吉荣飞机空调技术介绍

1、“吉荣”牌飞机专用空调产品技术方案介绍1、机组功能JDFX215系列飞机专用空调是吊装于旅客登机桥下的专用空调设备。用于航线客机在过站待飞或航前、航后准备飞行、例行检修、维护保养过程中为乘客、机组人员等创造舒适的机舱内环境，以代替消耗航空燃油、费用昂贵的机载APU空调送风系统。2、工作原理飞机专用空调机是置于民航飞机外，利用较长的送风管道和专用接头，通过飞机机身下部的外接空调接口和机身内部复杂的送风管道向机舱内送风的机组。由于送风管道长，阻力大，又要保证机舱内充足的新风量，因此空调机必须具有足够的送风压力和送风量。此外，大多数情况下，过站航班在登机桥停靠时间短，一般为4060分钟。为保证舱内环

2、境的舒适，特别是在盛夏，高环境温度条件下也要在短时间内达到机舱和驾驶舱内的温度要求，空调机组送风温度必须很低，才能在尽可能短的时间内使舱内降温。JDFX215系列飞机专用空调根据上述基本要求在制冷系统，送风系统和控制系统等方面进行了精心设计。1）制冷系统采用多级直接蒸发制冷方式，利于实现大焓差，低送风温度的要求。机组中均按四个制冷系统设计，适应环境温度出现大幅度变化情况时，也能保证要求的送风温度。制冷系统中制冷剂循环如下：制冷压缩机风冷式冷凝器贮液器供液过滤器外平衡式膨胀阀分液器蒸发器气液分离器制冷压缩机2)送风系统：室外新鲜空气经空调机组冷却处理后，以较高的压力送入飞机机舱内。尽量缩短输送路

3、径，减少阻力损失和冷量损失是必须予以重视的。JDFX215系列飞机空调在系统设计中，减少送风系统中蒸发器的阻力，恰当地布置送风机的位置对提高送风压力也很重要。吉荣公司在设计中将风机安装于一级蒸发器之后，以抽吸的方式送风，比单纯采用压出式送风阻力损失至少减低50%以上。而送风机虽在二级蒸发器前，为压出式，但采用大片距和均流措施也能尽可能减少阻力损失。送风系统中，空气输送路径如下：室外空气（新风）进风过滤器蒸发器离心式送风机均流消声器蒸发器送风管道送风软管飞机机舱。3）控制系统 JDFX215系列飞机专用空调的电气控制系统是主要由西门子公司生产的电脑控制元器件等组成的PLC控制系统。可根据设置于送

4、风口温度传感器信号控制压缩机开、停和开停的台数，以控制送风温度。吉荣公司设计的JDFX215系列飞机专用空调机控制系统还有以下功能：A、 可根据环境温度的变化自动选择制冷、送风等不同运行模式，也可手动选择。B、 可根据不同型号的民航客机选择不同的风压和送风量。因为无论是波音公司还是空中客车公司生产的民航客机型号不同，要求的送风压力和送风量也不相同。吉荣公司提供的JDFX215系列飞机专用空调均根据这些要求进行分类编入控制程序中。实际运行中，根据送风对象进行简单的选择，通过变频器调节送风机风量和风压，以达到要求的送风量和送风压力。C、 可根据需要选择双风管或任一单风管进行送风。对制冷量315KW

5、（约合90 美国冷吨）的飞机专用空调机配置双风管，用于B767以上的大型宽体飞机。但在实际使用中有时接双风管，也有可能接双风管中的任意一个。为方便工作，机组控制系统按编制的程序可确保按选择的送风管做空调送风。D、 JDFX215系列飞机专用空调机还可根据环境温度的变化及机舱热负荷的大小，通过压力控制器控制冷凝风机自动开停，不仅有效地解决空调机内散热问题，避免温度过高，也使机组运行工况稳定。2）参数设定、显示和报警JDFX215系列飞机专用空调机通过LCD操作显示屏可对送风温度进行设定。机组还具有电源指示，各台压缩机运行状况、风机运行状况以及各种故障报警显示和烟雾报警等。3）安全保护JDFX21

6、5系列飞机专用空调机具有各种安全保护功能，如压缩机过载，风机电机过载，压缩机排气压力过高，蒸发压力过低等安全保护以及电路保护，压缩机频繁启动保护，烟雾监测与机组保护等功能。此外还有送风压力过低，滤网脏堵和三相电源缺相、逆相等保护。4）其他功能A、 JDFX215系列飞机专用空调机提供RS485通讯接口，可确保机组与登机桥监控系统相互间的信息互换，还可与中央集控室进行联网监控。B、 JDFX215系列飞机专用空调机运行的开始和结束时间，消耗用电量，累计运行时间和累计消耗用电量等可通过RS485通讯接口传输至中央集控室，以利准确统计和计算相关数据。3、 机组结构特点及可维修性根据飞机专用空调机的功

7、能和要求以及相关产品标准和企业标准，卖方提供的JDFX215系列飞机专用空调在结构设计中，始终贯彻以确保机组性能指标，满足高可靠性和安全性，方便维修以及结构紧凑和外型美观等作为机组应达到的目标和水平。3.1机组结构特点1） 框架和面板卖方提供的JDFX215系列飞机专用空调采用箱形结构型式，除送风出口有管道部分突出机组外部，其他所有零部件和控制电气元器件均在机组内部，冷凝风机朝向机组下方，风机罩与机组下部平面基本处于同一平面上，无突出部分。机组整体显得紧凑、简捷，线条明快。机组内部零部件采用合理又紧凑的布局，以尽量减轻整机重量，减小外形尺寸。JDFX215系列飞机专用空调机框架和面板等均采用具

8、有耐腐蚀性很好的的不锈钢材料，经折弯加工和焊接而成。机组两侧的风冷冷凝器和新风进风口均在外侧安装铝合金百叶窗。不仅有保护作用，也使机组增加美感。为防止风雨天气雨水飘入风道内，在进风口百叶窗外还加装了铝合金防雨罩。2）操控箱机组的操控箱根据控制功能进行特制，为独立的箱体，安装在操作人员便于操控的位置和适宜的高度。根据现场情况操控箱可安装在登机桥升降立柱下部的横梁一端，距离停机坪地面约1.351.55米的高度。3.2主要配套零部件1）全封闭涡旋压缩机JDFX215系列飞机专用空调机选用Copeland全封闭涡旋压缩机，压缩机内置电机绝缘等级为E级，负载工作系数大于110%。该产品经吉荣公司多年使用

9、，特别是在飞机专用空调机中经长时间、各种气候和工况条件下试用考核，性能指标先进，质量可靠，安全性高。其轴向和径向的柔性设计，使压缩机抗液击能力很强。压缩机支座下设置防振橡胶安装垫，可有效降低机组震动，减小噪声。2）高静压送风机和电机JDFX215系列飞机专用空调选用上海通用公司生产后倾单进风直联离心风机，具有效率高，送风静压高，噪声低，振动小等特点。配套电机为SIEMENS公司的高效节能型产品，绝缘等级为F级，防护等级为IP55，负载工作系数大于110%，风机座与机架连接处加装橡胶垫，可有效隔振。电机本身通过风扇自行冷却，因此效率高，寿命长。3）轴流风机与配套电机直联。JDFX215系列飞机专

10、用空调选用丹麦MULTI-WING公司生产的轴流风机。风量大，效率高，噪声低，其配套电机为SIEMENS公司高效节能型产品，绝缘等级为F级，防护等级IP55，负载工作系数大于110%，寿命长，安全可靠。4）热力膨胀阀JDFX215系列飞机专用空调机选用丹麦Danfoss公司生产的具有固定流口与不锈钢热力感温元件的外平衡式膨胀阀。质量可靠，工作特性好能防止因负荷变化而引起冷凝压力和蒸发压力波动时导致静态过热度变化的现象发生，调节能力强。5）蒸发压力控制器JDFX215系列飞机专用空调机装有丹麦Danfoss公司生产的蒸发压力控制器，用于稳定地控制和调节制冷系统的蒸发压力、制冷量，并能改善蒸发器的

11、工作特性，稳定的蒸发温度，具有保护制冷压缩机能长期可靠运转的作用。6）干燥过滤器JDFX215系列飞机专用空调机的制冷系统中装有美国Emerson公司生产的干燥过滤器，能够除去制冷剂中的湿气和杂质。7）空气过滤器采用铝制网粗效过滤器，板式结构。不仅耐腐蚀，而且便于拆装清洗，终久耐用。8）电子烟雾探测器JDFX215系列飞机专用空调机风道中安装了电子烟雾探测器。若风道中产生足够的烟雾，烟雾探测器将动作，并关闭送风机，切断机组电源，并与消防系统连锁，防止发生更大的安全事故。9）蒸发器采用铜管串亲水铝箔。制成的蒸发器连管时焊接性好，可有效防止泄漏。亲水铝箔散热片，不仅传热效率高，耐腐蚀性好，延长使用

12、寿命，而且利于凝结水排出。10）风冷冷凝器JDFX215系列飞机专用空调的冷凝器均为板式，安装于机组的两个侧面，对称配置。冷凝器由铜管串亲水铝箔，经机械胀管而成，具有很好的耐腐蚀性，延长使用寿命。此外，在设计中尽量采用较大的片距，减少灰尘、杂物等堵塞，以适应广州市在多雨、潮湿的天气条件下，能保持良好的工作状态。11）送风软管JDFX215系列飞机专用空调选用美国J&B公司生产的专用送风软管。风管在不送风时呈扁平型，可卷绕，质地柔软，风管由3层耐磨损织物构成，并有乙烯树脂涂层，其传热系数仅为0.63W/m2k.具有防潮，隔热性能。此外风管还具有耐油、防火、耐老化、耐磨损、耐压能力强等特点。3.3

13、可维修性买方提供的JDFX215系列飞机专用空调机由于安装使用环境与条件的特殊性，要求机组必须具有很高的安全性和可靠性，尽力避免和减少各类故障的发生和零部件损坏。但是，由于机组结构复杂，零部件种类很多，使用环境条件比较严酷，在机组运行中一些零件损坏或因使用时间过长发生老化等原因而造成失灵、损坏等情况也是不可避免的。为了尽可能不影响机组的运行，方便日常维护、定期检修和故障处理，机组必须具有良好的可维护性。JDFX215系列飞机专用空调机在设计中从以下几方面，力求实现方便维修。1）机组设计中，在保证机组性能的条件下，认真研究各零部件的安装位置。如制冷压缩机、送风机电机、轴流风机、膨胀阀和各种阀件以

14、及各传感器等均安装在伸手可触及并能方便操作和调整的部位。2）所有需要经常观察、调整和参数设定的零部件和电器元件，如压缩机、膨胀阀、能量调节器、压力控制器、温度传感器等在其近旁均装有检修门。检修门上装有特制的把手和门锁，维护检修人员可用专用钥匙打开。3）由于某些原因造成损坏而需要更换的零部件，在其近旁的侧面板均可以拆卸。这些面板都是用特制的不锈钢螺钉连接到机架上，以保持较好的密封性。4）进风过滤器的卸装极为方便，需要清洗时，拆下进风百叶后，即可取下板式空气过滤器。清洗后，亦可很方便地装上，最后安装好进风百叶，旋紧螺钉即可。5）在机组内部风道上安装的传感器等若出现个别需要调整和更换传感器时，可以打

15、开其近旁的面板，并拆下安装这些元器件的密封盖板，则可以取下需要更换的元器件。更换或调整后，可按相反的顺序装上。6）轴流风机的检修：安装于机组下面的每个轴流风机均安装在独立的面板上，拆下面板周围的不锈钢连接螺钉即可将面板连同轴流风机取下，检修很方便。3.4关键技术买方提供的JDFX215系列飞机专用空调机能获得较好的性能指标，并在对维护中的客、货机和过站航班作空调送风运行中取得优良的成绩，获得普遍好评，除了按照Q/GDJR01-2008和相关国家标准规定的性能指标、安全指标，并参照波音公司和空中客车公司制订的有关外接空调送风的规范进行设计，精选著名品牌的主要配套件外，在机组制冷系统，送风系统，控

16、制系统和结构设计等方面，,也都采取了很多新措施。在一些关键技术上，都有创新和突破。主要有如下几方面：1）在低送风温度下解决除霜问题停靠登机桥的过站航班停留时间短，在短时间内使客舱内温度迅速降至要求的温度，必须使飞机专用空调送风温度很低，约为13。而空调机处理的是全新风，其温度有时高于40，空气含湿量也大。进风温度与送风温度如此大的差异，在其他空调系统中是没有的，为了适应这种状况，在设计中采用了多级直接蒸发制冷方式，为减少蒸发器阻力损失，防止对送风机压头造成较大影响，除尽量将蒸发器片距加大外，还将风机安装于一级蒸发器之后，利用抽吸方式送风，而利用风机后的第二级蒸发器处理高压风机运行时产生的温升，

17、从而达到既保证送风压力和送风温度，也节约电能。机组中共有四个制冷系统，每个制冷系统可根据需要投入，能较好地实现多级能量调节，确保在环境温度变化幅度很大的情况下，机组也能达到设定的送风温度。送风温度很低时，蒸发器结霜是很自然的现象。为了在运行中尽量减少结霜，设计中除蒸发器选用片距较大的亲水铝箔，使凝结水不易在翅片中存留外，在高于露点温度为0的状况下，尽可能多地提高除湿量是至关重要的。JFDX215系列飞机专用空调机中第一级蒸发器的设计，使除湿量能达到总除湿量的90%以上，因此空气在通过片距更大的第二级蒸发器时，结霜的可能性小很多。即使如此，为防止结霜，我们在控制系统设计中也采取了防止结霜和及时除

18、霜的措施。如果蒸发器结霜，则该制冷系统中设置的能量调节器打开，从压缩机高压端引出制冷剂高温气体，经气液混合头进入蒸发器，不仅使制冷量减少，也能使蒸发器温度升高，一般延时35分钟即可使蒸发器出风温度高于0，融化霜层；此外，运行中电脑时刻通过传感器监测蒸发器出风温度的变化，如果判断蒸发器结霜，将延时35分钟，若仍在结霜，则通过电脑控制系统的协调与精确控制及时使该制冷系统停止运行，而使另外的制冷系统运行，即能很好地解决控制结霜和除霜的问题，且不会改变送风量和送风压力。采用这种方式无必要采用辅助加热等除霜手段。这种制冷系统和控制系统的设计经多次运行试验，均取得了理想的效果。2）妥善解决蒸发器凝结水的排

19、放JDFX215系列飞机专用空调机运行中产生的凝结水水量较大，但在不同的蒸发器中产生的凝结水量和凝结水压力是不同的，将这些不同压力的凝结水收集起来，并非易事。JDFX215系列飞机专用空调机在设计中采用了进口的小流量、高扬程的小型自动排水泵，经多次试验，测量不同蒸发器水盘中凝结水的压力差，通过调整来自不同蒸发器的排水管管径和高度差等参数，使排水泵根据产生的凝结水量自动运行，经软管输送并从空调机下部排出机外。3）确保送风压力和适应送风压力大幅度变化的问题JDFX215系列飞机专用空调的送风压力必须不小于5500Pa，以适应被处理空气通过长距离送风软管和曲折的飞机舱内送风管道时产生的阻力损失，并满

20、足数百个小型出风口的送风压力要求。如此高的送风压力在其他所有空调系统中，都是没有的。为了达到这一指标，除了选用高效高风压离心风机，按上述方式布置蒸发器和送风机外，还着重采取以下措施。A、 机组中各结合部位确保密封，不漏风。除增加各连接法兰厚度，增加连接螺栓数量，提高法兰压紧力，选用高密度密封垫外，还在机组内蒸发器底部设置特别的水封，使漏风率减至最低。B、 合理设计蒸发器结构尺寸，尽量降低迎面风速。另外，对风机出口后的第二级蒸发器前专门设计了带均流装置并有消声作用的符合流体动力学特性的风道，以使通过蒸发器的气流力求均匀。通过这些措施，最大限度地发挥了高静压风机的效能，保证了送风压力，而且节约电能。不同型号的民航客机，由于内部结构、客舱大小和座位多少不同，送风压力和送风量也有较大差别，针对这样大的变化幅度，吉荣公司在JDFX215系列飞机专用空调机中采用的控制方式是：采用变频调速器通过控制系统程序