中。最后，飞机空调系统确保飞机客舱被保持在期望的压力，在飞机的飞行模式中与飞机的飞行高度处的环境压力相比其被提高。

基于空气的飞机空调系统通常包括空调单元，压缩处理空气通过飞机的发动机、分离的压缩机或者辅助动力单元(APU)被供应至空调单元。在飞机的飞行模式中，发动机引气主要地被用于为飞机空调系统的空调单元提供压缩处理空气。另一方面，在飞机的地面运行中，飞机空调系统的空调单元通常地被供应以来自辅助动力单元或飞机外部空气产生单元的压缩处理空气。在空调单元中，处理空气在流动通过至少一个热交换器以及多个压缩和膨胀单元时被冷却和膨胀。离开空调单元的冷却处理空气最后被引导至混合腔中并且在那里与从将被空气调节的飞机区域去除的再循环空气混合。来自混合腔的混合空气经由对应的混合空气管线被引导至将被空气调节的飞机区域中，其能够为乘客客舱、驾驶员座舱、货舱、成员休息室或类似的形式，并且被划分为几个气候区。

DE 10 2010 034 830 A1和WO 2012/022758 A1描述了一种飞机空调系统，其中取自飞机发动机的压缩处理空气通过向流动通过冷却回路的冷却剂的热量传递而被冷却。用于在压缩处理空气被供应至飞机客舱之前将其膨胀的涡轮机被用于驱动布置在冷却回路中的压缩机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞机空调系统，使其能为装配有该飞机空调系统的飞机的将被空气调节的飞机区域以特别能量有效的方式提供空气调节后的环境空气。本发明的目的还在于提出一种操作这种飞机空调系统的方法。

一种飞机空调系统包括适于供环境空气流动通过的环境空气供应管线。该环境空气供应管线具有被连接至环境空气入口的第一端和被连接至该飞机空调系统的混合腔的第二端。该环境空气入口例如可被设计为斗式入口的形式，并且包括提供在装配有该飞机空调系统的飞机的外蒙皮中的开口，该开口将该环境空气供应管线直接连接至环境大气。但是，也可想到将该环境空气供应管线的第一端连接至冲压空气管道，从而将流动通过该冲压空气管道的冲压空气引导至该环境空气供应管线中。

该飞机空调系统进一步包括第一环境空气压缩机，其被布置在该环境空气供应管线中并且被配置为压缩流动通过该环境空气供应管线的环境空气。特别地，该第一环境空气压缩机被配置为将流动通过该环境空气供应管线的环境空气压缩至提高的压力，从而使其可能在进一步处理以后将环境空气引导至该飞机空调系统的该混合腔中，在该混合腔中环境空气能够与从将被空气调节的飞机区域、例如飞机客舱去除的再循环空气混合。在该混合腔中产生的混合空气优选地被用于空气调节将被空气调节的飞机区域。