本發(fā)明涉及一種具有電驅(qū)動(dòng)環(huán)境空氣壓縮機(jī)的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)和用于操作這種飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)：

在商業(yè)飛機(jī)中，諸如例如在de102008053320b4和us8,333,078,b2中或者ep2651763a2和us2013/269327a1中描述的所謂基于空氣的空調(diào)系統(tǒng)目前通常被用于飛機(jī)客艙的空氣調(diào)節(jié)。飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)被用于在飛機(jī)客艙中設(shè)置和維持期望的壓力、期望的溫度和期望的空氣濕度。另外，飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)向飛機(jī)客艙供應(yīng)足夠的新鮮空氣以確保規(guī)定的最小量的新鮮空氣存在于飛機(jī)客艙中。最后，飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)確保飛機(jī)客艙被保持在期望的壓力，在飛機(jī)的飛行模式中與飛機(jī)的飛行高度處的環(huán)境壓力相比其被提高。

基于空氣的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)通常包括空調(diào)單元，壓縮處理空氣通過飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)、分離的壓縮機(jī)或者輔助動(dòng)力單元(apu)被供應(yīng)至空調(diào)單元。在飛機(jī)的飛行模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)引氣主要地被用于為飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)單元提供壓縮處理空氣。另一方面，在飛機(jī)的地面運(yùn)行中，飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)單元通常地被供應(yīng)以來自輔助動(dòng)力單元或飛機(jī)外部空氣產(chǎn)生單元的壓縮處理空氣。在空調(diào)單元中，處理空氣在流動(dòng)通過至少一個(gè)熱交換器以及多個(gè)壓縮和膨脹單元時(shí)被冷卻和膨脹。離開空調(diào)單元的冷卻處理空氣最后被引導(dǎo)至混合腔中并且在那里與從將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域去除的再循環(huán)空氣混合。來自混合腔的混合空氣經(jīng)由對(duì)應(yīng)的混合空氣管線被引導(dǎo)至將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域中，其能夠?yàn)槌丝涂团摗Ⅰ{駛員座艙、貨艙、成員休息室或類似的形式，并且被劃分為幾個(gè)氣候區(qū)。

de102010034830a1和wo2012/022758a1描述了一種飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，其中取自飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮處理空氣通過向流動(dòng)通過冷卻回路的冷卻劑的熱量傳遞而被冷卻。用于在壓縮處理空氣被供應(yīng)至飛機(jī)客艙之前將其膨脹的渦輪機(jī)被用于驅(qū)動(dòng)布置在冷卻回路中的壓縮機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，使其能為裝配有該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的飛機(jī)的將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域以特別能量有效的方式提供空氣調(diào)節(jié)后的環(huán)境空氣。本發(fā)明的目的還在于提出一種操作這種飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的方法。

此目的通過具有權(quán)利要求1的特征的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)和具有權(quán)利要求10的特征的用于操作飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的方法實(shí)現(xiàn)。

一種飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)包括適于供環(huán)境空氣流動(dòng)通過的環(huán)境空氣供應(yīng)管線。該環(huán)境空氣供應(yīng)管線具有被連接至環(huán)境空氣入口的第一端和被連接至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的混合腔的第二端。該環(huán)境空氣入口例如可被設(shè)計(jì)為斗式入口的形式，并且包括提供在裝配有該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的飛機(jī)的外蒙皮中的開口，該開口將該環(huán)境空氣供應(yīng)管線直接連接至環(huán)境大氣。但是，也可想到將該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的第一端連接至沖壓空氣管道，從而將流動(dòng)通過該沖壓空氣管道的沖壓空氣引導(dǎo)至該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)，其被布置在該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中并且被配置為壓縮流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣。特別地，該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)被配置為將流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣壓縮至提高的壓力，從而使其可能在進(jìn)一步處理以后將環(huán)境空氣引導(dǎo)至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混合腔中，在該混合腔中環(huán)境空氣能夠與從將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域、例如飛機(jī)客艙去除的再循環(huán)空氣混合。在該混合腔中產(chǎn)生的混合空氣優(yōu)選地被用于空氣調(diào)節(jié)將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域。

電機(jī)被配置為驅(qū)動(dòng)該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)。該電機(jī)可被設(shè)計(jì)為電驅(qū)動(dòng)空氣循環(huán)機(jī)的形式，其可包括兩級(jí)渦輪機(jī)和/或可變噴射裝置以覆蓋該電機(jī)的整個(gè)需要的運(yùn)行范圍。該電機(jī)的其他配置也是可想到的。唯一必要的是該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)唯一地由電能驅(qū)動(dòng)。由此，驅(qū)動(dòng)該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的從該飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的引氣的抽取能夠被消除。該發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗能夠因此而被降低。該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)因此能夠被特別能量有效地運(yùn)行。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一環(huán)境空氣分支管線，其從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)上游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線，即其“旁通”該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)。術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”這里是指該環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。在該第一環(huán)境空氣分支管線中布置有第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)，其被配置為壓縮流動(dòng)通過該第一環(huán)境空氣分支管線的環(huán)境空氣。該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)優(yōu)選地被配置為將流動(dòng)通過該第一環(huán)境空氣分支管線的環(huán)境空氣壓縮至提高的壓力，從而使其能將環(huán)境空氣在進(jìn)一步處理以后引導(dǎo)至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混和腔中。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的客艙廢氣管線適于供客艙廢氣流動(dòng)通過，并且具有第一端，其可被連接至將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域，特別是飛機(jī)客艙?？团搹U氣控制閥可被布置在客艙廢氣管線中，該閥可被配置為控制通過該客艙廢氣管線的客艙廢氣流。在該客艙廢氣管線中布置有客艙廢氣渦輪機(jī)，其適于由流動(dòng)通過該客艙廢氣管線的客艙廢氣驅(qū)動(dòng)。流動(dòng)通過該客艙廢氣渦輪機(jī)時(shí)，客艙廢氣被膨脹和因此被冷卻。

該客艙廢氣渦輪機(jī)被耦合至該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)以驅(qū)動(dòng)該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)。例如，該客艙廢氣渦輪機(jī)和該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)可被布置在同軸上。在該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)中，獨(dú)立于電驅(qū)動(dòng)第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)，從飛機(jī)客艙去除的客艙廢氣因此被用于驅(qū)動(dòng)布置在該第一環(huán)境空氣分支管線中的該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)。即使處于大飛行高度的該飛機(jī)的飛行模式中，當(dāng)飛機(jī)環(huán)境中的壓力和因此導(dǎo)致的流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣的壓力低時(shí)，足夠量的壓縮環(huán)境空氣因此也能夠被供應(yīng)至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混合腔。另外，包含在客艙廢氣中的能量的使用以驅(qū)動(dòng)該客艙廢氣渦輪機(jī)并因此驅(qū)動(dòng)該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)減少驅(qū)動(dòng)該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)所需的電能。這允許該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的特別能量有效的運(yùn)行。

在該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中，該客艙廢氣管道的第二端開通至沖壓空氣管道中。該客艙廢氣管道的第二端優(yōu)選被連接至布置在該沖壓空氣管道中的排放器，該排放器被配置為將流動(dòng)通過該客艙廢氣管線的客艙廢氣排放至該沖壓空氣管道中。該排放器優(yōu)選地能夠以提高的速度和提高的壓力將流動(dòng)通過該客艙廢氣渦輪機(jī)下游的該客艙廢氣管線的膨脹的并因此非常冷的客艙廢氣排放至該沖壓空氣管道中。術(shù)語(yǔ)“下游”這里是指客艙廢氣通過該客艙廢氣管線的流動(dòng)方向。流動(dòng)通過該沖壓空氣管道的沖壓空氣的冷卻能力因此被提高，使得該沖壓空氣管道能夠被特別有效地、即以低沖壓空氣流地運(yùn)行。由該沖壓空氣管道、即通過該沖壓空氣管道的沖壓空氣流導(dǎo)致的氣動(dòng)損失能夠因此被降低。

該沖壓空氣管道可為具有ep2786935a1或us2014/0295277a1中描述的組合的naca/斗式入口的沖壓空氣管道。該沖壓空氣管道的該斗式入口然后可被連接至例如該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。在出口的區(qū)域中，該沖壓空氣管道優(yōu)選地被連接至出口風(fēng)門和致動(dòng)器，從而根據(jù)需要由該致動(dòng)器對(duì)該出口風(fēng)門的合適控制提高該沖壓空氣管道中的沖壓壓力。該沖壓空氣管道的naca入口優(yōu)選地被優(yōu)化用于裝配有該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的飛機(jī)的飛行模式。提供在該沖壓空氣管道入口的區(qū)域中的能夠由對(duì)應(yīng)的致動(dòng)器控制的入口風(fēng)門因此優(yōu)選地大體上用于在裝配有該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的飛機(jī)的地面運(yùn)行中控制空氣向該沖壓空氣管道的供應(yīng)。

電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇可被提供在該沖壓空氣管道中，該風(fēng)扇用于在飛機(jī)的地面運(yùn)行中將沖壓空氣傳輸通過該沖壓空氣管道。關(guān)閉閥可被提供在該沖壓空氣管道中，從而在該飛機(jī)的飛行模式中在不需要風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)引導(dǎo)流動(dòng)通過該沖壓空氣管道的沖壓空氣越過該風(fēng)扇。對(duì)此替代地，具有可變扇葉的風(fēng)扇也可使用。最后，也可想到提供一種噴射泵代替該沖壓空氣管道中的電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，從而在該飛機(jī)的地面運(yùn)行中將沖壓空氣傳輸通過該沖壓空氣管道。該噴射泵可由例如可取自該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)的壓縮環(huán)境空氣驅(qū)動(dòng)。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)選地進(jìn)一步包括連接管線，其從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且接入該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)上游的該第一環(huán)境空氣分支管線。術(shù)語(yǔ)“下游”和“上游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線和該第一環(huán)境空氣分支管線的流動(dòng)方向。該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)和該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)可經(jīng)由該連接管線彼此串聯(lián)連接，即離開該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的壓縮環(huán)境空氣可經(jīng)由該連接管線被引導(dǎo)至該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)中并在其中被進(jìn)一步壓縮。

熱交換器可被布置在該連接管線中，其在流動(dòng)通過該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該連接管線的環(huán)境空氣被供應(yīng)至該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)之前將環(huán)境空氣冷卻。該熱交換器充當(dāng)中間冷卻器，其在該環(huán)境空氣壓縮機(jī)的串聯(lián)運(yùn)行中在來自于該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的環(huán)境空氣流被供應(yīng)至該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)之前將環(huán)境空氣冷卻。該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行效率能夠由此而提高，壓縮環(huán)境空氣的全部能量需求因此被降低。

環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥可被配置為控制環(huán)境空氣通過該連接管線和該第一環(huán)境空氣分支管線的流動(dòng)。該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥可被設(shè)計(jì)為例如三路閥的形式，其被設(shè)置在該連接管線開通至該第一環(huán)境空氣分支管線中的部位中。則該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)和該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)能夠如需要的由該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥串聯(lián)或并聯(lián)地彼此連接。向該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)的環(huán)境空氣供應(yīng)能夠進(jìn)一步由該環(huán)境空氣控制閥截?cái)唷?/p>

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的電控單元優(yōu)選地被配置為控制該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥的操作，使得環(huán)境空氣根據(jù)該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并聯(lián)或串聯(lián)地流動(dòng)通過該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)和該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)。進(jìn)一步，該電控單元可被配置為控制該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥的操作，使得向該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)的環(huán)境空氣的供應(yīng)根據(jù)該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)被截?cái)唷Ｔ搩蓚€(gè)環(huán)境空氣壓縮機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行使得對(duì)于來自于該環(huán)境空氣壓縮機(jī)的環(huán)境空氣的進(jìn)一步處理的該沖壓空氣的需求能夠被降低，但是導(dǎo)致對(duì)于驅(qū)動(dòng)該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的電能的略高的需求。

該電控單元可進(jìn)一步被配置為根據(jù)該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境空氣需求來控制環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥的操作和布置在該客艙廢氣渦輪機(jī)上游的該客艙廢氣管線中的客艙廢氣控制閥的操作。術(shù)語(yǔ)“上游”這里是指該客艙廢氣通過該客艙廢氣管線的流動(dòng)方向。例如，該電控單元可控制該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥和/或該客艙廢氣控制閥，使得由該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)壓縮的環(huán)境空氣的量響應(yīng)于該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)提高的環(huán)境空氣需求而被提高。以類似的方式，該電控單元可控制該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥和/或該客艙廢氣控制閥，使得如果該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境空氣需求下降的話，則由該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)壓縮的環(huán)境空氣的量被降低或甚至減少至零。

在該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的特別優(yōu)選的實(shí)施例中，該電控單元被配置為根據(jù)該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境空氣需求以同步的方式控制該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥和該客艙廢氣控制閥的操作。這特別有助于該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)的有效運(yùn)行，因?yàn)槠淠軌蛴纱吮淮_保足夠量的客艙廢氣被供應(yīng)至該客艙廢氣渦輪機(jī)以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)的必需的驅(qū)動(dòng)能量，并因此由該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)提供足夠量的壓縮環(huán)境空氣。

壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線可從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分岔，并且重新接入該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)上游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。術(shù)語(yǔ)“下游”和“上游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。來自于該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣可經(jīng)由該壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線被返回至該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)并且再次被壓縮。這使其能提高該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的性能，特別是如果該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)被用于加熱的目的。壓縮機(jī)空氣再循環(huán)閥可被設(shè)置在該壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線中，并且被配置為控制來自于該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣通過該壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線返回至該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可進(jìn)一步包括客艙廢氣再加熱器，其可被設(shè)置在該客艙廢氣渦輪機(jī)上游的該客艙廢氣管線中。術(shù)語(yǔ)“上游”這里是指客艙廢氣通過該客艙廢氣管線的流動(dòng)方向。通過在流動(dòng)通過該客艙廢氣管線的客艙廢氣供應(yīng)至該客艙廢氣渦輪機(jī)之前將客艙廢氣加熱，該客艙廢氣渦輪機(jī)的潛在驅(qū)動(dòng)能量能夠被提高。另外，流動(dòng)通過該客艙廢氣管線的客艙廢氣在該客艙廢氣渦輪機(jī)的入口或出口的區(qū)域中包含液態(tài)水的風(fēng)險(xiǎn)能夠由此被減少。

客艙廢氣再加熱器優(yōu)選被熱耦合至第二環(huán)境空氣分支管線，其從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)和第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該客艙廢氣再加熱器下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。術(shù)語(yǔ)“下游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。來自流動(dòng)通過該第二環(huán)境空氣分支管線的壓縮環(huán)境空氣的熱量能夠因此在該客艙廢氣再加熱器中被傳遞至流動(dòng)通過該客艙廢氣管線的客艙廢氣流。旁通閥優(yōu)選被布置在該第二環(huán)境空氣分支管線中以控制壓縮環(huán)境空氣通過該第二環(huán)境空氣分支管線的流動(dòng)。向該客艙廢氣再加熱器的壓縮環(huán)境空氣的供應(yīng)和因此導(dǎo)致的該客艙廢氣再加熱器的加熱能力能夠因此由該旁通閥的合適控制而控制。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可進(jìn)一步包括環(huán)境空氣冷卻器，其可被布置在該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)和第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中。術(shù)語(yǔ)“下游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。該環(huán)境空氣冷卻器優(yōu)選地被熱耦合至該沖壓空氣管道，從而將來自流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的壓縮環(huán)境空氣的熱量傳遞至流動(dòng)通過該沖壓空氣管道的沖壓空氣流。該環(huán)境空氣冷卻器優(yōu)選地被設(shè)計(jì)為熱交換器的形式，并且被布置在該沖壓空氣管道中。

環(huán)境空氣再加熱器可被設(shè)置在該環(huán)境空氣冷卻器下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中。在該環(huán)境空氣冷卻器中冷卻的該環(huán)境空氣流可通過該環(huán)境空氣再加熱器被再加熱至提高的溫度。冷凝器可也被提供在該環(huán)境空氣再加熱器下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中。流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣可在該冷凝器中被冷卻至水的露點(diǎn)以下。最后，水分離器可被提供在該冷凝器下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中。術(shù)語(yǔ)“下游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。該環(huán)境空氣再加熱器、該冷凝器和該水分離器形成高壓水分離裝置，其確保沒有自由水仍然包含在流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣流中。

在該水分離器中從環(huán)境空氣流分離的水可被引導(dǎo)至該沖壓空氣管道中，以與流動(dòng)通過該沖壓空氣管道的沖壓空氣一起被排出至環(huán)境大氣中。在該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中，由該水分離器從環(huán)境空氣流分離的液態(tài)水由水注射噴嘴注射至該沖壓空氣管道中。水部分地蒸發(fā)并冷卻流動(dòng)通過該沖壓空氣管道的沖壓空氣。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可進(jìn)一步包括環(huán)境空氣渦輪機(jī)，其可被設(shè)置在該水分離器下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中。術(shù)語(yǔ)“下游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。連接在該環(huán)境空氣渦輪機(jī)上游并包括該環(huán)境空氣再加熱器、該冷凝器和該水分離器的該高壓水分離裝置確保在流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣流被供應(yīng)至該環(huán)境空氣渦輪機(jī)之前沒有液態(tài)水包含在其中。在流動(dòng)通過該環(huán)境空氣渦輪機(jī)時(shí)，環(huán)境空氣被膨脹和因此被冷卻。該環(huán)境空氣渦輪機(jī)優(yōu)選地被耦合至該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)。例如，該環(huán)境空氣渦輪機(jī)和該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)可被布置在同軸上。這種類型的設(shè)置獲得驅(qū)動(dòng)該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的該電機(jī)的釋放，并因此獲得該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)特別能量有效的運(yùn)行。

該環(huán)境空氣再加熱器優(yōu)選地被熱耦合至設(shè)置在該水分離器下游的一段該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。來自流動(dòng)通過被設(shè)置在該水分離器下游的該段環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣流的熱量因此可被傳遞至流動(dòng)通過該環(huán)境空氣再加熱器的環(huán)境空氣流。該冷凝器可被熱耦合至設(shè)置在該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游的一段該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。來自流動(dòng)通過該冷凝器的環(huán)境空氣流的熱量因此可被傳遞至流動(dòng)通過被設(shè)置在該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游的該段環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣流。術(shù)語(yǔ)“下游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的通風(fēng)管線可從該環(huán)境空氣渦輪機(jī)上游的、特別是該環(huán)境空氣再加熱器上游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。術(shù)語(yǔ)“上游”和“下游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。通風(fēng)閥可被設(shè)置在該通風(fēng)管線中，該閥可被配置為控制環(huán)境空氣通過該通風(fēng)管線的流動(dòng)。該通風(fēng)管線因此“旁通”包括該環(huán)境空氣再加熱器、該冷凝器和該水分離器的該高壓水分離裝置，并且能夠在裝配有該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的飛機(jī)的飛行模式中使用，特別是在具有低環(huán)境壓力的大飛行高度，以提高供應(yīng)至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混和腔的環(huán)境空氣的滲透性，和因此減少壓縮環(huán)境空氣所需的能量支出。

配平空氣管線可從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)與該環(huán)境空氣冷卻器之間的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。術(shù)語(yǔ)“下游”這里是指環(huán)境空氣通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)方向。該配平空氣管線優(yōu)選地接入該環(huán)境空氣渦輪機(jī)與該冷凝器之間的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。處于提高的壓力和提高的溫度的環(huán)境空氣能夠經(jīng)由該配平空氣管線被添加至來自于該環(huán)境空氣渦輪機(jī)的環(huán)境空氣。處于期望的溫度和期望的壓力的環(huán)境空氣因此能夠被供應(yīng)至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混和腔。設(shè)置在該配平空氣管線中的配平空氣閥優(yōu)選地被配置為控制熱壓縮環(huán)境空氣通過該配平空氣管線的流動(dòng)。

該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)選進(jìn)一步包括緊急通風(fēng)管線，其將該環(huán)境空氣入口連接至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混合腔。例如，萬(wàn)一該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)故障，經(jīng)由該環(huán)境空氣入口進(jìn)入該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境空氣能夠經(jīng)由該緊急通風(fēng)管線被直接引導(dǎo)至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混合腔。因此，能夠確保在該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的所有運(yùn)行情況中保障向該混和腔的環(huán)境空氣的至少最小供應(yīng)。緊急通風(fēng)閥可被設(shè)置在該緊急通風(fēng)管線中，其優(yōu)選地被配置為控制環(huán)境空氣通過該緊急通風(fēng)管線的流動(dòng)，即如果需要環(huán)境空氣流過的話打開該緊急通風(fēng)管線。

最后，該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)可包括從該配平空氣管線分支的另一配平空氣管線。該另一配平空氣管線可被連接至將被加熱的飛機(jī)區(qū)域，使得熱壓縮環(huán)境空氣能夠經(jīng)由該另一配平空氣管線，旁通該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混和腔，而被供應(yīng)至該將被加熱的飛機(jī)區(qū)域，。為了控制熱壓縮環(huán)境空氣通過該另一配平空氣管線的流動(dòng)，另一配平空氣閥優(yōu)選被布置在該另一配平空氣管線中。

在一種用于操作飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的方法中，環(huán)境空氣被引導(dǎo)通過環(huán)境空氣供應(yīng)管線，該環(huán)境空氣供應(yīng)管線包括連接至環(huán)境空氣入口的第一端和連接至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的混合腔的第二端。流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣在布置在該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中的第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)中被壓縮。該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。環(huán)境空氣被進(jìn)一步引導(dǎo)通過第一環(huán)境空氣分支管線，其從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)上游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。流動(dòng)通過該第一環(huán)境空氣分支管線的環(huán)境空氣在布置在該第一環(huán)境空氣分支管線中的第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)中被壓縮?？团搹U氣被引導(dǎo)通過客艙廢氣管線，其包括可連接至將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域的第一端。被設(shè)置在該客艙廢氣管線中并且耦合至該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)的客艙廢氣渦輪機(jī)由流動(dòng)通過該客艙廢氣管道的客艙廢氣驅(qū)動(dòng)。該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)由該客艙廢氣渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。

該客艙廢氣管線的第二端優(yōu)選開通至沖壓空氣管道中，特別地被連接至設(shè)置在該沖壓空氣管道中的排放器，該排放器將流動(dòng)通過該客艙廢氣管線的客艙廢氣排放至該沖壓空氣管道中。

在該方法的優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)境空氣被引導(dǎo)通過連接管線，其從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且接入該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)上游的該第一環(huán)境空氣分支管線。環(huán)境空氣通過該連接管線和該第一環(huán)境空氣分支管線的流動(dòng)可由環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥控制。該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥的操作可被控制，使得環(huán)境空氣根據(jù)該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并聯(lián)或串聯(lián)地流動(dòng)通過該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)和該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)。

可根據(jù)該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境空氣需求特別地以同步的方式控制該環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥的操作和布置在該客艙廢氣渦輪機(jī)下游的該客艙廢氣管線中的客艙廢氣控制閥的操作。

熱交換器可被布置在該連接管線中，該熱交換器可在流動(dòng)通過該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該連接管線的環(huán)境空氣被供應(yīng)至該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)之前將其冷卻。

在該方法的優(yōu)選實(shí)施例中，來自于該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的壓縮環(huán)境空氣被引導(dǎo)通過壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線，該壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)上游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。來自于該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)的壓縮環(huán)境空氣通過該壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線返回至該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的流動(dòng)優(yōu)選由布置在該壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線中的壓縮機(jī)空氣再循環(huán)閥來控制。

來自流動(dòng)通過第二環(huán)境空氣分支管線的壓縮環(huán)境空氣的熱量?jī)?yōu)選地由布置在該客艙廢氣渦輪機(jī)上游的該客艙廢氣管線中的客艙廢氣再加熱器傳遞至流動(dòng)通過該客艙廢氣管線的客艙廢氣流。該客艙廢氣再加熱器優(yōu)選被熱耦合至該第二環(huán)境空氣分支管線，該第二環(huán)境空氣分支管線從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)和第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該客艙廢氣再加熱器下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。壓縮環(huán)境空氣通過該第二環(huán)境空氣分支管線的流動(dòng)優(yōu)選由布置在該第二環(huán)境空氣分支管線中的旁通閥控制。

來自流動(dòng)通過該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的壓縮環(huán)境空氣的熱量可由布置在該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)和該第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中的環(huán)境空氣冷卻器傳遞至流動(dòng)通過沖壓空氣管道的沖壓空氣流。為此目的該環(huán)境空氣冷卻器優(yōu)選被熱耦合至該沖壓空氣管道，特別地被布置在該沖壓空氣管道中。環(huán)境空氣可被引導(dǎo)通過布置在該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中、特別是該環(huán)境空氣冷卻器下游的環(huán)境空氣再加熱器，并且在該環(huán)境空氣再加熱器中被加熱至提高的溫度。環(huán)境空氣可進(jìn)一步被引導(dǎo)通過布置在該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中、特別是該環(huán)境空氣再加熱器下游的冷凝器，通過這樣被冷卻至低于水的露點(diǎn)的溫度。另外，環(huán)境空氣可被引導(dǎo)通過布置在該環(huán)境空氣供應(yīng)管線中、特別是在該冷凝器下游的水分離器。在該水分離器中，自由水能夠從環(huán)境空氣流被分離。最后，環(huán)境空氣可被引導(dǎo)至布置在該水分離器下游的環(huán)境空氣渦輪機(jī)中，并且被膨脹和冷卻。該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)可由該環(huán)境空氣渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。

在可被熱耦合至布置在該水分離器下游的一段該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的該環(huán)境空氣再加熱器中，來自流動(dòng)通過布置在該水分離器下游的該段環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣流的熱量可被傳遞至流動(dòng)通過該環(huán)境空氣再加熱器的環(huán)境空氣流。在被熱耦合至布置在該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游的一段該環(huán)境空氣供應(yīng)管線的該冷凝器中，來自流動(dòng)通過該冷凝器的環(huán)境空氣流的熱量可被傳遞至流動(dòng)通過布置在該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游的該段環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣流。

在該方法的優(yōu)選實(shí)施例中，環(huán)境空氣可被引導(dǎo)通過通風(fēng)管線，其從該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游、特別是該環(huán)境空氣再加熱器上游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。環(huán)境空氣通過該通風(fēng)管線的流動(dòng)可由布置在該通風(fēng)管線中的通風(fēng)閥控制。熱壓縮環(huán)境空氣可被引導(dǎo)通過配平空氣管線，其從該第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)與該環(huán)境空氣冷卻器之間的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線分支，并且重新接入該環(huán)境空氣渦輪機(jī)下游的該環(huán)境空氣供應(yīng)管線。熱壓縮環(huán)境空氣通過該配平空氣管線的流動(dòng)可由布置在該配平空氣管線中的配平空氣閥控制。

環(huán)境空氣可進(jìn)一步被引導(dǎo)通過緊急通風(fēng)管線，其將該環(huán)境空氣入口連接至該飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的該混合腔。環(huán)境空氣通過該緊急通風(fēng)管線的流動(dòng)可由布置在該緊急通風(fēng)管線中的緊急通風(fēng)閥控制。最后，熱壓縮環(huán)境空氣可被引導(dǎo)通過另一配平空氣管線，其從該配平空氣管線分支，并且可連接至將被加熱的飛機(jī)區(qū)域。熱壓縮環(huán)境空氣通過該另一配平空氣管線的流動(dòng)可由布置在該另一配平空氣管線中的另一配平空氣閥控制。

附圖說明

現(xiàn)在參照所附示意圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中

圖1示出用于空氣調(diào)節(jié)飛機(jī)客艙的空調(diào)系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

圖1中圖示的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10包括環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。環(huán)境空氣供應(yīng)管線12具有第一端，該第一端被連接至設(shè)計(jì)為斗式入口形式的環(huán)境空氣入口14。經(jīng)由斗式入口14環(huán)境空氣能夠被取自空氣層并被供應(yīng)至環(huán)境空氣供應(yīng)管線12，其位于在裝配有飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的飛機(jī)的飛行模式中沿飛機(jī)的外蒙皮建立的邊界層的上方。環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的第二端被連接至飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的混合腔16。在混合腔16中，通過環(huán)境空氣供應(yīng)管線12供應(yīng)至混合腔16的環(huán)境空氣與從飛機(jī)客艙形式的將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域17移除的再循環(huán)空氣混合。在混合腔16中產(chǎn)生的混合空氣最終被供應(yīng)至飛機(jī)客艙形式的將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域17。

經(jīng)由環(huán)境空氣入口14供應(yīng)至飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的環(huán)境空氣被引導(dǎo)至布置在環(huán)境空氣供應(yīng)管線12中的第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18中。在流動(dòng)通過第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18時(shí)，環(huán)境空氣被壓縮并因此被加熱。壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線13從第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12分支，并且重新接入第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18上游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。來自于第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18的壓縮空氣能夠經(jīng)由壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線13返回至第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18并再次被壓縮。布置在壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線13中的壓縮機(jī)空氣再循環(huán)閥15用于控制來自于第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18的壓縮環(huán)境空氣通過壓縮機(jī)空氣再循環(huán)管線13返回至第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12中的流動(dòng)。

第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18由電機(jī)19驅(qū)動(dòng)。在圖1所示的飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的實(shí)施例中，電機(jī)19被設(shè)計(jì)為電驅(qū)動(dòng)空氣循環(huán)機(jī)的形式，其確保第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)單獨(dú)由電能驅(qū)動(dòng)。

第一環(huán)境空氣分支管線20從第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18上游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12分支，并且重新接入第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22被布置在第一環(huán)境空氣分支管線20中，并且用于壓縮并因此加熱流動(dòng)通過第一環(huán)境空氣分支管線20的環(huán)境空氣。

連接管線24從第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12分支，并且接入第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22上游的第一環(huán)境空氣分支管線20。第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18和第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22可經(jīng)由連接管線24被彼此串聯(lián)連接，使得來自于第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18的壓縮的環(huán)境空氣能夠進(jìn)一步被第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22壓縮。在連接管線24中布置有熱交換器25，其在流動(dòng)通過第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18下游的連接管線24的環(huán)境空氣被供應(yīng)至第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22之前將其冷卻。

這里以三路閥的形式形成的環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥26被布置在通向環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的連接管線24的出口的區(qū)域中，并且被配置為控制環(huán)境空氣向第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22的供應(yīng)。特別地，通過連接管線24和第一環(huán)境空氣分支管線20的環(huán)境空氣的流動(dòng)能夠由環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥26控制，使得第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18和第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22能夠經(jīng)由第一環(huán)境空氣分支管線20根據(jù)需要被并聯(lián)或串聯(lián)彼此連接。特別地，電控單元27控制環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥26，使得環(huán)境空氣根據(jù)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的運(yùn)行狀態(tài)并聯(lián)或串聯(lián)地流動(dòng)通過第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18和第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22。在環(huán)境空氣壓縮機(jī)18、20的串聯(lián)操作中，熱交換器25充當(dāng)中間冷卻器，其在來自于第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18的環(huán)境空氣流被供應(yīng)至第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22之前將其冷卻。環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥的操作由電控單元27來控制。

流動(dòng)通過環(huán)境空氣壓縮機(jī)18、22下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的環(huán)境空氣首先被引導(dǎo)通過臭氧轉(zhuǎn)換器28，然后被供應(yīng)至環(huán)境空氣冷卻器29。環(huán)境空氣冷卻器29在環(huán)境空氣供應(yīng)管線12中被布置在第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18和第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22的下游，并且被熱耦合至沖壓空氣管道30。特別地，環(huán)境空氣冷卻器29被設(shè)計(jì)為熱交換器的形式并被布置在沖壓空氣管道30中。在流動(dòng)通過環(huán)境空氣冷卻器29時(shí)，來自流動(dòng)通過環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的環(huán)境空氣的熱量被傳遞至流動(dòng)通過沖壓空氣管道30的沖壓空氣。

在裝配有飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的飛機(jī)的飛行模式中，經(jīng)由沖壓空氣入口31被供應(yīng)至沖壓空氣管道30的沖壓空氣流動(dòng)通過沖壓空氣管道30。沖壓空氣向沖壓空氣管道30的供應(yīng)由致動(dòng)器操作的入口風(fēng)門32來控制。另一方面，在飛機(jī)的地面操作中，被風(fēng)扇33輸送通過沖壓空氣管道30的環(huán)境空氣流動(dòng)通過沖壓空氣管道30。代替風(fēng)扇33，噴射泵也能夠被用于在飛機(jī)的地面操作中輸送沖壓空氣通過沖壓空氣管道30。流動(dòng)通過沖壓空氣管道30的沖壓空氣經(jīng)由沖壓空氣出口離開沖壓空氣管道30。圖1中未示出的致動(dòng)器操作的出口風(fēng)門在飛機(jī)的飛行模式和地面操作中均能夠被用于控制沖壓空氣管道30中的沖壓壓力。

在圖1中所示的設(shè)置中，沖壓空氣入口14和沖壓空氣管道30被形成為分離的設(shè)備。但是，也可能將沖壓空氣入口14和沖壓空氣管道30形成為具有組合的naca/斗式入口的沖壓空氣管道的形式，例如如ep2786935a1或us2014/0295277a1中描述的。

在流動(dòng)通過環(huán)境空氣冷卻器29后，流動(dòng)通過環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的環(huán)境空氣被引導(dǎo)通過環(huán)境空氣再加熱器34。在流動(dòng)通過環(huán)境空氣再加熱器34時(shí)，在環(huán)境空氣冷卻器29中被冷卻的環(huán)境空氣被再次加熱。在環(huán)境空氣再加熱器34的下游，冷凝器36被提供在環(huán)境空氣供應(yīng)管線12中。在冷凝器36中，流動(dòng)通過環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的環(huán)境空氣被冷卻至水的露點(diǎn)以下。最后，水分離器38被提供在冷凝器36下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12中。環(huán)境空氣再加熱器34、冷凝器36和水分離器38形成高壓水分離裝置，其確保沒有自由水仍然包含在流動(dòng)通過環(huán)境空氣供應(yīng)管線的環(huán)境空氣中。

在水分離器38中從環(huán)境空氣流分離的水經(jīng)由排水管線40被引導(dǎo)至沖壓空氣管道30中。特別地，由水分離器38從環(huán)境空氣流分離的液態(tài)水由水注射噴嘴42注射至沖壓空氣管道30中。水在該過程中部分地蒸發(fā)，并且冷卻流動(dòng)通過沖壓空氣管道30的沖壓空氣。參照沖壓空氣通過沖壓空氣管道30的流動(dòng)方向，水注射噴嘴42在沖壓空氣管道30中被定位在環(huán)境空氣冷卻器29的上游，從而最佳地利用注射至沖壓空氣管道30中的水的冷卻效果。最后，水與流動(dòng)通過沖壓空氣管道30的沖壓空氣一起被排出至裝配有飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的飛機(jī)的環(huán)境中。

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10進(jìn)一步包括環(huán)境空氣渦輪機(jī)44，其被布置在水分離器38下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12中。在流動(dòng)通過環(huán)境空氣渦輪機(jī)44時(shí)，環(huán)境空氣被膨脹并因此被冷卻。環(huán)境空氣渦輪機(jī)44被耦合至第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18以支撐電機(jī)19對(duì)第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18的驅(qū)動(dòng)。在根據(jù)圖1的設(shè)置中，環(huán)境空氣渦輪機(jī)44、電機(jī)19和第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18被布置在同軸上。

環(huán)境空氣再加熱器34被熱耦合至布置在水分離器38下游的一段環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。來自流動(dòng)通過布置在水分離器38下游的該段環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的環(huán)境空氣流的熱量能夠因此被傳遞至流動(dòng)通過環(huán)境空氣再加熱器34的環(huán)境空氣流。冷凝器36被熱耦合至布置在環(huán)境空氣渦輪機(jī)44下游的一段環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。來自流動(dòng)通過冷凝器36的環(huán)境空氣流的熱量能夠因此被傳遞至流動(dòng)通過環(huán)境空氣再加熱器34的環(huán)境空氣流。冷凝器36被熱耦合至設(shè)置在環(huán)境空氣渦輪機(jī)44下游的一段環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。來自流動(dòng)通過冷凝器36的環(huán)境空氣流的熱量能夠因此被傳遞至流動(dòng)通過布置在環(huán)境空氣渦輪機(jī)44下游的該段環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的環(huán)境空氣流。

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的通風(fēng)管線45從環(huán)境空氣渦輪機(jī)44上游、特別是環(huán)境空氣再加熱器34上游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12分支，并且重新接入環(huán)境空氣渦輪機(jī)44下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。用于控制通過通風(fēng)管線45的環(huán)境空氣的流動(dòng)的通風(fēng)閥47被布置在通風(fēng)管線中。通風(fēng)管線45“旁通”包括環(huán)境空氣再加熱器34、冷凝器36和水分離器38的高壓水分離裝置，并且能夠被用在裝配有飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的飛機(jī)的飛行模式中，特別是在具有低環(huán)境壓力的大飛行高度，以提高供應(yīng)至飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的混合腔16的環(huán)境空氣的滲透性。

配平空氣管線46從第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18與環(huán)境空氣冷卻器29之間的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12分支，并且重新接入環(huán)境空氣渦輪機(jī)44下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。特別地，配平空氣管線46接入環(huán)境空氣渦輪機(jī)44與冷凝器36之間的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。處于提高壓力和提高溫度的環(huán)境空氣能夠經(jīng)由配平空氣管線46被添加至來自于環(huán)境空氣渦輪機(jī)44的環(huán)境空氣。處于期望的溫度和期望的壓力的環(huán)境空氣能夠因此被供應(yīng)至飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的混合腔16。布置在配平空氣管線46中的配平空氣閥48用于控制熱壓縮環(huán)境空氣通過配平空氣管線46的流動(dòng)。

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10進(jìn)一步包括緊急通風(fēng)管線50，其將環(huán)境空氣入口14連接至飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的混合腔16。例如，萬(wàn)一飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10故障，經(jīng)由環(huán)境空氣入口14進(jìn)入飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的環(huán)境空氣能夠經(jīng)由緊急通風(fēng)管線50被直接引導(dǎo)至飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的混合腔16中。緊急通風(fēng)閥52被布置在緊急通風(fēng)管線50中，該閥被配置為控制環(huán)境空氣通過緊急通風(fēng)管線50的流動(dòng)，即如果需要環(huán)境空氣流過的話則打開緊急通風(fēng)管線50。

另一配平空氣管線54從配平空氣管線46分支。另一配平空氣管線54可被連接至圖1中未示出的將被加熱的飛機(jī)區(qū)域，使得熱壓縮環(huán)境空氣能夠經(jīng)由另一配平空氣管線54旁通飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的混合腔16，被供應(yīng)至將被加熱的飛機(jī)區(qū)域。為了控制熱壓縮環(huán)境空氣通過另一配平空氣管線54的流動(dòng)，另一配平空氣閥56優(yōu)選被布置在另一配平空氣管線54中。

飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10進(jìn)一步包括適于供客艙廢氣流動(dòng)通過的客艙廢氣管線58?？团搹U氣管線58的第一端可被連接至將被空氣調(diào)節(jié)的飛機(jī)區(qū)域17?？团搹U氣渦輪機(jī)60被布置在客艙廢氣管線58中，該渦輪機(jī)由流動(dòng)通過客艙廢氣管線58的客艙廢氣驅(qū)動(dòng)。當(dāng)其流動(dòng)通過客艙廢氣渦輪機(jī)60時(shí)，客艙廢氣被膨脹并因此被冷卻。客艙廢氣渦輪機(jī)60被耦合至第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22以驅(qū)動(dòng)第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22。特別地，客艙廢氣渦輪機(jī)60和第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22被布置在同軸上。

此設(shè)置使得能夠獨(dú)立于電驅(qū)動(dòng)的第一環(huán)境空氣壓縮機(jī)18使用從飛機(jī)客艙去除的客艙廢氣來驅(qū)動(dòng)第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22。即使處于大飛行高度的飛機(jī)的飛行模式中，當(dāng)飛機(jī)環(huán)境中的壓力和因此導(dǎo)致的流動(dòng)通過環(huán)境空氣供應(yīng)管線12的環(huán)境空氣的壓力低時(shí)，足夠量的壓縮環(huán)境空氣能夠因此被供應(yīng)至飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的混合腔16。

客艙廢氣管線58的第二端開通至沖壓空氣管道30中。在根據(jù)圖1的設(shè)置中，客艙廢氣管線58的第二端被連接至布置在沖壓空氣管道30中的排放器62，其將流動(dòng)通過客艙廢氣管線58的客艙廢氣排放至沖壓空氣管道30中。特別地，排放器62以提高的速度和提高的壓力將流動(dòng)通過客艙廢氣渦輪機(jī)60下游的客艙廢氣管線58的膨脹的并因此非常冷的客艙廢氣排放至沖壓空氣管道30中。流動(dòng)通過沖壓空氣管道30的沖壓空氣因此被冷卻，并且沖壓空氣管道30的效率提高。

為了控制流動(dòng)通過客艙廢氣管線58的廢氣流，客艙廢氣控制閥64被布置在客艙廢氣管線58中。特別地，客艙廢氣控制閥64被提供在客艙廢氣渦輪機(jī)60上游的客艙廢氣管線58中，使得客艙廢氣向客艙廢氣渦輪機(jī)60的供應(yīng)能夠由客艙廢氣控制閥64的合適控制而控制。環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥26的操作和客艙廢氣控制閥64的操作由電控單元27以同步的方式根據(jù)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的環(huán)境空氣需求來控制。例如，由第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22壓縮的環(huán)境空氣的量能夠由電控單元27通過環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥26和客艙廢氣控制閥64的合適控制響應(yīng)于飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的提高的環(huán)境空氣需求而被提高。以類似的方式，如果飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)10的環(huán)境空氣需求下降，則由第二環(huán)境空氣壓縮機(jī)22壓縮的環(huán)境空氣的量能夠由電控單元27通過環(huán)境空氣供應(yīng)控制閥26和客艙廢氣控制閥64的合適控制而被降低或甚至減小至零。

最后，客艙廢氣再加熱器66被布置在客艙廢氣渦輪機(jī)60上游的客艙廢氣管線58中，即在客艙廢氣控制閥64和客艙廢氣渦輪機(jī)60之間?？团搹U氣再加熱器66被熱耦合至第二環(huán)境空氣分支管線68，該第二環(huán)境空氣分支管線68從環(huán)境空氣壓縮機(jī)18、22下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12分支，并且重新接入客艙廢氣再加熱器66下游的環(huán)境空氣供應(yīng)管線12。旁通閥70被布置在第二環(huán)境空氣分支管線68中以控制壓縮環(huán)境空氣通過第二環(huán)境空氣分支管線68的流動(dòng)，并因此控制客艙廢氣再加熱器66的加熱能力。由于流動(dòng)通過客艙廢氣管線58的客艙廢氣在其被供應(yīng)至客艙廢氣渦輪機(jī)60之前的加熱，客艙廢氣渦輪機(jī)60的潛在驅(qū)動(dòng)能量被提高。另外，流動(dòng)通過客艙廢氣管線58的客艙廢氣在客艙廢氣渦輪機(jī)60的入口或出口的區(qū)域中包含液態(tài)水的風(fēng)險(xiǎn)被降低。