SISTEMA DE REFRIGERACION POR CICLO DE AIRE
Mantener una correcta temperatura en un avión comercial con cientos de pasajeros a bordo viajando a 40,000 pies de altura (12,000 metros) representa un enorme reto para los especialistas en acondicionamiento de aire. Lograr un ambiente de cabina confortable para los pasajeros y tripulantes de un avión requiere el control de distintas variables como: Temperatura del aire, Humedad, Presión, Control de la calidad del aire. Estos son los factores que intervienen en la operación del sistema de acondicionamiento de aire. La cabina de un avión comercial representa un volumen enorme para la única fuente de aire disponible para el acondicionamiento del mismo, nos referimos al aire caliente a presión que se saca de los motores. Por lo que es normal que existan limitaciones sobre la cantidad de aire que se puede extraer en las distintas fases de vuelo, debido a que entre los objetivos principales del aire que pasa por el motor no está el acondicionamiento del aire para los pasajeros sino la propulsión para que el avión vuele, y tan sólo una pequeña parte de él debe desviarse a esta función además de atender la presurización y otros servicios requeridos en la cabina del avión. Para entender aún mejor la complicación del acondicionamiento de aire en las aeronaves hay que considerar, además, otras cuestiones, como las limitaciones de aire a bordo y las condiciones en las que debe de operar el sistema, enfrentando temperaturas exteriores de hasta -60º C, así como la falta de humedad. Los sistemas de refrigeración que se emplean en la aviación son el de ciclo de aire y el de ciclo de vapor. El primero se basa en el principio de eliminación de calor por transformación de la energía calorífica en trabajo mecánico, este es empleado en aviones comerciales, transportes militares y aviones de combate, funciona con el aire que se extrae del compresor del turborreactor, dicho aire caliente y a presión, se emplea para calefacción, refrigeración e incluso para la presurización de la cabina. El segundo sistema por ciclo de vapor es más limitado ya que proporciona únicamente la refrigeración del aire; este funciona mediante la evaporación de un líquido refrigerante en una unidad muy similar a la que es utilizada ampliamente en la industria automotriz; dicho sistema se usa generalmente en vuelos realizados a baja altitud y corta distancia. Cabe resaltar que en los aviones turbohélices se pueden emplear ambos tipos.
Aire de refrigeración del ciclo
Aire de refrigeración del ciclo es una tecnología probada que ha sido durante mucho tiempo la base de la cabina de aviones de refrigeración. Hasta ahora, la baja eficiencia energética y el alto costo de los sistemas de ciclo de aire han impedido su uso en los edificios. Sin embargo, estudios recientes realizados por BRE y la Universidad de Bristol (véase el Edificio de Servicios noviembre de 1998) han demostrado que los sistemas de aire ciclo podría ser viable para los edificios que requieren calefacción simultánea y la refrigeración. Aunque los sistemas de aire ciclo de enfriamiento que baja COPs pueden proporcionar relativamente alta recuperación de calor de temperatura sin la penalización de la eficiencia experimentada por los sistemas de compresión de vapor. técnicas de fabricación en serie podría superar al menos parcialmente, el costo relativamente alto de los sistemas.
hot air heat exchanger ( to ambient)- el aire caliente intercambiador de calor (a temperatura
ambiente) bootstrap compressor- arranque delcompresor expansion turbine- extencion de la turbina cold air heat exchanger (to carriage)- el aire frio intercambiador de calor( a los transportes) powered compressor-
compresor accionado
switched reluctance motor-
motor de reluctancia conmutada
Aire
ciclo de la máquina
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Una máquina de ciclo de aire ( ACM ) es la unidad de refrigeración del sistema de control ambiental (ECS) utilizados en presión de gas de la turbina de propulsión de aeronaves . Normalmente, un avión tiene dos o tres de estos ACM. Cada ACM y sus componentes son a menudo referido como un aire acondicionado Pack . El ciclo de refrigeración por aire proceso utiliza aire en lugar de freón en un gas de ciclo . No condensación o evaporación de un refrigerante está involucrado, y la salida de aire frío del proceso se utiliza directamente para la ventilación de la cabina o para la refrigeración de equipos electrónicos.
Detalles técnicos La compresión normal de refrigeración, y la expansión en ninguno de refrigeración del ciclo se lleva a cabo en la ACM por un compresor centrífugo , dos aire-aire de los intercambiadores de calor y una turbina de expansión . Purgue el aire de los motores, una unidad de potencia auxiliar, o una fuente de tierra, que puede ser superior a 150 ° C ya una presión de 32psi quizá, [ 1 ] se dirige a un intercambiador de calor primario. El aire exterior a temperatura ambiente y la presión se utiliza como refrigerante en este a-aire del intercambiador de calor al aire. Una vez que el aire caliente se enfría, entonces es comprimido por el compresor centrífugo. Esta compresión se calienta el aire (la temperatura máxima del aire en este momento es de aproximadamente 250 ° C) y se envía al intercambiador de calor secundario, que a su vez utiliza el aire exterior como refrigerante. El pre-enfriamiento a través del primer intercambiador de calor aumenta la eficiencia de la ACM, ya que disminuye la temperatura del aire que entra al compresor, por lo que se requiere menos trabajo para comprimir una masa de aire determinado (la energía requerida para comprimir un gas por un determinado proporción aumenta a medida que la temperatura de las subidas del gas entrante). En este punto, la temperatura de los refrigerados por aire comprimido es algo mayor que la temperatura ambiente del aire exterior. El comprimido, aire frío se desplaza a través de la turbina de expansión que los extractos de trabajo desde el aire a medida que se expande, la refrigeración es por debajo de la temperatura ambiente (hasta -20 ° C o -30 ° C). Es posible que la
ACM
para producir aire frío a menos de 0 ° C, incluso
cuando la temperatura del aire exterior es alto (como podría ser experimentado con el avión parado en el suelo en un clima caliente). [ 2 ] El trabajo extraído por la turbina de expansión se transmite por un eje de giro del compresor centrífugo paquete y un ventilador de entrada que se dibuja en el aire exterior para los intercambiadores de calor durante el funcionamiento de tierra, de aire a presión se utiliza en vuelo. El poder para el paquete de aire acondicionado se obtiene por la reducción de la presión del aire de purga de entrada con respecto a la del aire que sale del sistema de refrigeración (Boeing [ 3 ] describe una reducción de cerca de 30 psi a cerca de 11psi). Después de que el aire se ha enfriado, el vapor de agua en el aire se condensa, formando la niebla o
la humedad alta. Para deshacerse de este, el aire que sale de la turbina pasa es la expansión a través de un separador de agua, que utiliza la fuerza centrífuga para lanzar las partículas de agua en una bolsa de aglutinador que absorbe la humedad (este condensado puede ser inyectado en el aire exterior de entrar en el calor secundario Intercambiador para mejorar su rendimiento). El aire se pueden combinar en una cámara de mezcla con una pequeña cantidad de aire de purga del motor refrigerado. Esto calienta el aire a una temperatura deseada, y luego el aire se ventila en la cabina o los equipos electrónicos. [ editar ]
