蓄冷恒温空调电源一体机组的制作方法

本发明涉及飞机地面空调技术领域，尤其是一种蓄冷恒温空调电源一体机组。

背景技术：

现代航空的作业过程是一个综合的系统工程，除了要配备先进的机队外，还需要有相应的基础设施为其提供航行保障。这不仅包括机场的场道建筑、导航通讯网络、航行管制系统、维修设施以及安全检查设备等固定设施，而且飞机地面保障车辆也成为航空基础设施的重要组成部分。在飞行准备时，飞机周围往往会被各种保障车辆围得水泄不通，平时显得很乱，而战时则可能严重影响维护保障的效率。解决设备保有数量和规格，减小设备运输周转量，提高综合保障能力，在现代空战中起着至关重要的作用。而从地面设备本身的设计和制造来说，实现设备小型化、一体化和通用化，无疑是其发展的根本趋势和必然要求。

飞机停留或降落在机场后，飞机本身主发动机停止工作，通风散热系统、自动电子控制系统也都关闭。飞机处于机场开阔地带，夏季受强烈的太阳辐射和地面反射，造成机舱内温室效应，使飞机内部温度异常高，不便于机组成员的进入；同时，随着飞机的科技技术含量的提升，大量先进自动电子控制系统的应用，工作时飞机内的电子设备元件也会产生大量的热量，若不带走这些热量，会导致飞机局部区域如电子舱等的温度偏高，影响电控系统的正常工作，甚至影响飞行安全，这就需要地面空调保障；另一方面，飞机在地面停飞状态需要对机载各种自动电子控制系统进行测试或维修，确保各电控系统测试正常，就需要地面电源进行保障。

目前，机场配备的地面保障设备具有针对性，功能单一性，设备外形尺寸大等缺陷，各个保障设备均存在冗余的空间和部件，不利于设备的小型化，组合使用不方便；同时，飞机地面需要的保障设备数量多，需多个相关人员移动和操作，相当不便。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种小型化、通用化、低功耗的空调电源一体保障设备，蓄冷式空调、电源融合设计成一体设备，适应于飞机的空调及电源地面保障需要，一机多用，一方面减少飞机周围的保障设备数量，提高综合保障效率，另一方面通过组合减少了设备的冗余空间，蓄冷的应用降低整机功耗，输入、输出状态(出风温度、供气流量、供气压力)的人为可控调节的设计，使同一款保障设备适应于多种型号或类型的飞机地面保障需要。

本发明所采用的技术方案如下：

一种蓄冷恒温空调电源一体机组，包括箱体框架，所述箱体框架底部由纯电动拖车底盘支撑，箱体框架内安装有一系列设备构成两大模块，包括电源模块和空调模块；所述空调模块包括冷凝器、空气中冷散热器、蒸发表冷器和蓄冷箱，所述冷凝器、空气中冷散热器分别安装在箱体框架内两侧，箱体框架内中部安装有电源模块、供风系统，箱体框架内一端安装有为电源模块与空调模块供电的发电机组，另一端安装有蒸发表冷器，蒸发表冷器下方安装有蓄冷箱；所述冷凝器、蓄冷箱、蒸发表冷器与气液分离器以及制冷压缩机构成制冷蓄冷系统；蓄冷箱的工作介质循环回路：制冷剂循环回路：从制冷压缩机输出依次经冷凝器、蓄冷箱及气液分离器再回到制冷压缩机；载冷剂循环回路：从蓄冷箱输出依次经蒸发表冷器、循环水泵再回到蓄冷箱；所述供风系统采用至少两台相同的高风压涡旋式风泵供风，两台高风压涡旋式风泵的出风口均与所述空气中冷散热器的入风口连通，空气中冷散热器的出风口与所述蒸发表冷器的入风口连通，所述蒸发表冷器的出风口连接同向飞机机组内部的送风软管。

作为上述技术方案的进一步改进：

恒温蓄冷箱的结构为：包括蓄冷箱体，所述蓄冷箱体内安装有蓄放冷换热器，蓄放冷换热器置于填充在蓄冷箱体内的蓄冷介质中，所述蓄放冷换热器为管片式换热器，其结构包括多根内螺纹铜管，所述内螺纹铜管的排布形式为：制冷蒸发换热管及载冷剂换热管间隔均匀排布，内螺纹铜管上沿其长度方向套设有若干均匀排列的亲水铝箔翅片

多列制冷蒸发换热管沿蓄冷箱体的宽度方向均匀排列，相邻两列制冷蒸发换热管之间设有一列载冷剂换热管；每列制冷蒸发换热管包括一根沿蓄冷箱体的高度方向呈s形往复折弯的管，每列载冷剂换热管包括一根沿蓄冷箱体的高度方向呈s形往复折弯的管，且多列制冷蒸发换热管之间并联连接，多列载冷剂换热管之间并联连接：每列制冷蒸发换热管和与之相邻的载冷剂换热管之间高度方向上错位排列。

还包括制冷剂总进水管和制冷剂总回水管，制冷剂总进水管一端与冷凝器的制冷剂出口连接，另一端通过与其并联连接的分支管和每列制冷蒸发换热管的进口连接，制冷剂总回水管一端与气液分离器的入口连接，另一端通过与其并联连接的分支管和每列制冷蒸发换热管的出口连接；还包括载冷剂总进水管和载冷剂总出水管，载冷剂总进水管一端通过与循环水泵出口连接，另一端通过与其并联连接的分支管和每列载冷剂换热管的进口连接，载冷剂总出水管一端通过与其并联连接的分支管和每列载冷剂换热管的出口连接，另一端与蒸发表冷器的入口连接。

所述蓄冷箱体采用不锈钢折弯焊接而成，四周与底部全部满焊，顶部盖板可拆卸，采用紧固件固定，蓄冷箱体上设有放液阀及液位计，蓄冷箱体的外表面上设有保温板。

所述循环水泵采用变频控制，根据蒸发表冷器的出风温度自动调节载冷剂流量，确保供风调温更精准。

蒸发表冷器出风口一侧安装有出风温度传感器、送风压力传感器。

送风软管上安装有风量调节阀，送风软管的出口端安装有标准接头。

还包括变频器，所述变频器对高风压涡旋式风泵电连接，并根据风量要求控制其转速。

所述电源模块设置有115v\400hz交流输出电源、28v直流输出电源分别控制飞机机组用电，箱体框架外侧安装有相应的输出电源插座。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，一机多用，一方面减少飞机周围的保障设备数量，提高综合保障效率，另一方面通过组合减少了设备的冗余空间，蓄冷的应用降低整机功耗，输入、输出状态(出风温度、供气流量、供气压力)的人为可控调节的设计，使同一款保障设备适应于多种型号或类型的飞机地面保障需要。

本发明的蓄冷系统利用夜间电力低谷点制冷，将冷量以冷水或凝固状相变材料的形式储存起来，而在空调高峰负荷时段部分或全部地利用储存的冷量向空调系统供冷，以达到减少制冷设备安装容量、降低运行费用和电力负荷削峰填谷的目的；

本发明自带发电机组运行提供动力供空调模块及电源模块工作，也可通过外接口接市电供空调及电源工作，为飞机提供空调功能的同时可为其供电；

本发明的供风系统采用两台同等高风压涡旋式风泵供风，由两台变频器对其进行控制，根据风量要求通过变频器控制其转速高低，在风机风量范围内连续可调，可配合供风口手动无极可调节风阀，满足大小机型的风量及风压要求；所述控制系统为空调和电源电器控制，手动启动，自动控制。

附图说明

图1为本发明空调模块的原理图。

图2为本发明的立体结构示意图。

图3为图2的另一视角。

图4为图3的另一视角。

图5为本发明蓄冷箱的结构示意图。

图6为本发明蓄放冷换热器的示意图。

图7为图6的左视图。

图8为图6的右视图。

其中：1、箱体框架；2、纯电动拖车底盘；3、冷凝器；4、输出电源插座；5、蓄冷箱；7、发电机组；8、高风压涡旋式风泵；9、电源模块；10、空气中冷散热器；11、蒸发表冷器；12、有风量调节阀；13、循环水泵；14、送风软管；15、制冷压缩机；17、送风压力传感器；18、出风温度传感器；20、变频器；21、气液分离器；51、保温板；52、蓄冷箱体；53、制冷剂总回水管；54、制冷剂总进水管；55、载冷剂总出水管；56、载冷剂总进水管；57、蓄放冷换热器；58、液位计；571、制冷蒸发换热管；572、载冷剂换热管；573、亲水铝箔翅片。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1-图4所示，本实施例的蓄冷恒温空调电源一体机组，包括箱体框架1，箱体框架1底部由纯电动拖车底盘2支撑，箱体框架1内安装有一系列设备构成两大模块，包括电源模块9和空调模块；空调模块包括冷凝器3、空气中冷散热器10、蒸发表冷器11和蓄冷箱5，冷凝器3、空气中冷散热器10分别安装在箱体框架1内两侧，箱体框架1内中部安装有电源模块9、供风系统，箱体框架1内一端安装有为电源模块9与空调模块供电的发电机组7，另一端安装有蒸发表冷器11，蒸发表冷器11下方安装有蓄冷箱5；冷凝器3、蓄冷箱5、蒸发表冷器11与气液分离器21以及制冷压缩机15构成制冷蓄冷系统；蓄冷箱5的工作介质循环回路：制冷剂循环回路：从制冷压缩机15输出依次经冷凝器3、蓄冷箱5及气液分离器21再回到制冷压缩机15；载冷剂循环回路：从蓄冷箱5输出依次经蒸发表冷器11、循环水泵13再回到蓄冷箱5；供风系统采用至少两台相同的高风压涡旋式风泵8供风，两台高风压涡旋式风泵8的出风口均与空气中冷散热器10的入风口连通，空气中冷散热器10的出风口与蒸发表冷器11的入风口连通，蒸发表冷器11的出风口连接同向飞机机组内部的送风软管14。

如图5-图8所示，恒温蓄冷箱5的结构为：包括蓄冷箱体52，蓄冷箱体52内安装有蓄放冷换热器57，蓄放冷换热器57置于填充在蓄冷箱体52内的蓄冷介质中，蓄放冷换热器57为管片式换热器，其结构包括多根内螺纹铜管，内螺纹铜管的排布形式为：制冷蒸发换热管571及载冷剂换热管572间隔均匀排布，内螺纹铜管上沿其长度方向套设有若干均匀排列的亲水铝箔翅片573。

多列制冷蒸发换热管571沿蓄冷箱体52的宽度方向均匀排列，相邻两列制冷蒸发换热管571之间设有一列载冷剂换热管572；每列制冷蒸发换热管571包括一根沿蓄冷箱体52的高度方向呈s形往复折弯的管，每列载冷剂换热管572包括一根沿蓄冷箱体52的高度方向呈s形往复折弯的管，且多列制冷蒸发换热管571之间并联连接，多列载冷剂换热管572之间并联连接：每列制冷蒸发换热管571和与之相邻的载冷剂换热管572之间高度方向上错位排列。

还包括制冷剂总进水管54和制冷剂总回水管53，制冷剂总进水管54一端与冷凝器3的制冷剂出口连接，另一端通过与其并联连接的分支管和每列制冷蒸发换热管571的进口连接，制冷剂总回水管53一端与气液分离器21的入口连接，另一端通过与其并联连接的分支管和每列制冷蒸发换热管571的出口连接；还包括载冷剂总进水管56和载冷剂总出水管55，载冷剂总进水管56一端通过与循环水泵13出口连接，另一端通过与其并联连接的分支管和每列载冷剂换热管572的进口连接，载冷剂总出水管55一端通过与其并联连接的分支管和每列载冷剂换热管572的出口连接，另一端与蒸发表冷器11的入口连接。

蓄冷箱体52采用不锈钢折弯焊接而成，四周与底部全部满焊，顶部盖板可拆卸，采用紧固件固定，蓄冷箱体52上设有放液阀及液位计58，蓄冷箱体52的外表面上设有保温板51。

循环水泵13采用变频控制，根据蒸发表冷器11的出风温度自动调节载冷剂流量，确保供风调温更精准。

如图1所示，蒸发表冷器11出风口一侧安装有出风温度传感器18、送风压力传感器17。送风软管14上安装有风量调节阀12，送风软管14的出口端安装有标准接头。

如图2所示，还包括变频器20，变频器20对高风压涡旋式风泵8电连接，并根据风量要求控制其转速。

电源模块9设置有115v\400hz交流输出电源、28v直流输出电源分别控制飞机机组用电，箱体框架1外侧安装有相应的输出电源插座4。

本发明的设计及工作原理：

本发明的装置包括承载装置、箱体框架、动力系统、蓄冷系统、电源系统、供风系统、控制系统等，所述承载装置即为纯电动拖车底盘2，采用电瓶供电，牵引杆处电控控制电动底盘；所述箱体框架1为整体式不锈钢折弯焊接结构；所述动力系统采用双电源供电方式，即自带发电机组7运行提供动力供空调模块及电源模块9工作，也可通过外接口接市电供供空调模块及电源模块9工作；

所述蓄冷系统主要包括冷凝器3、蓄放冷换热器5、蒸发表冷器11、制冷压缩机13、循环水泵13等组成，利用夜间电力低谷点制冷：制冷剂在冷凝器3、蓄放冷换热器57、气液分离器21及制冷压缩机13间循环制冷，将冷量以冷水或凝固状相变材料的形式在蓄冷箱5中储存起来，而在空调高峰负荷时段部分或全部地利用蓄冷箱5中储存的冷量向空调系统供冷：载冷剂在蓄放冷换热器57、蒸发表冷器11及循环水泵13之间循环，以达到减少制冷设备安装容量、降低运行费用和电力负荷削峰填谷的目的。

其中：空气中冷散热器10配合两台同等高风压涡旋式风泵供风8，对进风温度进行控制，根据实际需求，空气中冷散热器10工作时，外部可设置冷凝风机，空调机组制冷运行状态下，高风压涡旋式风泵供风8吸入外界环境风，经叶轮转动压缩，压缩后的高压气体由经送风管进入空气中冷预冷散热器10，此时空气中冷预冷散热器10的进风侧的百叶窗(图中未示出)处于打开状态，通过共用空调冷凝风机抽外界环境风，进行散热，散热后的高压气体经出风管进蒸发表冷器11，即送出冷风；空调机组制热运行状态下，高风压涡旋式风泵供风8吸入外界环境风，叶轮转动压缩，压缩后的高压气体由经出发风管进入空气中冷预冷散热器10，此时空气中冷预冷散热器10的进风侧的百叶窗处于关闭状态，此时没有外界环境风对散热器进行换热，高压暖气体经出风管进蒸发表冷器11，即向飞机内送出热风。

两台同等高风压涡旋式风泵供风8，由两台变频器20对其进行控制，根据风量要求通过变频器控制其转速高低，在风机风量范围内连续可调，并配合供风口手动无极可调节风阀，满足大小机型的风量及风压要求；所述控制系统为空调和电源电器控制，手动启动，自动控制。

循环水泵13采用的变频控制,根据出风温度自动调节冷水(载冷剂)流量，确保供风调温更精准；电源模块9主要有115v\400hz交流输出电源、28v直流输出电源等输出电源控制，箱体框架外侧安装有相应输出电源插座4；

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。