Энергоёмкая система кондиционирования воздуха для воздушного судна Российский патент 2023 года по МПК B64D13/08 

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха (СКВ) летательных аппаратов (ЛА), в первую очередь, для перспективных региональных самолетов с гибридной/распределенной силовой установкой, и решает задачу создания и поддержания заданных параметров воздуха на выходе из СКВ во всем диапазоне эксплуатации.

Для нормальной работы экипажа и оборудования необходима подача в кабину и в технические отсеки предварительно подготовленного рабочего воздуха с требуемыми значениями температуры, давления и других параметров.

Наиболее распространенным вариантом СКВ ЛА на данный момент времени являются системы с отбором рабочего воздуха от компрессоров двигателей самолета с дальнейшей обработкой данного воздуха до требуемых параметров. В условиях отсутствия постоянного источника сжатого воздуха на ЛА, возникает необходимость создания СКВ с автономным источником сжатого воздуха. Учитывая специфику гибридной силовой установки (СУ) ЛА, где для охлаждения электродвигателя на высокотемпературных сверхпроводниках используется криоагент, целесообразно остаточный хладоресурс криоагента использовать в качестве охладителя сжатого воздуха СКВ для повышения ее эффективности.

Из уровня техники известна система кондиционирования воздуха (патент US 7322202), которая включает в себя блок кондиционирования воздуха для приема сжатого воздуха и преобразования нагнетаемого воздуха под давлением в кондиционированный воздух для воздушного судна. Нагнетаемый воздух поставляется системой подачи нагнетаемого воздуха в блок кондиционирования воздуха. Система подачи нагнетаемого воздуха включает в себя нагнетатель, работающий от электродвигателя. Блок кондиционирования воздуха содержит теплообменник, машину воздушного цикла, имеющую компрессор и турбину, и конденсатор.

Недостатками указанной системы являются:

- охлаждение воздуха, подаваемого электронагнетателем в установку охлаждения воздуха, осуществляется забортным воздухом, имеющим более высокую температуру и обладающим меньшим хладоресурсом по сравнению с криоагентом;

- отсутствие в составе установки охлаждения воздуха дополнительного теплообменника темостабилизации, позволяющего дополнительно охлаждать воздух криоагентом, имеющим больший хладоресурс по сравнению с воздухом.

Перечисленные недостатки ведут к снижению эффективности, увеличению веса и габаритов системы кондиционирования.

Известна система кондиционирования воздуха по патенту RU 2637080, которая содержит первичный и вторичный теплообменники, петлевые теплообменники и основной турбохолодильник. Система дополнительно содержит обводной трубопровод, подключенный через заслонку после первичного теплообменника и содержащий дополнительный турбохолодильник, подключенный по входу в компрессор и по входу в турбину к трубопроводу отбора воздуха от двигателя, при этом выход компрессора включен в основной трубопровод перед вторичным теплообменником, а выход турбины подключен к зоне атмосферного давления. Достигается обеспечение достаточной степени сжатия воздуха в компрессоре турбохолодильника при пониженном давлении поступающего в систему воздуха.

К недостаткам рассматриваемой системы относятся:

- охлаждение воздуха, подаваемого электронагнетателем в установку охлаждения воздуха, осуществляется забортным воздухом, имеющим более высокую температуру и обладающим меньшим хладоресурсом по сравнению с криоагентом;

- отсутствие в составе установки охлаждения воздуха дополнительного теплообменника темостабилизации, позволяющего дополнительно охлаждать воздух криоагентом, имеющим больший хладоресурс по сравнению с воздухом;

- отсутствие обводной линии петли влагоотделения, приводящее к нагреву воздуха в петле без отделения влаги при крейсерском полете вследствие практически сухого атмосферного воздуха.

Перечисленные недостатки ведут к снижению эффективности, увеличению веса и габаритов системы кондиционирования.

Интерес представляет система для замены блока кондиционирования воздуха, работающего от двигателя, на электрический блок кондиционирования воздуха в воздушном судне (US 9617005).

С этой целью устанавливаются новый электрический компрессор, испаритель и вентилятор конденсатора. Теплообменные блоки устанавливаются в зонах самолета, которые необходимо охлаждать. Новая система кондиционирования воздуха имеет два циркуляционных контура. В контуре охладителя, хладагент циркулирует между электрическим компрессором, испарителем и конденсатором. Это охлаждает испаритель. Затем испаритель используется для охлаждения циркулирующего жидкого хладагента. Теплоноситель циркулирует в теплообменных аппаратах системы.

Недостатком представленного технического решения является использование в составе системы кондиционирования установки охлаждения воздуха парокомпрессионного цикла, более энергетически эффективной, чем установка охлаждения воздуха воздушного цикла, но имеющей больший вес и габариты, более жесткие требования к герметичности системы, более жесткие требования к компоновке агрегатов, требующей более частого обслуживания.

Также известна система кондиционирования воздуха по патенту US 2013160472, включающая ветвь сжатого воздуха для передачи подаваемого извне и сжатого воздуха, предпочтительно отбираемого воздуха. Кроме того, предусмотрен охлаждающий контур для подачи предпочтительно жидкого хладагента, который проходит через напорный воздуховод. Система также включает первый теплообменник для теплопередачи между ветвью сжатого воздуха и контуром охлаждения, турбину сжатого воздуха, расположенную в ветви сжатого воздуха, и компрессор контура охлаждения, расположенный в контуре охлаждения и механически связанный с турбиной сжатого воздуха. Система может иметь модульную конструкцию и располагаться в оптимальных местах самолета благодаря разделению контуров сжатого воздуха и охлаждения.

В качестве недостатков указанной системы можно отметить:

- повышенные требования к надежности трехколесного турбокомпрессора сложной конструкции со ступенями, работающими на хладагенте и воздухе и опционально с электроприводом;

- повышенные требования к герметичности, так как при утечке хладагента в теплообменниках на жидком хладагенте, кондиционируемый воздух не будет охлаждаться, приводная турбина на хладагенте не будет выдавать мощность, что может привести к отказу системы кондиционирования.

Техническое решение, известное из источника US 2013160472, по технической сущности является наиболее близким к заявленной системе кондиционирования воздуха и может выступать в качестве прототипа.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении энергетической эффективности функционирования СКВ во всем диапазоне эксплуатации.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что энергоемкая система кондиционирования воздуха для воздушного судна включает:

- систему подготовки воздуха, в состав которой входит, по меньшей мере, один электронагнетатель, по меньшей мере, один воздухо-жидкостной криогенный теплообменник предварительного охлаждения, связанный с электронагнетателем, насос прокачки охладителя подготавливаемого воздуха (криоагента) и узел измерения расхода подготавливаемого воздуха, состоящий, в предпочтительном варианте, из датчика расхода (например, трубы Вентури), датчика давления, датчика перепада давления, датчиков температуры;

- установку охлаждения воздуха, состоящую из связанных между собой четырехколесного турбохолодильника, основного воздухо-воздушного теплообменника, блока петлевых воздухо-воздушных теплообменников, влагоотделителей, расположенных перед первой и второй ступенью турбины турбохолодильника, воздухо-жидкостного криогенного теплообменника термостабилизации, заслонок перепуска и регулирования расхода воздуха;

- систему рециркуляции воздуха, выполненную в виде вентилятора с регулируемой частотой вращения посредством управляемых блоков управления по сигналам датчиков параметров воздуха, устанавливаемых в СКВ.

Дополнительно заявленная СКВ может содержать в своем составе узел регулирования расхода воздуха, размещаемый между системой подготовки воздуха и установкой охлаждения воздуха и состоящий из заслонки перепуска и регулирования расхода воздуха и узла измерения расхода воздуха.

Особенностями конструктивного исполнения заявленной СКВ являются:

1. В системе подготовки воздуха, после сжатия электронагнетателем забортного воздуха, предварительное охлаждение сжатого воздуха производится в воздухо-жидкостном криогенном теплообменнике за счет остаточного полезного хладоресурса криоагента. Данное решение повышает эффективность использования криоагента на ЛА, позволяет получить оптимальную температуру сжатого воздуха на выходе из системы подготовки воздуха и поддерживать ее в заданных значениях, что приводит к повышению энергетической эффективности системы кондиционирования в целом, исключает из конструкции ЛА соответствующий воздухопровод продувочного воздуха, что ведет к снижению массы ЛА, высвобождению свободного пространства. Следствием повышения энергетической эффективности системы кондиционирования и снижения ее массы будет повышение топливной эффективности ЛА.

2. В установке охлаждения воздуха применен воздухо-жидкостной криогенный теплообменник термостабилизации рабочего воздуха, за счет которого полезный остаточный хладоресурс криоагента позволяет поддерживать температуру рабочего воздуха на выходе из установки охлаждения воздуха постоянной в заданных значениях, тем самым повышая энергетическую эффективность СКВ на различных режимах охлаждения.

3. В установке охлаждения воздуха применен трубопровод обвода первой ступени турбины турбохолодильника, блока петлевых теплообменников и первой ступени влагоотделения - влагоотделителя, что на высотных/крейсерских режимах работы СКВ, в условиях низкого содержания влаги в атмосферном воздухе, позволяет снизить гидравлические потери по тракту рабочего воздуха и тем самым снизить затраты энергии на получение сжатого воздуха с теми же параметрами, исключить нагрев рабочего воздуха от применения петлевой схемы для работы первой ступени влагоотделения, что в комплексе будет приводить к повышению энергетической эффективности СКВ и повышению топливной эффективности ЛА.

Далее заявленное изобретение будет описано по ссылкам на чертежи: Фиг. 1.1-1.2 - Структурная схема одной из идентичных дублирующих подсистем СКВ ЛА, располагаемых на правом и левом борту самолета, где СПВ1 - система подготовки воздуха, КМ1 - электронагнетатель, AT1 - воздухо-жидкостной криогенный теплообменник, HI - насос прокачки охладителя подготавливаемого воздуха (криоагента), ДРВ1, ДРВ3-узел измерения расхода воздуха, ДРП1, ДРП3-датчик расхода (труба Вентури), ДД1, ДД3, ДД5, ДД7 - датчик давления, ДПД1, ДПД3 - датчик перепада давления, ДТ1, ДТ3, ДТ5, ДТ7, ДТ9, ДТ11, ДТП, ДТП, ДТ19, ДТ21, ДТ23 - датчики температуры, СД1 - сигнализатор давления, К01 - обратный клапан, ЗРУ1 - заслонка в СПВ1, УОВ1 - установка охлаждения воздуха, ТХ1 - четырехколесный турбохолодильник, АТ3-основной воздухо-воздушного теплообменник, АТ5 - блок петлевых воздухо-воздушных теплообменников, ВД1, ВД3-влагоотделители, АТ7 - воздухо-жидкостной криогенный теплообменник термостабилизации, ОР1 - ороситель, ЗРУ3, ЗРУ5, ЗРУ7, ЗРУ9, ЗРУ11 - заслоноки перепуска и регулирования расхода воздуха, - датчики температуры для контроля температуры воздуха за ступенью компрессора четырехколесного турбохолодильника, ЭВ1 - вентилятор, Ф1 - фильтр, ЭЖ1 - эжектор, К07 - обратный клапан, ЗРУ13 - заслонка для обеспечения номинального расхода воздуха через (УОВ1), БУ1, БУ3 - блоки управления.

Фиг. 2 - Структурная схема системы подготовки воздуха (СПВ).

Фиг. 3 - Структурная схема установки охлаждения воздуха (УОВ).

В предлагаемом изобретении показываются только те устройства и контуры СКВ, которые формируют воздушные контуры, и контуры криогенного хладоносителя. Не рассматриваются вычислительные средства, ресурсы системы цифрового управления и детали алгоритмов управления СКВ. Предполагается, что информационно-вычислительные возможности перспективных самолетов и отработанные в настоящее время устройства контроля и управления СКВ, исполнительные устройства в воздушном и криогенном контурах гарантируют задачи регулирования в предлагаемом изобретении, поскольку такие задачи являются типичными для существующих СКВ.

Энергоемкая система кондиционирования воздуха для воздушного судна (фиг. 1.1-1.2) содержит:

- систему подготовки воздуха (СПВ1) в состав которой входит, по меньшей мере, один электронагнетатель (КМ1), по меньшей мере, один воздухо-жидкостной криогенный теплообменник предварительного охлаждения (AT1), связанный с электронагнетателем (КМ1), насос прокачки охладителя подготавливаемого воздуха (криоагента) (HI) и узел измерения расхода подготавливаемого воздуха (ДРВ1), состоящий, в предпочтительном варианте, из датчика расхода (трубы Вентури) (ДРП1), датчика давления (ДД5), датчика перепада давления (ДПД1), датчиков температуры (ДТ1, ДТ3);

- установку охлаждения воздуха (УОВ1), состоящую из связанных между собой четырехколесного турбохолодильника (ТХ1), основного воздухо-воздушного теплообменника (АТ3), блока петлевых воздухо-воздушных теплообменников (АТ5), влагоотделителей (ВД1, ВД3), расположенных перед первой и второй ступенью турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1), воздухо-жидкостного криогенного теплообменника термостабилизации (АТ7), заслонок перепуска и регулирования расхода воздуха (ЗРУ5, ЗРУ7, ЗРУ9, ЗРУ11);

- систему рециркуляции воздуха, основным агрегатом которой является вентилятор (ЭВ1) с регулируемой частотой вращения, управляемый блоками управления (БУ1, БУ3) по сигналам датчиков параметров воздуха, устанавливаемых в СКВ.

Узел регулирования расхода воздуха размещается между системой подготовки воздуха (СПВ1) и установкой охлаждения воздуха (УОВ1) и состоит, в предпочтительном варианте, из заслонки перепуска и регулирования расхода воздуха (ЗРУ3) и узла измерения расхода воздуха (ДРВ3), включающего датчик расхода (трубу Вентури) (ДРП3), датчик давления (ДД7), датчик перепада давления (ДПД3), датчики температуры (ДТ5, ДТ7).

Пояснение работы энергоемкой системы кондиционирования воздуха приводится на примере одной из равнозначных дублирующих подсистем СКВ, располагаемых на правом и левом борту самолета.

При наземном режиме работы и при полете электронагнетатель (КМ1) через воздухозаборник ЛА забирает забортный воздух и доводит его значение по давлению и расходу до необходимого для работы СКВ, при этом температура сжатого электронагнетателем (КМ1) забортного воздуха, значительно возрастает (фиг. 1.1-1.2, фиг. 2).

После электронагнетателя (КМ1) сжатый и нагретый в связи с этим воздух поступает в воздухо-жидкостной криогенный теплообменник (AT1), в котором температура рабочего воздуха понижается до оптимальных значений работы установки охлаждения воздуха (УОВ1). Охлаждение рабочего воздуха в теплообменнике (AT1) происходит за счет остаточного полезного хладоресурса криоагента прокачиваемого по холодному контуру теплообменника (AT1) насосом (HI), а регулирование и поддержание температуры рабочего воздуха на выходе из (СПВ1) в оптимальных значениях осуществляется насосом (HI) за счет количества прокачиваемого через теплообменник (AT1) криоагента. Количество подаваемого системе подготовки воздуха (СПВ1) рабочего воздуха контролируется узлом измерения расхода воздуха (ДРВ1), состоящим из датчика расхода (трубы Вентури) (ДРП1), датчика давления (ДД5), датчика перепада давления (ДПД1), датчиков температуры (ДТ1, ДТ3).

Для исключения утечки из СКВ воздуха за борт в случае отключения или выхода из строя электронагнетателя (КМ1), в системе подготовки воздуха (СПВ1) предусмотрен обратный клапан (KOI). В случае необходимости повышения температуры сжатого воздуха за электронагнетателем, в условиях работы СКВ при низких температурах окружающего воздуха, возможно кольцевание рабочего воздуха посредством заслонки (ЗРУ1). Датчики давления (ДД1) и (ДД3) измеряют давление на входе и выходе из электронагнетателя. Сигнализатор давления (СД1) осуществляет сигнализацию превышения допустимого давления воздуха в системе подготовки воздуха (СПВ1) при отказе датчика давления (ДД3).

После системы подготовки воздуха (СПВ1) и линии кольцевания с заслонкой (ЗРУ1), воздух с необходимыми значениями расхода, давления и температуры поступает в узел регулирования расхода воздуха, состоящий из заслонки (ЗРУ3) и узла измерения расхода воздуха (ДРВ3), состоящего из датчика расхода (трубы Вентури) (ДРП3), датчика давления (ДД7), датчика перепада давления (ДПД3), датчиков температуры (ДТ5, ДТ7) (фиг. 1.1-1.2).

Далее воздух поступает во входной трубопровод установки охлаждения воздуха (УОВ1), откуда основная часть рабочего воздуха поступает на вход в ступень компрессора четырехколесного турбохолодильника (ТХ1) для дополнительного сжатия рабочего воздуха (фиг. 1.1-1.2, фиг. 3). После ступени компрессора четырехколесного турбохолодильника (ТХ1) рабочий воздух поступает в основной воздухо-воздушный теплообменник (АТ3), в котором охлаждается атмосферным воздухом, прокачиваемым вентилятором четырехколесного турбохолодильника (ТХ1) в условиях стоянки ЛА, либо продуваемым скоростным напором набегающего потока воздуха при полете.

При наземном режиме работы СКВ и при полете на малых высотах, где влагосодержание воздуха может достигать высоких значений, рабочий воздух после теплообменника (АТ3) поступает в блок петлевых воздухо-воздушных теплообменников (ВВТ) (АТ5) с целью отделения конденсата атмосферной влаги на высоком давлении до расширения в первой ступени турбины турбохолодильника (ТХ1). После последовательного охлаждения сначала в перегревателе блока петлевых воздухо-воздушных теплообменников (АТ5), затем в конденсаторе блока петлевых воздухо-воздушных теплообменников (АТ5), воздух поступает на вход влагоотделителя (ВД1), где из потока рабочего воздуха удаляется до 80% сконденсированной при охлаждении влаги. Эта влага через ороситель (ОР1) впрыскивается в продувочный тракт основного теплообменника (АТ3), что позволяет снизить температуру продувочного воздуха за счет адиабатного испарительного охлаждения и, вследствие этого, повысить теплосъем в основном теплообменнике (АТ3). Охлажденный и осушенный воздух после влагоотделителя (ВД1) поступает в полость охлаждающего воздуха перегревателя блока петлевых ВВТ (АТ5), где подогревается до температуры, при которой испаряется оставшаяся после влагоотделителя (ВД1) часть сконденсированной влаги. Таким образом, поступая далее на колесо первой ступени турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1), воздух имеет относительную влажность ϕ<100%. Благодаря этому уменьшается вероятность обмерзания выхода первой ступени турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1) и холодной полости конденсатора блока петлевых ВВТ (АТ5), а также, вследствие этого, снижается эрозия лопаток ступеней турбин турбохолодильника (ТХ1).

Далее воздух попадает в первую ступень турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1), где происходит его расширение и охлаждение. После расширения и охлаждения в первой ступени турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1) воздух поступает в холодную полость конденсатора блока петлевых ВВТ (АТ5), где подогревается, отдавая часть холода, полученного в первой ступени турбины на конденсацию влаги в горячей полости. Для исключения обмерзания холодной полости конденсатора блока петлевых ВВТ (АТ5), значение температуры рабочего воздуха после первой ступени турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1) поддерживается не ниже 0°С при помощи перепускной заслонки (ЗРУ7) и датчика температуры (ДТ15). После холодной полости конденсатора блока петлевых ВВТ (АТ5) воздух поступает во вторую ступень влагоотделения - на вход во влагоотделитель (ВД3), для отделения оставшейся влаги, выделившейся в процессе расширения в первой ступени четырехколесного турбохолодильника (ТХ1). На высотных/крейсерских режимах работы СКВ, в условиях низкого содержания влаги в атмосферном воздухе, рабочий воздух после основного воздухо-воздушного теплообменника (АТ3), через обводной трубопровод и заслонку (ЗРУ9), минуя первую ступень турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1), блок петлевых ВВТ (АТ5) и первую ступень влагоотделения (ВД1), поступает на вход во влагоотделитель (ВД3), тем самым снижая гидравлические потери по тракту рабочего воздуха и исключая нагрев рабочего воздуха от применения петлевой схемы для работы первой ступени влагоотделения. Отделенная во влагоотделителе (ВД3) влага по трубопроводам отводится к оросителю (ОР1), при помощи которого впрыскивается в продувочный тракт основного теплообменника (АТ3). После влагоотделителя (ВД3) рабочий воздух через заслонку (ЗРУ11) поступает на вход во вторую ступень турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1), где происходит его окончательное охлаждение. При помощи воздухо-жидкостного криогенного теплообменника термостабилизации рабочего воздуха (АТ7), используя остаточный полезный хладоресурс криоагента, осуществляется поддержание на выходе из УОВ постоянной температуры рабочего воздуха с заданным значением вне зависимости от условий и режимов эксплуатации ЛА. Регулирование осуществляется посредством заслонки (ЗРУ11), при помощи которой регулируется расход рабочего воздуха через (АТ7). Заслонка (ЗРУ5) предназначена для подмеса горячего воздуха на режимах обогрева СКВ. Датчики температуры (ДТ9, ДТП, ДТ13, ДТ17) предназначены для контроля температуры воздуха за ступенью компрессора четырехколесного турбохолодильника (ТХ1), температуры воздуха за основным теплообменником (АТ3), температуры воздуха за влагоотделителем (ВД1), температуры воздуха перед второй ступенью турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1) соответственно. Датчики температуры (ДТ19), (ДТ21) предназначены для контроля температуры воздуха на выходе из второй ступени турбины четырехколесного турбохолодильника (ТХ1).

Система рециркуляции воздуха представляет из себя комплекс агрегатов очистки и подачи использованного потребителями воздуха на повторное использование в СКВ (фиг. 1.1-1.2). Воздух из салона ЛА отбирается вентилятором с регулируемой частотой вращения ротора (ЭВ1), проходя через фильтр (Ф1), проходит очистку и при помощи эжектора (ЭЖ1) подмешивается к воздуху, вышедшему из (УОВ1) в необходимых пропорциях. Обратный клапан (К07) препятствует обратному течению воздуха из СКВ в салон ЛА. Повторное использование в СКВ отработанного воздуха в определенных пропорциях сокращает затраты энергии на получение дополнительного количества свежего воздуха, снижает габаритно-массовые характеристики агрегатов подготовки воздуха, тем самым повышая энергетическую эффективность СКВ без ухудшения требований к подаваемому СКВ воздуху.

После смешения охлажденного воздуха из (УОВ1) и воздуха из системы рециркуляции, воздух с требуемыми параметрами, через коллектор и воздухораспределительную систему (ВРС) подается к потребителю. Датчики (ДТ23) предназначены для контроля температуры смешанного воздуха. Заслонки ЗРУ13 предназначены для обеспечения номинального расхода воздуха через (УОВ1).

СКВ взаимодействует с двигательными установками самолета через электрические интерфейсы, получая электропитание от системы энергоснабжения (СЭС) самолета.

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха (СКВ) летательных аппаратов (ЛА), в первую очередь для перспективных региональных самолетов с гибридной/распределенной силовой установкой, и решает задачу создания и поддержания заданных параметров воздуха на выходе из СКВ во всем диапазоне эксплуатации. Энергоемкая система кондиционирования воздуха содержит систему подготовки воздуха, в состав которой входит, по меньшей мере, один электронагнетатель, по меньшей мере, один воздухо-жидкостной криогенный теплообменник предварительного охлаждения, связанный с электронагнетателем, насос прокачки охладителя подготавливаемого воздуха (криоагента) и узел измерения расхода подготавливаемого воздуха, состоящий, в предпочтительном варианте, из датчика расхода, например, трубы Вентури, датчика давления, датчика перепада давления, датчиков температуры, установку охлаждения воздуха, состоящую из связанных между собой четырехколесного турбохолодильника, основного воздухо-воздушного теплообменника, блока петлевых воздухо-воздушных теплообменников, влагоотделителей, расположенных перед первой и второй ступенью турбины турбохолодильника, воздухо-жидкостного криогенного теплообменника термостабилизации, заслонок перепуска и регулирования расхода воздуха и системы рециркуляции воздуха, выполненной в виде вентилятора с регулируемой частотой вращения посредством управляемых блоков управления по сигналам датчиков параметров воздуха, устанавливаемых в СКВ. Достигается повышение энергетической эффективности функционирования СКВ во всем диапазоне эксплуатации. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Энергоемкая система кондиционирования воздуха для воздушного судна, отличающаяся тем, что включает последовательно расположенные:

- систему подготовки воздуха, в состав которой входит, по меньшей мере, один электронагнетатель, по меньшей мере, один воздухо-жидкостной криогенный теплообменник предварительного охлаждения, связанный с электронагнетателем, насос прокачки охладителя подготавливаемого воздуха и узел измерения расхода подготавливаемого воздуха;

- установку охлаждения воздуха, состоящую из связанных между собой турбохолодильника, основного воздухо-воздушного теплообменника, блока петлевых воздухо-воздушных теплообменников, влагоотделителей, расположенных перед первой и второй ступенью турбины турбохолодильника, воздухо-жидкостного криогенного теплообменника термостабилизации, заслонок перепуска и регулирования расхода воздуха;

- систему рециркуляции воздуха, выполненную в виде вентилятора с регулируемой частотой вращения.

2. Энергоемкая система кондиционирования воздуха для воздушного судна по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит узел регулирования расхода воздуха, размещаемый между системой подготовки воздуха и установкой охлаждения воздуха и состоящий из заслонки перепуска и регулирования расхода воздуха и узла измерения расхода воздуха.

3. Энергоемкая система кондиционирования воздуха для воздушного судна по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что узел измерения расхода воздуха включает в своем составе датчик расхода, выполненный в виде трубы Вентури, датчик давления, датчик перепада давления, датчик температуры.

4. Энергоемкая система кондиционирования воздуха для воздушного судна по п. 1, отличающаяся тем, что частота вращения вентилятора системы рециркуляции воздуха регулируется посредством блоков управления по сигналам, получаемым от датчиков параметров воздуха, устанавливаемых в СКВ.