【技术实现步骤摘要】
本申请涉及航空航天，尤其涉及一种高温燃油热沉蒸发循环飞机环控系统和方法。
技术介绍
1、采用蒸发循环逐步取代空气循环，是满足飞机电子设备大功率散热需求的关键举措，其通常采用燃油和冲压空气作为热沉。伴随飞机速度的增加，冲压空气使用的限制越发严苛，导致燃油热沉负荷增加，燃油温度上升。因此，常规蒸发循环难以高效制冷。
2、采用复叠蒸发循环能够提高燃油温度条件下的制冷性能，但其系统功重比低，燃油热沉利用不充分。复叠循环相当于采用了两套单级蒸发循环，压缩机等高质量部件的复用程度低，造成系统功重比低。其次，蒸发循环的高压级冷凝温度较高，以实现向高温燃油放热。然而，燃油换热初期的温度较低，与制冷剂间传热温差大、传热损失高，无法高效利用低温部分的燃油热沉。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种高温燃油热沉蒸发循环飞机环控系统和方法，可实现高重量压缩机的部件复用和燃油热沉高温、低温部分的高效利用，并提高系统功重比和燃油热沉利用效率。
2、具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
3、本申请第一方面提供一种高温燃油热沉蒸发循环飞机环控系统，所述系统至少包括压缩机、第一压力冷凝器、第二压力冷凝器，所述第一压力冷凝器的环境压力低于所述第二压力冷凝器的环境压力；
4、压缩机中段出口与所述第一压力冷凝器的第二通路入口连接，压缩机后段出口与所述第二压力冷凝器的第二通路入口连接，第一制冷剂进入所述压缩机，从压缩机中段输出第二制冷剂至所述第一压力冷凝器中，从压缩
5、所述第一压力冷凝器的第一通路出口与所述第二压力冷凝器的第一通路的入口连接，其中，燃油作为冷凝剂依次流经第一压力冷凝器和第二压力冷凝器，逐步提高所述燃油的温度；
6、从所述第二压力冷凝器的第二通路出口输出的制冷剂和所述第一压力冷凝器的第二通路出口输出的制冷剂混合，形成所述第一制冷剂流入所述压缩机中。
7、本申请第二方面提供一种高温燃油热沉蒸发循环飞机环控方法，所述方法包括：
8、将所述第一制冷剂输入压缩机，并从所述压缩机的中段输出第二制冷剂和从所述压缩机的后段输出第三制冷剂；
9、使所述第二制冷剂输入第一压力冷凝器进行冷凝，燃油吸收冷凝热达到第一温度；使所述第三制冷剂输入第二压力冷凝器进行再次冷凝，燃油吸收冷凝热达到第二温度，其中，第二温度高于第一温度，所述第一压力冷凝器的环境压力低于所述第二压力冷凝器的环境压力；
10、将所述第二制冷剂和所述第三制冷剂经过处理后同时输入喷管中，回收制冷剂压力能，以提高所述压缩机入口压力；其中，经过处理后的第三制冷剂压力大于经过处理后的第二制冷剂压力。
11、本申请提供的高温燃油热沉蒸发循环飞机环控系统和方法，通过压缩机中段引气输出第二制冷剂至第一压力冷凝器，实现了压缩机低压级部件的复用，避免了额外增加设备来处理不同压力需求的制冷剂，减轻了系统重量，从而提高了系统功重比，且使压缩机在不同阶段对制冷剂进行合理处理，充分利用了压缩机的工作特性，提高了其部件的利用效率，有助于在满足制冷需求的同时优化系统整体性能。此外，第一压力冷凝器和第二压力冷凝器采用不同压力环境，且燃油依次流经二者，根据燃油温度逐步升高的特点，可合理安排制冷剂的冷凝过程，第二制冷剂在压力较低的第一压力冷凝器中与温度相对较低的燃油换热，第三制冷剂在压力较高的第二压力冷凝器中与温度已升高的燃油换热，降低了燃油换热初期的传热温差，减少了传热损失，提高了燃油热沉的利用效率。
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1.一种高温燃油热沉蒸发循环飞机环控系统，其特征在于，所述系统至少包括压缩机、第一压力冷凝器、第二压力冷凝器，所述第一压力冷凝器的环境压力低于所述第二压力冷凝器的环境压力；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括过冷器，
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括喷管，
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一节流阀、第二节流阀和蒸发器；其中，
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二压力冷凝器的第二通路出口与所述第一节流阀的入口连接，所述第一节流阀的出口与所述过冷器的第二通路的入口连接，使所述第三制冷剂节流后流入所述过冷器。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述喷管设置于所述压缩机和第一压力冷凝器之间，所述蒸发器的出口直接与所述压缩机的入口连接，所述过冷器的第二通路出口与所述喷管的第一入口连接；
7.一种高温燃油热沉蒸发循环飞机环控方法，其特征在于，所述高温燃油热沉蒸发循环飞机环控方法应用于如权利要求1-6任一所述的系统，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设置第一压力冷凝器与第二压力冷凝器连接，燃油输入所述第一压力冷凝器换热后，得到第一温度的燃油输入所述第二压力冷凝器中换热，输出第二温度的燃油，所述第二温度的燃油温度高于所述第一温度的燃油。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，设置所述压缩机中段出口与喷管的第二入口连接，令所述第二制冷剂进入所述喷管中，设置压缩机后段出口经第二压力冷凝器、第一节流阀和过冷器后与喷管的第一入口连接，令压缩机后段出口流出的所述第三制冷剂经过处理后进入所述喷管的第一入口，使所述第二制冷剂和第三制冷剂在所述喷管中混合形成第一制冷剂。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将所述第二制冷剂和所述第三制冷剂经过处理后同时输入喷管中，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高温燃油热沉蒸发循环飞机环控系统，其特征在于，所述系统至少包括压缩机、第一压力冷凝器、第二压力冷凝器，所述第一压力冷凝器的环境压力低于所述第二压力冷凝器的环境压力；
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括过冷器，
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括喷管，
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一节流阀、第二节流阀和蒸发器；其中，
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二压力冷凝器的第二通路出口与所述第一节流阀的入口连接，所述第一节流阀的出口与所述过冷器的第二通路的入口连接，使所述第三制冷剂节流后流入所述过冷器。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述喷管设置于所述压缩机和第一压力冷凝器之间，所述蒸发器的出口直接与所述压缩机的入口连接，所述过冷器的第二通路出口与所述喷管的第一入口连接；
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘子健，姚叶明，陈昊，王伊凡，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：
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