ES2333247T3 - Instalacion de aire acondicionado para avion y procedimiento para operar una instalacion de aire acondicionado para avion. - Google Patents

Abstract

Instalación de aire acondicionado para avión con, al menos, un compresor (C) con un primer conducto (10) que se encuentra conectado a un lado de presión del compresor (C) y en la que se encuentran dispuestos uno o múltiples dispositivos de refrigeración postconectados al compresor (C) para la refrigeración del aire comprimido en el compresor (C), así como un segundo conducto, conformado como conducto de derivación (20), que también se encuentra conectado a un lado de presión del compresor (C) y que se encuentra dispuesto de manera tal, que el conducto de derivación conduce al menos una parte del aire comprimido en el compresor (C) alrededor de uno de los dispositivos de refrigeración, con lo que en el conducto de derivación (20) se encuentra dispuesto un estrangulador (TCV_H) con cuyo caudal másico se puede variar el aire conducido a través del conducto de derivación (20), con lo que en el primer conducto (10) se encuentra dispuesto un estrangulador (TCV_C, VTN) con el que se puede variar el caudal másico del aire conducido a través del primer conducto (10), y que se prevé una unidad (ECU), que se encuentra conformada de manera tal, que se puede accionar en un primer modo de funcionamiento en el que, al agrandar el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) se produce un achicamiento del paso en el dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesta en el primer conducto (10) y, de manera inversa, al achicar el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) se produce un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto (10), caracterizada porque la unidad (ECU) se puede accionar tanto en el primer modo de funcionamiento como también en un segundo modo de funcionamiento, en el que un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) y del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto de derivación (10) o un achicamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) y del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto (10).

Description

Instalación de aire acondicionado para avión y procedimiento para operar una instalación de aire acondicionado para avión.

La presente invención hace referencia a una instalación de aire acondicionado para avión con, al menos, un compresor con un primer conducto que se encuentra conectado a un lado de presión del compresor y en la que se encuentran dispuestos uno o múltiples dispositivos de refrigeración postconectados al compresor para la refrigeración del aire comprimido en el compresor, así como un segundo conducto, conformado como conducto de derivación, que también se encuentra conectado a un lado de presión del compresor y que se encuentra dispuesto de manera tal, que el conducto de derivación conduce, al menos, una parte del aire comprimido en el compresor alrededor de uno de los dispositivos de refrigeración, con lo que en el conducto de derivación se encuentra dispuesto un estrangulador con el que se puede variar el caudal másico del aire conducido a través del conducto de derivación.

Instalaciones de aire acondicionado para avión que presentan compresores cargados con aire ambiente o aire comprimido previamente se conocen en múltiples formas de ejecución diferentes. En el caso de instalaciones de aire acondicionado para avión para el suministro de aire fresco, climatización y presurización accionadas eléctricamente existe el problema, de que en el caso de un flujo másico predeterminado a través del ajuste del dispositivo de estrangulación que se encuentra dispuesto en el conducto de derivación, se modifican las relaciones de presión en el lado de salida del compresor, lo que a su vez genera que también se modifique la temperatura del aire comprimido.

La fig. 1 muestra estas relaciones y clarifica que al abrir la válvula TCV, que se encuentra en el conducto de derivación mencionado, cae la presión del lado de salida de la válvula, lo que genera una disminución de la temperatura. El correspondiente proceso inverso se lleva a cabo al estrangular la válvula TCV, con lo que, por un lado, se disminuye el caudal másico del aire conducido por el conducto de derivación, pero por otro lado, aumenta la presión en la salida del compresor, lo que reduce o suprime el efecto deseado de la modificación de temperatura. De esta manera se puede determinar que al desviar un caudal másico parcial hacia los dispositivos previstos para la refrigeración con la intención de, al reunir nuevamente los flujos de aire, aumentar la temperatura que se ajusta, se aumenta la permeabilidad del sistema total debido a que se abre la válvula TCV, lo que sin embargo provoca, que la temperatura del aire en la salida del compresor disminuya debido a la caída de presión. De acuerdo a las condiciones ambientales prevalece uno o el otro efecto. En el caso extremo, la apertura de la válvula TCV, con la que se busca provocar un suministro de aire caliente, puede provocar que el aire conducido a la cámara de mezcla o a la cabina del avión no sufra ninguna modificación de la temperatura, ya que la temperatura en la salida del compresor ha disminuido debido a la disminución de presión allí existente.

En síntesis resulta, que en el caso de sistemas conocidos no existe o sólo se puede realizar difícilmente una correlación reproducible entre la variación del paso del dispositivo de estrangulación dispuesto en el conducto de derivación, por un lado, y de la modificación de temperatura realizada por ello, por el otro. Es por ello objeto de la presente invención, perfeccionar una instalación de aire acondicionado para avión del tipo antes mencionado para que se simplifique el control o la regulación de la temperatura a través de la variación del paso del dispositivo de estrangulación dispuesto en el conducto de derivación.

Este objeto es resuelto a través de una instalación de aire acondicionado para avión con las características de la reivindicación 1.

De acuerdo a la misma se prevé que también en el primer conducto, que presenta los dispositivos de refrigeración mencionados, se encuentre dispuesto un dispositivo de estrangulación con el que se pueda variar el caudal másico del aire conducido a través del primer conducto.

Conforme a la invención se prevé una unidad que se puede accionar en un segundo modo de funcionamiento. La unidad puede estar diseñada de manera tal, que sólo se pueda accionar en el primer modo de funcionamiento. También puede estar diseñada de manera tal, que en el segundo se encuentre diseñado de forma que pueda ser accionada, a elección, en el primer o en el segundo modo de funcionamiento.

La unidad se encuentra diseñada de manera tal, que en el primer modo de funcionamiento, al agrandar el paso del dispositivo de estrangulación dispuesto en el conducto de derivación se produce un achicamiento del paso del dispositivo de estrangulación dispuesto en el primer conducto y de manera inversa, al achicar el paso del dispositivo de estrangulación dispuesto en el conducto de derivación se produce un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulación dispuesto en el primer conducto. Debido a la colocación de un dispositivo de estrangulación en el caudal másico, que es controlado a través del o de los dispositivo(s) de refrigeración, es posible conformar las condiciones en la salida del compresor de manera tal, que la variación del paso del dispositivo de estrangulación dispuesto en el conducto de derivación no conduzca o sólo conduzca de manera insignificante a una modificación del nivel de presión de la salida del compresor. De esta manera se puede lograr una relación siempre reproducible entre la posición de la válvula del dispositivo de estrangulación del conducto de derivación y la temperatura del flujo de aire conducido a la cámara de mezcla o a la cabina del avión. Una instalación de aire acondicionado para avión que presenta únicamente este modo de funcionamiento se conoce de la US-4308993 y la FR-2 509 842.

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En el segundo modo de funcionamiento conforme a la invención, la unidad provoca un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulamiento dispuesto en el conducto de derivación, así como un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulamiento dispuesto en el primer conducto o un achicamiento del paso del dispositivo de estrangulamiento dispuesto en el conducto de derivación y un achicamiento del paso del dispositivo de estrangulamiento dispuesto en el primer conducto. Un modo de funcionamiento de este tipo se puede seleccionar, si se desea controlar o regular la permeabilidad de la instalación de aire acondicionado para avión. Si se desea aumentar la permeabilidad de la instalación de aire acondicionado para avión, se agrandan los pasos de ambos dispositivos de estrangulación, si se desea disminuir la permeabilidad de la instalación de aire acondicionado para avión, se achican los pasos de ambos dispositivos de estrangulación.

También es posible, que la unidad se encuentre conformada de manera tal, que básicamente se pueda accionar en ambos modos de funcionamiento, es decir, de acuerdo a la necesidad en un modo de regulación de temperatura o modo de control de temperatura (primer modo de funcionamiento) y en un modo de regulación de la permeabilidad o modo de control de la permeabilidad (segundo modo de funcionamiento), respectivamente. Para ello, la elección del modo de funcionamiento puede depender, por ejemplo, de las condiciones ambientales en el funcionamiento en tierra o durante el vuelo.

En otro diseño de la presente invención se prevé que la modificación de los pasos de los dispositivos de estrangulación se realice de manera tal, que durante la modificación de los pasos la presión en la salida del compresor permanezca constante o esencialmente constante. Contrariamente a diseños antes conocidos se encuentra previsto de esta manera, que se impida o esencialmente se impida una variación de la presión en la salida del compresor a través de la modificación del paso en el dispositivo de estrangulación dispuesto en el conducto de derivación.

Preferentemente, la unidad se encuentra conformada como unidad de regulación de temperatura. Pueden estar previstos uno o múltiples sensores de temperatura conectados a esta unidad de regulación que midan la temperatura del aire en posiciones adecuadas en la instalación de aire acondicionado para avión, con lo que la unidad de regulación de temperatura se encuentra conformada de manera tal, que si se determina una desviación entre el valor real y el valor nominal varíe el paso del dispositivo de estrangulación dispuesto en el conducto de derivación a fin de disminuir la desviación entre el valor real y el valor nominal. En ese caso, conforme a la invención, también se realiza una variación del paso en el dispositivo de estrangulación dispuesto en el primer conducto.

Es posible, por ejemplo, que el sensor de temperatura se encuentre dispuesto más abajo de la desembocadura del conducto de derivación en la dirección de flujo, es decir, que registre la temperatura de mezcla y que este valor sea utilizado como magnitud a regular. Naturalmente también son posibles otras disposiciones del sensor de temperatura.

El sensor de temperatura del primer conducto puede estar dispuesto, especialmente, delante, es decir más arriba en la dirección de flujo del punto de desembocadura del conducto de derivación en el primer conducto.

Los dispositivos de refrigeración mencionados, situados en el primer conducto, pueden estar formados por un intercambiador de calor de aire dinámico refrigerado con aire dinámico o aire ambiente y/o por un ciclo de vapor y/o por una turbina para la descompresión del aire comprimido que se encuentra en el compresor.

En el primer conducto puede estar dispuesta una turbina para la descompresión del aire comprimido en el compresor y un circuito separador de agua preconectado a la turbina.

En otro diseño de la presente invención se prevé que en el primer conducto se encuentre dispuesta una turbina para la descompresión del aire comprimido en el compresor y que la turbina se asiente, junto con el compresor, sobre un eje y forme el turbo-refrigerador equipado (air-cycle-machine).

El compresor puede ser accionado a motor, con lo que el motor también puede estar asentado sobre el eje sobre el que se encuentran el compresor y la turbina.

Básicamente, el compresor puede estar conformado en una o múltiples etapas. Es posible, que el compresor esté formado por múltiples unidades de compresión que se encuentren conformadas en una o múltiples etapas y se encuentren dispuestas separadas, una detrás de otra o se encuentren unidas entre sí mediante un eje. En otro diseño de la presente invención puede estar previsto, que entre los compresores o entre las etapas de los compresores se encuentre prevista una refrigeración intermedia. Naturalmente, también son posibles formas de ejecución sin una refrigeración intermedia de este tipo.

Además del compresor mencionado pueden estar previstos uno o múltiples compresores adicionales accionados por un motor, que se pueden accionar independientemente del compresor y en paralelo a este.

En otro diseño de la presente invención se prevé que ambos dispositivos de estrangulación se encuentren conformados como componentes separados o como un único conjunto constructivo. Es posible, por ejemplo, que este conjunto constructivo único represente una válvula que simultáneamente pueda modificar la permeabilidad a través del primer conducto y la permeabilidad a través del conducto de derivación. Se puede pensar, por ejemplo, en un empujador que se puede desplazar hacia uno y otro lado de manera tal, que con el movimiento en una dirección disminuya la permeabilidad del primer conducto y, simultáneamente, aumente la permeabilidad del conducto de derivación y con el movimiento la otra dirección disminuya la permeabilidad del conducto de derivación y aumente la permeabilidad del primer conducto. Para ello se puede pensar en cualquier diseño de una válvula de este tipo, por ejemplo también una ejecución cónica de un empujador de válvulas o de un asiento de válvula a través del cual se pueden realizar todas las características, como por ejemplo que la permeabilidad del dispositivo de estrangulación depende de la posición del empujador o del cuerpo de válvula.

En otro diseño de la presente invención se prevé que se encuentre prevista una unidad de regulación del caudal másico para la regulación del caudal másico a través de la instalación de aire acondicionado para avión, con lo que se encuentran previstos uno o múltiples dispositivos para la medición del caudal conectados con la unidad de regulación del caudal másico, así como componentes de regulación con los que se puede variar el caudal másico.

Los elementos de regulación pueden estar formados por elementos para el ajuste del número de revoluciones de un motor que acciona al compresor.

La unidad de regulación del caudal másico y la unidad de regulación de la temperatura pueden estar formadas por diferentes componentes o también por mismo procesador o controlador.

La instalación de aire acondicionado para avión puede presentar una turbina para la descompresión del aire comprimido en el compresor y el conducto de derivación puede desembocar en el primer conducto, más abajo de la turbina en la dirección de flujo. Básicamente son posibles también otros puntos de desembocadura.

En otro diseño de la presente invención se prevé que la instalación de aire acondicionado para avión presente una turbina para la descompresión del aire comprimido en el compresor, así como un condensador que se encuentre postconectado a la turbina de manera tal, que el aire de salida de la turbina atraviese el lado frío del condensador y que el conducto de derivación desemboque en el primer conducto, más abajo del condensador en la dirección de
flujo.

Además puede estar previsto que en el primer conducto se encuentre dispuesto un intercambiador de calor de aire dinámico así como un circuito de separación de agua y que el dispositivo de estrangulación dispuesto en el primer conducto se encuentre dispuesto entre el intercambiador de calor de aire dinámico y el circuito de separación de agua o postconectado al circuito de separación de agua.

En otro diseño de la presente invención se prevé que se encuentre previsto un conducto de unión que una la salida del o de los compresores con su o sus entradas y que en el conducto de unión se encuentre dispuesta una válvula a través de la cual se puede modificar el caudal másico del aire que fluye por el conducto de unión. Se puede prever otra unidad de regulación que regule la temperatura del aire de salida del compresor, con lo que el valor real de la temperatura es determinado por un sensor de temperatura y con lo que la válvula del conducto de unión sirve como elemento de regulación.

El dispositivo de estrangulación dispuesto en el primer conducto también puede estar conformado por una boquilla de turbina variable (variable turbine nozzle). De esta manera es posible, que la modificación de la permeabilidad o del flujo másico sea realizada por la boquilla de turbina, lo que presenta la ventaja, de que no se deben prever elementos o dispositivos de estrangulación adicionales. De esta manera, la boquilla de turbina puede provocar sola la modificación de la permeabilidad del primer conducto. También es posible prever múltiples dispositivos de estrangulación, de los cuales uno sea conformado por la boquilla de turbina variable, de manera que la tarea de la variación de la permeabilidad o del flujo másico también sea realizada por la boquilla de turbina variable.

De esta manera, bajo el concepto "dispositivo de estrangulación" no sólo se entienden elementos que "eliminan" energía, como por ejemplo una válvula, sino también aquellos que transforman la energía, como por ejemplo la boquilla de turbina mencionada.

La presente invención hace referencia además a un procedimiento con las características de la reivindicación 25. Diseños ventajosos del procedimiento son objeto de las reivindicaciones secundarias 26 a 34.

Más particularidades y ventajas de la invención se explican con más detalle con ayuda de un ejemplo de ejecución representado en el dibujo. Estos muestran:

Fig. 1: una representación de la dependencia de la presión de la salida del compresor del paso de una válvula de estrangulación (TCV) dispuesto en el conducto de derivación conforme al estado actual del arte,

Fig. 2: una representación de acuerdo a la fig. 1 conforme a la invención,

Fig. 3: una representación esquemática de una instalación de aire acondicionado para avión conforme a la invención,

Fig. 4-6: diferentes representaciones de una instalación de aire acondicionado para avión conforme a la invención con dispositivos de estrangulación dispuestos en diferentes posiciones y

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Fig. 7: otra representación esquemática de una instalación de aire acondicionado para avión conforme a la invención con boquilla de turbina variable.

La figura 3 muestra, en una primera representación esquemática, la instalación de aire acondicionado para avión conforme a la invención. El compresor C es cargado del lado de entrada con aire ambiente o dinámico o, por ejemplo, también con aire comprimido previamente. Del lado de presión del compresor se encuentra el primer conducto 10, del que deriva un conducto de derivación 20.

En el primer conducto 10, a continuación de esta derivación, se encuentra un dispositivo de estrangulación TCV_C con el que se puede modificar el caudal másico que atraviesa el primer conducto. Más abajo del dispositivo de estrangulación, en la dirección de flujo, se encuentra el intercambiador de calor de aire dinámico HX que es atravesado por aire dinámico o ambiente y en su lado caliente es atravesado por el aire de salida del compresor que es refrigerado en el intercambiador de calor HX.

El caudal másico del aire ambiente o dinámico es variado a través de la válvula RAV situada en el lado del aire dinámico, como se indica en la figura 3.

El aire comprimido, refrigerado en el intercambiador de calor de aire dinámico HX, alcanza luego el recalentador REH y a continuación el condensador COND, en el que se condensa el agua en el aire comprimido. El agua es separada en el separador de agua postconectado WE. El aire deshumificado de esta manera atraviesa luego el recalentador REH, con lo que es calentado un poco, y luego alcanza la turbina T en la que es descomprimido, proceso en el que experimenta una considerable disminución de la temperatura. El aire enfriado de esta manera alcanza luego el lado frío del condensador COND. A continuación es conducido a una cámara de mezcla o a la cabina del avión.

Como se puede observar en la figura 3, el conducto de derivación 20 desemboca en el primer conducto 10, más abajo de la turbina T en la dirección de flujo.

Con la referencia 30 se identifican sensores de temperatura, de los cuales uno se encuentra dispuesto más abajo del condensador COND en la dirección de flujo. Debido a su disposición mide la temperatura del aire de mezcla que se compone del aire conducido a través del conducto de derivación 20 y del aire conducido a través del primer conducto 10. Como se representa en la figura 3, la mezcla de ambos flujos de aire se realiza entre la turbina T y el condensador COND.

De manera alternativa o adicional puede estar previsto otro sensor de temperatura 30, que como se puede observar en la figura 3 se encuentra dispuesto entre el separador de agua WE y el recalentador REH. Los sensores de temperatura 30 notifican el valor real de temperatura a una unidad de regulación de temperatura ECU, como se encuentra indicado con flechas en la figura 3.

Como se puede observar también en la fig. 3, en el dispositivo de estrangulación TCV_H se encuentra un conducto de derivación 20. Como se indica arriba, otro dispositivo de estrangulación TCV_C se encuentra en el primer conducto 10, en el que se encuentran dispuestos dispositivos de refrigeración, en el presente ejemplo el intercambiador de calor de aire dinámico HX y la turbina T. Además de los dispositivos de refrigeración aquí representados pueden estar previstos también otros dispositivos de refrigeración, como por ejemplo un ciclo de vapor.

El modo de funcionamiento de la disposición representada en la figura 3 es el siguiente:

Si el o los sensores de temperatura 30 notifican un valor de temperatura real que se encuentra por debajo de un valor nominal de temperatura, la unidad de regulación de temperatura ECU provoca un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulación o de la válvula de estrangulación TCV_H dispuesto en el conducto de derivación 20, lo que genera, que en el punto de mezcla sea conducido aire más caliente. La unidad de regulación de temperatura provoca, simultáneamente, que la permeabilidad del dispositivo de estrangulación TCV_C dispuesto en el primer conducto 10 disminuya, de manera que las relaciones de presión en la salida del compresor permanezcan constantes o casi constantes. De esta manera, la válvula TCV_C debe impedir o compensar una caída de presión en la salida del compresor que en sistemas conocidos se produciría por la abertura de la válvula TCV_H, lo cual se produce porque la permeabilidad es disminuida correspondientemente a través de la válvula TCV_C. El correspondiente proceso inverso se lleva a cabo al estrangular la válvula TCV_H.

Esto provoca, que las relaciones de presión en la salida del compresor sean considerablemente independientes del estado de abertura o de la permeabilidad de la válvula TCV_H que se encuentra en el conducto de derivación 20. Las relaciones se encuentran representadas esquemáticamente en la figura 2. Esta figura muestra que la permeabilidad de los dispositivos de estrangulación TCV_H y TCV_C es modificada de tal manera uno en relación al otro, que la presión en la salida del compresor permanece casi constante.

De esta manera, la presión en la salida del compresor es independiente del grado de abertura de la válvula TCV_H y es posible una regulación de temperatura constante y fiable a través del elemento de regulación TCV_H.

Como se puede observar también en la figura 3, la unidad de regulación de temperatura ECU influye también en la permeabilidad de la válvula RAV que controla el caudal másico del aire ambiente o dinámico que fluye en el intercambiador de calor de aire dinámico HX.

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En paralelo a la regulación de la temperatura se encuentra prevista una regulación de caudal, como se representa también en la figura 3. El valor real del caudal es determinado por un dispositivo de medición de paso 40 dispuesto en la salida del compresor. La unidad de regulación de caudal ECU realiza una comparación entre el valor nominal y real y en el caso de una desviación, influye en el número de revoluciones del motor M que acciona al compresor
C.

Como se puede observar también en la fig. 3, el motor que acciona al compresor C, el compresor C y la turbina T forman un turbo-refrigerador equipado (air-cycle-machine) asentado sobre un eje.

La figura 4 muestra otra forma de ejecución de la instalación de aire acondicionado para avión conforme a la invención. Como se puede observar en la figura 4, se encuentra previsto un primer compresor C1 accionado por un primer motor M1, con lo que el primer compresor C1, el primer motor M1 y la turbina T forman un turbo-refrigerador equipado (air-cycle-machine).

De manera adicional al primer compresor C1 se encuentra previsto otro compresor C2 cargado con aire ambiente o dinámico o comprimido previamente, que es accionado por un segundo motor M2. En los conductores de salida del compresor de ambos compresores C1, C2 se encuentran válvulas de retención PCKV1 y PCKV2. Finalmente se unen ambas salidas de compresor. El aire comprimido unido de esta manera es conducido a través de la unidad OZC, que puede ser un convertidor para ozono y/o hidrocarburos. A través del sensor 40 se registra el caudal del aire comprimido y este se utiliza para la regulación de caudal con la unidad ECU, que en el caso de una desviación del valor nominal modifica el número de revoluciones del motor M1. Como ya se explicó en la figura 3, del primer conducto 10, en el que se encuentran dispuestos los dispositivos de refrigeración en forma del intercambiador de calor de aire dinámico HX así como la turbina T, deriva un conducto de derivación 20 que desemboca en el primer conducto 10 del lado de salida de la turbina T. En vista de la disposición y de la función de los dispositivos de estrangulación TCV_H y TCV_C se hace referencia a los diseños en la figura 3.

Como se puede observar también en la fig. 4, en el conducto de aire dinámico se encuentra un eyector E, que es abastecido con aire comprimido a través de las válvulas de modulación del eyector JPV1 y JPV2 y posee la función de provocar un movimiento del aire a través del conducto de aire dinámico. Las válvulas de modulación del eyector JPV1 y JPV2 son cargadas con aire comprimido del compresor. El conducto de aire dinámico presenta dos secciones de conducto que transcurren en paralelo, en uno de los cuales se encuentra dispuesto el eyector E. En el otro conducto que transcurre en paralelo se encuentra la válvula de retención PLCKV. Durante el vuelo este conducto es atravesado por aire dinámico. La válvula de retención PLCKV debe evitar una corriente circulante en el conducto de aire
dinámico.

De manera adicional a la disposición representada en la figura 3, la instalación de aire acondicionado para avión conforme a la figura 4 presenta otro conducto de derivación que deriva, más arriba del intercambiador de calor de aire dinámico HX en la dirección de flujo, del primer conducto 10 y que desemboca, más abajo del punto de mezcla en la dirección de flujo, entre el conducto de derivación 20 y un primer conducto 10, como se puede observar en la figura 4. En este conducto se encuentra la válvula de derivación ajustable BPV. El conducto de derivación que presenta la válvula BPV también puede desembocar en otro punto. Se puede pensar, por ejemplo, que el conducto de derivación desemboque más arriba del punto de mezcla, en dirección de flujo, entre el conducto de derivación 20 y un primer conducto 10, como se puede observar en la figura 5.

Como se puede observar también en la fig. 4, se encuentra previsto un conducto 50 que une los conductos de presión comunes de los compresores C1 y C2 con las entradas del compresor. En el conducto 50 se encuentra una válvula manométrica (anti surge valve) ASV que en estado abierto une el lado de presión del compresor con el lado de aspiración del compresor. Para ello se encuentra previsto, que para dos compresores C1, C2 sólo se encuentre prevista una válvula manométrica o un conducto 50 que más abajo de la válvula ASV, en la dirección de flujo, se divide para formar ambas entradas de compresor. La válvula ASV es controlada por la unidad de regulación de caudal. La válvula ASV es utilizada para evitar el bombeo y sirve también para ajustar la temperatura del aire de salida del compresor en un valor deseado. Para ello se mide la temperatura del aire de salida del compresor y se la compara con un valor nominal en una unidad de regulación. Si se determina una desviación de regulación, se modifica la permeabilidad de la válvula ASV y de esta manera se conduce una cantidad mayor o menor de aire caliente a las entradas de compresor. De esta manera se puede regular la temperatura del aire de salida del compresor.

La figura 5 muestra otra disposición de la instalación de aire acondicionado para avión conforme a la invención, que por la disposición de los dispositivos de estrangulación se distingue de la figura 4. Como se puede observar en la figura 5, ambos dispositivos de estrangulación TCV_C, TCV_H se encuentran directamente delante del punto de mezcla en el que el conducto de derivación 20 desemboca en el primer conducto 10. De esta manera, en el ejemplo de ejecución aquí representado, el dispositivo de estrangulación TCV_C dispuesto en el primer conducto 10 se encuentra dispuesto más abajo del dispositivo de separación de agua en la dirección de flujo, es decir, en este caso, más abajo del lado frío del condensador COND en la dirección de flujo.

En la disposición que se puede observar en la figura 6, el dispositivo de estrangulación TCV_C dispuesto en el primer conducto 10 se encuentra en la sección entre el intercambiador de calor de aire dinámico HX y el circuito de separación de agua, es decir, más arriba del recalentador REH en la dirección de flujo.

La figura 7 muestra, finalmente, una disposición, en la que en el primer conducto 10, además del dispositivo de estrangulación TCV_C se encuentra prevista una boquilla de turbina VTN. Además del dispositivo de estrangulación TCV_C, o de manera alternativo al mismo, la boquilla de turbina VTN puede provocar la modificación deseada conforme a la invención del caudal o del caudal másico en el primer conducto 10.

Claims (34)

1. Instalación de aire acondicionado para avión con, al menos, un compresor (C) con un primer conducto (10) que se encuentra conectado a un lado de presión del compresor (C) y en la que se encuentran dispuestos uno o múltiples dispositivos de refrigeración postconectados al compresor (C) para la refrigeración del aire comprimido en el compresor (C), así como un segundo conducto, conformado como conducto de derivación (20), que también se encuentra conectado a un lado de presión del compresor (C) y que se encuentra dispuesto de manera tal, que el conducto de derivación conduce al menos una parte del aire comprimido en el compresor (C) alrededor de uno de los dispositivos de refrigeración, con lo que en el conducto de derivación (20) se encuentra dispuesto un estrangulador (TCV_H) con cuyo caudal másico se puede variar el aire conducido a través del conducto de derivación (20), con lo que en el primer conducto (10) se encuentra dispuesto un estrangulador (TCV_C, VTN) con el que se puede variar el caudal másico del aire conducido a través del primer conducto (10), y que se prevé una unidad (ECU), que se encuentra conformada de manera tal, que se puede accionar en un primer modo de funcionamiento en el que, al agrandar el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) se produce un achicamiento del paso en el dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesta en el primer conducto (10) y, de manera inversa, al achicar el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) se produce un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto (10), caracterizada porque la unidad (ECU) se puede accionar tanto en el primer modo de funcionamiento como también en un segundo modo de funcionamiento, en el que un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) y del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto de derivación (10) o un achicamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) y del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto
(10).

2. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque la unidad (ECU) se encuentra conformada de manera tal, que la modificación de los pasos de los dispositivos de estrangulación (TCV_C, TCV_H) se realiza de manera tal, que la presión en la salida del compresor permanece constante al modificar los pasos.

3. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el compresor (C) se encuentra dispuesto de manera tal, que es cargado con aire ambiente o aire dinámico o con aire comprimido previamente.

4. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unidad (ECU) se encuentra conformada como unidad de regulación de temperatura que trabaja en el primer modo de funcionamiento y que se encuentran previstos uno o múltiples sensores de temperatura (30) conectados a la unidad de regulación de temperatura que miden la temperatura del aire en la instalación de aire acondicionado para avión, con lo que la unidad de regulación de temperatura se encuentra conformada de manera tal, que si se determina una desviación entre el valor real de temperatura medido por los sensores de temperatura (30) y un valor nominal de temperatura predeterminado varía el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) a fin de disminuir la desviación de regulación.

5. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a la reivindicación 4, caracterizada porque que el conducto de derivación (20) desemboca en el primer conducto (10) y que el uno o los múltiples sensores de temperatura (30) se encuentran dispuestos en el primer conducto (10), antes y/o después del punto de desembocadura del conducto de derivación (20) en el primer conducto (10).

6. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los dispositivos de refrigeración situados en el primer conducto (10) se encuentran formados por un intercambiador de calor (HX) refrigerado con aire dinámico o aire ambiente y/o por un ciclo de vapor y/o por una turbina (T) para la descompresión del aire comprimido que se encuentra en el compresor (C).

7. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el primer conducto (10) se encuentra dispuesta una turbina (T) para la descompresión del aire comprimido en el compresor (C) y un circuito separador de agua preconectado a la turbina (T).

8. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el primer conducto (10) se encuentra dispuesta una turbina (T) para la descompresión del aire comprimido en el compresor (C) y que la turbina (T) se asienta, junto con el compresor (C), sobre un eje.

9. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se encuentra previsto, al menos, un motor (M) conectado con el compresor (C) para el accionamiento del compresor (C).

10. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a la reivindicación 8 y 9, caracterizada porque el compresor (C), la turbina (T) y el motor (M) se asientan sobre un eje.

11. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el compresor (C) se encuentra conformado en una o múltiples etapas.

12. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el compresor (C) es formado por múltiples unidades de compresión que se encuentran conformadas en una o múltiples etapas y se encuentran dispuestas separadas, una detrás de otra o se encuentran unidas entre sí mediante un eje.

13. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a la reivindicación 11 o 12, caracterizada porque entre las unidades de compresión o entre las etapas del compresor (C) de múltiples etapas se encuentran previstos uno o varios dispositivos de refrigeración intermedia.

14. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además del compresor (C) se encuentran previstos uno o múltiples compresores adicionales accionados por un motor, que se pueden accionar independientemente del compresor (C), en paralelo a este.

15. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) y el dispositivo de estrangulación (TCV_C) dispuesto en un primer conducto (10) se encuentran conformados como componentes separados o son formados por un grupo constructivo común.

16. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se encuentra prevista una unidad de regulación del caudal másico (ECU) para la regulación del caudal másico a través de la instalación de aire acondicionado para avión, y porque se encuentra previsto uno o múltiples dispositivos para la medición del caudal (40) conectados con la unidad de regulación del caudal másico, así como componentes de regulación con los que se puede variar el caudal másico.

17. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a la reivindicación 16, caracterizada porque el o los elementos de regulación son formados por elementos para el ajuste del número de revoluciones de un motor (M) que acciona al compresor (C).

18. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a la reivindicación 16 o 17, caracterizada porque la unidad de regulación del caudal másico (ECU) y la unidad de regulación de la temperatura (ECU) son formadas por diferentes componentes o por un controlador.

19. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de aire acondicionado para avión presenta una turbina (T) para la descompresión del aire comprimido en el compresor (C) y que el conducto de derivación (20) desemboca en el primer conducto (10), más abajo de la turbina (T) en la dirección de flujo.

20. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la instalación de aire acondicionado para avión presenta una turbina (T) para la descompresión del aire comprimido en el compresor (C) así como un condensador (COND) que se encuentra postconectado a la turbina (T) de manera tal, que el aire de salida de la turbina atraviesa el lado frío del condensador (COND) y que el conducto de derivación (20) desemboca en el primer conducto (10), más abajo del condensador (COND) en la dirección de flujo.

21. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el primer conducto (10) se encuentra dispuesto un intercambiador de calor de aire dinámico (HX) así como un circuito de separación de agua y que el dispositivo de estrangulación (TCV_C) dispuesto en el primer conducto (10) se encuentra preconectado al intercambiador de calor de aire dinámico (HX), dispuesto entre el intercambiador de calor de aire dinámico (HX) y el circuito de separación de agua o postconectado al circuito de separación de
agua.

22. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se encuentra previsto un conducto de unión (50) que une la salida del o de los compresores (C) con su o sus entradas y que en el conducto de unión (50) se encuentra dispuesta una válvula (ASV) a través de la cual se puede modificar el caudal másico del aire que fluye por el conducto de unión (50).

23. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a la reivindicación 22, caracterizada porque se encuentra prevista una unidad de regulación para la regulación de la temperatura del aire de salida del compresor y la unidad de regulación se encuentra conectada con un sensor de temperatura para la medición de la temperatura del aire de salida del compresor así como con la válvula (ASV).

24. Instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se encuentra prevista una boquilla de turbina variable y porque el dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto (10) es formado de manera exclusiva o también a través de la boquilla de turbina variable (VTN).

25. Procedimiento para el manejo de una instalación de aire acondicionado para avión, especialmente una instalación de aire acondicionado para avión conforme a una de las reivindicaciones 1 a 24, con un compresor (C) con un primer conducto (10) que se encuentra conectado a un lado de presión del compresor (C) y en la que se encuentran dispuestos uno o múltiples dispositivos de refrigeración postconectados al compresor (C) para la refrigeración del aire comprimido en el compresor (C), así como un segundo conducto, conformado como conducto de derivación (20), que también se encuentra conectado a un lado de presión del compresor (C) y que se encuentra dispuesto de manera tal, que en el conducto de derivación conduce al menos una parte del aire comprimido en el compresor (C) alrededor de uno de los dispositivos de refrigeración, con lo que en el conducto de derivación (20) se encuentra dispuesto un estrangulador (TCV_H) con cuyo caudal másico se puede variar el aire conducido a través del conducto de derivación (20), con lo que en el primer conducto (10) se encuentra dispuesto un estrangulador (TCV_C, VTN) con el que se puede variar el caudal másico del aire conducido a través del primer conducto (10), y que en un primer modo de funcionamiento, al agrandar el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) se produce un achicamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto (10), y, de manera inversa, al achicar el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) se produce un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto (10), caracterizado porque en un segundo modo de funcionamiento, al agrandar el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) se produce un agrandamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto (10), y al achicar el paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) dispuesto en el conducto de derivación (20) se produce un achicamiento del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_C, VTN) dispuesto en el primer conducto (10), con lo que la instalación de aire acondicionado para avión se puede accionar tanto en el primer como también en el segundo modo de funcionamiento.

26. Procedimiento conforme a la reivindicación 25, caracterizado porque los pasos de los dispositivos de estrangulación (TCV_C, TCV_H) se modifican de manera tal, que la presión en la salida del compresor no es modificada por la modificación de los pasos de los dispositivos de estrangulación (TCV_C, TCV_H).

27. Procedimiento conforme a la reivindicación 25 o 26, caracterizado porque se mide la temperatura del aire que fluye a través de la instalación de aire acondicionado y se la compara con un valor nominal y porque en el caso de una desviación entre el valor nominal y el valor real se realiza, a fin de regular la temperatura, una modificación del paso del dispositivo de estrangulación (TCV_H) que se encuentra en el conducto de derivación (20).

28. Procedimiento conforme a la reivindicación 27, caracterizado porque el conducto de derivación (20) desemboca en un punto de desembocadura en el primer conducto (10) y que la medición de temperatura se realiza más arriba o más abajo del punto de desembocadura, en la dirección de flujo.

29. Procedimiento conforme a la reivindicación 27 o 28, caracterizado porque la instalación de aire acondicionado para avión presenta un circuito de separación de agua que posee un recalentador (REH), un condensador (COND), y un separador de agua (WE) y que la medición de temperatura se realiza entre el condensador COND) y el recalentador (REH).

30. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 25 a 29, caracterizado porque la temperatura del aire en la salida del compresor es modificada porque la salida del compresor es conectada a la entrada del compresor y para ello se abre una válvula (ASV).

31. Procedimiento conforme a la reivindicación 30, caracterizado porque la temperatura del aire en la salida del compresor es regulada a través de una unidad de regulación.

32. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 25 a 31, caracterizado porque independientemente de la regulación de temperatura se realiza una regulación del caudal másico del aire de salida del compresor.

33. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 25 a 32, caracterizado porque en el primer conducto (10) se encuentra una boquilla de turbina (VTN) que forma el dispositivo de estrangulación.

34. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 25 a 33, caracterizado porque en el primer conducto (10) se encuentran múltiples dispositivos de estrangulación (TCV_C, VTN) y que uno de estos dispositivos de estrangulación es formado por una boquilla de turbina variable (VTN).