Проектирование и производство тестера ACM
Обычно на самолете имеется два или три таких ACM. Каждый ACM и его компоненты часто называют блоком кондиционирования воздуха. В процессе охлаждения с воздушным циклом в газовом цикле вместо материала с фазовым изменением, такого как фреон, используется воздух. Никакой конденсации или испарения хладагента не происходит, а охлажденный воздух, выходящий из процесса, используется непосредственно для вентиляции кабины или для охлаждения электронного оборудования.
Обычное сжатие, охлаждение и расширение, наблюдаемое в любом холодильном цикле, осуществляется в ACM с помощью центробежного компрессора, двух воздухо-воздушных теплообменников и расширительной турбины.
Воздух от двигателей, вспомогательной силовой установки или наземного источника, температура которого может превышать 150 градусов Цельсия и давление 32 фунта на квадратный дюйм (220 кПа), направляется в первичный теплообменник. В качестве хладагента в этом воздухо-воздушном теплообменнике используется наружный воздух при температуре и давлении окружающей среды. После охлаждения горячий воздух сжимается центробежным компрессором. В результате сжатия воздух нагревается (максимальная температура воздуха в этот момент составляет около 250 градусов Цельсия) и направляется во вторичный теплообменник, который снова использует наружный воздух в качестве хладагента. Предварительное охлаждение через первый теплообменник повышает эффективность АКМ, поскольку снижает температуру воздуха на входе в компрессор, в результате чего требуется меньше работы для сжатия заданной массы воздуха (энергии, необходимой для сжатия газа на заданную величину). количество увеличивается с увеличением температуры газа на входе).
На этом этапе температура сжатого воздуха охлаждается до уровня, немного превышающего температуру наружного воздуха. Сжатый и охлажденный воздух затем проходит через расширительную турбину, которая извлекает тепло из воздуха по мере его расширения, охлаждая его до температуры ниже температуры окружающей среды (до -20 градусов по Цельсию или -30 градусов по Цельсию). ACM может производить воздух, охлажденный до температуры ниже 0 градусов Цельсия, даже при высокой температуре наружного воздуха (что может наблюдаться при неподвижном самолете на земле в жаркую погоду). Работа, извлекаемая расширительной турбиной, передается валом для вращения закрытого центробежного компрессора и приточным вентилятором, который всасывает наружный воздух в теплообменники при работе на земле. Набегающий воздух используется в полете. Мощность блока кондиционирования воздуха определяется перепадом давления входящего воздуха по отношению к холодному воздуху, выходящему из системы. Типичные перепады составляют от примерно 30 фунтов на квадратный дюйм или 210 кПа до примерно 11 фунтов на квадратный дюйм или 76 кПа.
Следующий этап – осушение воздуха. Охлаждение воздуха привело к тому, что водяной пар в нем конденсировался в туман, который можно удалить с помощью циклонного сепаратора. Раньше вода, отбираемая сепаратором, просто сбрасывалась за борт, но новые ACM распыляют воду во впускные отверстия для наружного воздуха каждого теплообменника, что дает охладителю большую теплоемкость и повышает эффективность. (Это также означает, что запуск ACM на самолете, припаркованном на взлетной полосе, не оставляет луж.)
Теперь воздух можно смешивать с небольшим количеством некондиционированного воздуха двигателя в смесительной камере. При этом воздух нагревается до желаемой температуры, а затем воздух подается в салон или в электронное оборудование.