PACK组件工作原理

概述：A飞机上，装有两部相同的PACK组件，两部组件自动运行且相互独立。PACK组件的冷却原理采用空气循环制冷。将来自APU或发动机的高温高压引气经过热交换器冷却后再经过涡轮膨胀，带动负载做功，空气压力能转化为机械能，压力和温度会大大降低，从而满足所需空调系统的要求。

PACK相关部件识别：

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热交换器：把热量从一种载热介质传递给另一种载热介质的设备。如果以加热流体为主要目的，则称为在加热器；如果以冷却流体为主要目的，则称为散热器。

主级热交换器：

次级热交换器：

再加热器(REHEATER)：有热路和冷路两个部分，是另一种形式的热交换器。

冷凝器(CONDENSER)：将空气温度降到零点温度以下，空气流过冷凝器，在壁面上凝结成水膜或者大水滴。

水分离器(WATEREXTRACTOR)：分离空气中的水分，分离出的水分排到冲压空气中，以提高热交换器的冷却效率。除水的必要性：飞机在低空飞行或在地面时，由于外界大气湿度过高，随着空气温度的不断降低，空气中多余的水分会产生凝结。因为组件内的温度可能会降的很低，所以就可能有结冰的风险。

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含有水珠的气流流过水分离器的旋流器后将在内壳体内旋转，由于水珠的离心作用大，被甩向带有小孔的内壳体壁面，并在其结构内部(内壳体与外壳体之间的槽内)把水分收集起来，然后排向冷却空气进口处。安装于涡轮进口管路上冷凝器出口管路上。这种设计也被称为高压除水。

ACM(AIRCYCLEMACHINE)：空气循环制冷的核心元件-空气循环机。它分为两个部分，压气机部分和涡轮部分。涡轮带动同轴的压气机、风扇，涡轮跟负载之间采用空气轴承（在工作时，依靠气体自身的粘性，旋转的轴将气体带入轴和箔片之间形成的气体收敛楔，可将气体的动压转变成静压，从而形成托起压力的气膜，支撑轴高速旋转。），内能转变为机械能，从而实现降温冷却的目的。

气路走向：想以实物图来说明气路走向可能相对清楚些，由于素材暂且未收集到，以原理图做标注，附加一张实物图，标注冲压空气的气路。

来自引气系统的气流在组件内的气路走向：

?为了更清楚些，气流经过的部件用红色字体标注。来自APU的高压高温引起经过FCV后，首先到次级热交换器进行初步冷却（在两部热交换器中的冷却靠外界的冲压空气进行冷却）。这股经初步冷却后的气流到ACM后，分成两路，一路经ACM压气机部分对气流压缩（温度压力大幅升高），流向主级热交换器（温度大幅下降，压力略有降低）。一路直接流向ACM的涡轮出口管路，冷凝器的上游，这段管路安装有一个旁通活门控制（旁通活门的作用下面会说到）?。经主级热交换器冷却的气流，到再加热器热通路（温度略有降低，有少量水分凝结出来），然后流向冷凝器，再到水分离器，将空气中的水分分离出来变为干燥的气流，这股气流再次经过再加热器的冷通路流向ACM的涡轮部分，涡轮膨胀做功（内能转换为机械能，即焓降：指空气焓值下降。空气中的焓值是指空气中含有的总热量，通常以干空气的单位质量为基准，称作比焓，工程中简称为焓，是指一千克干空气的焓和与它相对应的水蒸气的焓的总和），温度降低，经过冷凝器，最终供向用户(混合组件)。外界冲压空气气路走向：?

组件的控制：

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组件按钮电门：

ON：FCV(FlowControlValve)是自动控制的。以下情况，活门关闭：‐上游压力(VENTURI上游压力)低于最小值；‐压气机出口过热；

‐按压了同侧发动机的火警按钮；‐按压水上迫降电门；

‐发动机启动。1.当MODE选择器置于点火或冷转位，如果交输引气活门关闭，位于正在启动的发动机一侧的活门立即关闭。2.交输引气活门关闭，位于正在启动的发动机一侧的活门保持关闭：

‐主电门ON，‐起动活门打开，‐N2小于50%左右。如果发动机启动时交输引气活门打开，两个FCV关闭。3.地面时，活门重新打开会有30秒延迟，以避免在第二台发动机启动时发生额外的组件关闭循环。

OFF：FCV关闭。

FAULT：压气机出口过热或组件出口过热时，FAULT灯点亮，并有ECAM警戒。

组件流量选择器：‐根据旅客人数和外界情况选择流量：

LO(80%)–NORM(%)–HI(%)-参考‐单组件工作或APU引气时，人工选择不起作用，自动选择高流量。‐如果选择了LO，当不能满足冷却需求时，自动选择正常流量。

ACSC(AirConditioningSystemController)：

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装有两部ACAC。每部ACSC通过调节旁通活门及冲压空气进气折流门来调节与其相关组件的温度。冲压空气进气折流门在起飞和着陆时关闭，以避免吸入外来物。

在起飞时，当起飞功率调定且主起落架减震支柱被压缩时，冲压空气进气折流门关闭。着陆时，主起落架减震支柱被压缩，速度等于或大于70kt，进气折流门关闭。速度降至低于70kt后20s，进气折流门打开。

组件流量控制：可以根据旅客人数及外部环境使用组件流量选择器来调节组件流量。

在下列情况下系统都输送高流量（不受流量选择器的控制）：

‐单组件工作；

‐当APU提供引气。

如果选择低流量但温度要求未被满足，系统会输送正常流量。

发动机压力需求：当不能满足一个区域的冷却需求时，如果引气压力过低，ACSC给EIU发送压力需求信号以增加最低慢车并提高引气压力。

APU流量需求：当APU引气活门打开时，如果任何一个区域温度要求不能满足，ACSC给ECB信号，以提高APU的流量输出。

组件的温度控制：以下对组件相关控制部件以及组件相关传感器做了简单总结。

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水分离器出口温度传感器：位于水分离器出口。探测水分离器出口气流温度，防止因为结冰压力过高而堵塞。上限70摄氏度。下限如下表格：

压气机出口温度传感器（CDS）：感知压气机出口温度并发送温度信号给ACSC。

当温度到°C时，正常运行；

当温度到°C-°C时，冲压进气门完全打开，增加冷却空气流量；

当温度到°C时，ECAM显示过热警告并且头顶板30VU上，PACK电门故障灯点亮。

冲压进气折流门和旁通活门：它们由ACSC以一个预定的顺序同时控制。

为了实现最大限度的冷却，进气折流门完全打开，旁通活门完全关闭；

如果需要最大限度的加热，进气折流门几乎完全关闭（能不能完全关闭，为什么？），旁通活门完全打开。

ACSC将机组在温度选择面板上选择的目标温度和PACK的实际温度进行比较，以调节旁通活门，进行温度控制。旁通活门通常的开度为21度。ACSC比较目标值的温度数据和水分离器出口传感器的温度数据，调整旁通活门的方向和打开速度。

调节冲压进气折流门的开度，以调节冲压空气流量，增加冷却。

组件出口压力传感器（PDPS）：测量涡轮出口和客舱之间的压力差，并发送给ACSC。

组件出口温度传感器：监控组件出口温度，并给ECAM提供显示。

压差传感器(DPS)和组件进口压力传感器(PIPS)：

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DPS：测量VENTURIBODY的压差，压差信号用于流量计算。

PIPS：测量VENTURI上游的压力，并发送给ACSC。

指示：ECAM上指示并非在空调页面，而是在引气页面。

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1：组件流量控制活门（FCV）指示，LO、HI表示组件流量。

2：压气机出口温度指示，正常显示为绿色，温度高于°C，显示为琥珀色。

3：旁通活门位置指示。

4：组件出口温度（涡轮出口温度）指示。

仅供学习参考，具体请以手册为准。

A笔记

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