飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的應(yīng)用

林美娜

摘 要：本文詳細(xì)介紹了飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理，提供了目前國(guó)內(nèi)外常用的兩種飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式，供業(yè)界參考，希望可以借此推動(dòng)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組 節(jié)能減排 多級(jí)制冷 橋掛式

中圖分類(lèi)號(hào)：TB65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（c）-0067-02

Abstract：This paper describes in details the working principle of pre-conditioned air unit. It provides two kinds of structure models for the pre-conditioned air unit，which is commonly used for domestic and international airport.It could be reference for the industry field and will promote the development of pre-conditioned air unit.

Key Words：Pre-conditioned Air Unit；Energy Saving and Emission Reduction；Multistage Refrigeration；Bridge Mounted

眾所周知，所有飛機(jī)無(wú)論在空中飛行，在機(jī)場(chǎng)待飛或者在停機(jī)坪過(guò)夜，都必須有新鮮空氣送入機(jī)艙，一方面提供機(jī)艙內(nèi)人員需要的衛(wèi)生新風(fēng)量；一方面帶走飛機(jī)內(nèi)部設(shè)備的散熱量以維持艙內(nèi)舒適的環(huán)境。為了貫徹國(guó)家、中國(guó)民用航空局的節(jié)能減排精神，減少飛機(jī)自身的輔助動(dòng)力裝置APU（auxiliary power unit）[1]的廢氣排放，2012年1月，中國(guó)民用航空局下發(fā)了《民航局組織實(shí)施“機(jī)場(chǎng)使用橋載設(shè)備替代飛機(jī)APU推廣工作”項(xiàng)目工作要求》，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備替代飛機(jī)APU專(zhuān)項(xiàng)工作的進(jìn)展。

北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)、上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)和廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)作為我國(guó)三大機(jī)場(chǎng)，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策，已經(jīng)率先使用橋載設(shè)備。2011年，三大機(jī)場(chǎng)全年節(jié)省航油 7.3萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放23萬(wàn)噸[2]。

為了深入推動(dòng)我國(guó)機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備替代飛機(jī)本體APU的工作，2012年，我國(guó)完成西安、重慶、長(zhǎng)沙、南京、武漢等17個(gè)年旅客吞吐量超過(guò)500萬(wàn)人次以上機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備安裝立項(xiàng)報(bào)告評(píng)估和批復(fù)工作[3]，飛機(jī)專(zhuān)用橋載設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越普遍。

這種安裝在登機(jī)廊橋下替代飛機(jī)APU的橋載設(shè)備，稱(chēng)為飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組。

1 飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理和結(jié)構(gòu)型式

1.1 工作原理

飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組是置于民航飛機(jī)以外，利用較長(zhǎng)的送風(fēng)管道和飛機(jī)專(zhuān)用接頭，通過(guò)飛機(jī)機(jī)身下部的外接空調(diào)接口和機(jī)身內(nèi)部復(fù)雜的送風(fēng)管道向機(jī)艙內(nèi)送風(fēng)的一種全新風(fēng)特種空調(diào)機(jī)。飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組采用全電力驅(qū)動(dòng)、直接蒸發(fā)式制冷循環(huán)技術(shù)，可向飛機(jī)進(jìn)行通風(fēng)、冷卻、除濕和制熱，并具有空氣過(guò)濾功能，為乘客和機(jī)組人員在飛機(jī)待飛過(guò)程中和飛機(jī)在停機(jī)坪過(guò)夜以及地面維護(hù)保養(yǎng)時(shí)提供舒適的空調(diào)環(huán)境。

1.1.1 制冷系統(tǒng)

采用多級(jí)直接蒸發(fā)制冷方式有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)組大焓差，低溫度送風(fēng)的要求。在環(huán)境溫度出現(xiàn)大幅度變化時(shí)，多級(jí)制冷系統(tǒng)才能保證低送風(fēng)溫度要求。飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的制冷系統(tǒng)原理如圖1所示。

1.1.2 送風(fēng)系統(tǒng)。

（1）制冷送風(fēng)。

環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器之后，進(jìn)入一級(jí)蒸發(fā)器預(yù)冷卻，然后進(jìn)入送風(fēng)機(jī)。經(jīng)過(guò)送風(fēng)機(jī)后進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)器和三級(jí)蒸發(fā)器，被進(jìn)一步冷卻?？諝饫鋮s處理后，以較高的壓力和較低的溫度送入飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)。

（2）制熱送風(fēng)。

環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器之后，進(jìn)入一級(jí)加熱器加熱，然后進(jìn)入送風(fēng)機(jī)。經(jīng)過(guò)送風(fēng)機(jī)后進(jìn)入二級(jí)加熱器，被進(jìn)一步加熱?？諝饧訜崽幚砗?，以較高的壓力和較高的溫度送入飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)。

（3）控制系統(tǒng)。

針對(duì)波音公司和空中客車(chē)公司生產(chǎn)的各型號(hào)民航客機(jī)的不同需求，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的控制系統(tǒng)必須滿足變風(fēng)量、變風(fēng)壓的要求；必須滿足環(huán)境溫度變化時(shí)，選擇制冷、送風(fēng)或制熱不同運(yùn)行模式的使用要求。因此，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的電氣控制系統(tǒng)必須采用高可靠性的可編程PLC控制系統(tǒng)，以確保機(jī)組自動(dòng)、高效、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.2 結(jié)構(gòu)型式

按安裝方式分類(lèi)，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組可以分為橋掛式，落地式和移動(dòng)式，目前應(yīng)用最廣泛的是橋掛式。橋掛式飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組采用風(fēng)冷冷凝器，機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式共有兩種，如圖2和圖3所示。

向后排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組由于冷凝器排風(fēng)方向與機(jī)坪方向平行，能防止機(jī)坪熱風(fēng)回流，提高冷凝器換熱效率，但由于散熱風(fēng)扇距離冷凝器末端較遠(yuǎn)，冷凝器末端的風(fēng)速低而近端風(fēng)速高，冷凝器風(fēng)速不均勻造成了溫度場(chǎng)的不均勻，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效率的降低[4]。

向下排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組由于冷凝器排風(fēng)方向與機(jī)坪方向垂直，接波音737系列飛機(jī)時(shí)，由于飛機(jī)機(jī)艙門(mén)低導(dǎo)致飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組距離停機(jī)坪很近，熱風(fēng)容易回流，影響冷凝器換熱效果，但由于飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組高度低，散熱風(fēng)扇與冷凝器末端距離近，冷凝器迎面風(fēng)速比較均勻，冷凝器的換熱效率較高。

向后排風(fēng)型和向下排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各有利弊，選擇哪一種結(jié)構(gòu)型式必須根據(jù)機(jī)場(chǎng)實(shí)際情況，以提高機(jī)組換熱效率，安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為最終設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)民航未來(lái)在年旅客吞吐量300萬(wàn)人次以上的機(jī)場(chǎng)全面實(shí)施地面空調(diào)和電源替代飛機(jī)APU的工作正在積極推進(jìn)[5]，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組作為機(jī)場(chǎng)的地面支持設(shè)備，已經(jīng)成為橋載的必備產(chǎn)品之一。由于只有取得中國(guó)民用航空總局審定并頒發(fā)的“民用機(jī)場(chǎng)專(zhuān)用設(shè)備使用許可證”的飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組，才能在我國(guó)民用機(jī)場(chǎng)內(nèi)使用，因此，國(guó)內(nèi)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的制造商屈指可數(shù)。為了更好地掌握、使用飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組，本文詳細(xì)介紹了飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理，并提供了目前國(guó)內(nèi)外常用的兩種橋掛式飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式，供業(yè)界參考，希望可以借此推動(dòng)我國(guó)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 金中平.輔助動(dòng)力裝置及其標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展綜述[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，1998（4）：19-22.

[2] 中國(guó)民用航空局.2011年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/index_1.html，2012-05-07.

[3] 中國(guó)民用航空局.2012年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/，2013-05-20.

[4] 劉春花，劉金平.風(fēng)冷冷凝器管外傳熱與流動(dòng)的數(shù)值模擬[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，（3）：294-299.

[5] 民航資源網(wǎng).中國(guó)全民航2011年二氧化碳排放量5185萬(wàn)噸[EB/OL].http：//news.carnoc.com/list/223/223314.html，2012-05-24.endprint

摘 要：本文詳細(xì)介紹了飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理，提供了目前國(guó)內(nèi)外常用的兩種飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式，供業(yè)界參考，希望可以借此推動(dòng)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組 節(jié)能減排 多級(jí)制冷 橋掛式

中圖分類(lèi)號(hào)：TB65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（c）-0067-02

Abstract：This paper describes in details the working principle of pre-conditioned air unit. It provides two kinds of structure models for the pre-conditioned air unit，which is commonly used for domestic and international airport.It could be reference for the industry field and will promote the development of pre-conditioned air unit.

Key Words：Pre-conditioned Air Unit；Energy Saving and Emission Reduction；Multistage Refrigeration；Bridge Mounted

眾所周知，所有飛機(jī)無(wú)論在空中飛行，在機(jī)場(chǎng)待飛或者在停機(jī)坪過(guò)夜，都必須有新鮮空氣送入機(jī)艙，一方面提供機(jī)艙內(nèi)人員需要的衛(wèi)生新風(fēng)量；一方面帶走飛機(jī)內(nèi)部設(shè)備的散熱量以維持艙內(nèi)舒適的環(huán)境。為了貫徹國(guó)家、中國(guó)民用航空局的節(jié)能減排精神，減少飛機(jī)自身的輔助動(dòng)力裝置APU（auxiliary power unit）[1]的廢氣排放，2012年1月，中國(guó)民用航空局下發(fā)了《民航局組織實(shí)施“機(jī)場(chǎng)使用橋載設(shè)備替代飛機(jī)APU推廣工作”項(xiàng)目工作要求》，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備替代飛機(jī)APU專(zhuān)項(xiàng)工作的進(jìn)展。

北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)、上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)和廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)作為我國(guó)三大機(jī)場(chǎng)，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策，已經(jīng)率先使用橋載設(shè)備。2011年，三大機(jī)場(chǎng)全年節(jié)省航油 7.3萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放23萬(wàn)噸[2]。

為了深入推動(dòng)我國(guó)機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備替代飛機(jī)本體APU的工作，2012年，我國(guó)完成西安、重慶、長(zhǎng)沙、南京、武漢等17個(gè)年旅客吞吐量超過(guò)500萬(wàn)人次以上機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備安裝立項(xiàng)報(bào)告評(píng)估和批復(fù)工作[3]，飛機(jī)專(zhuān)用橋載設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越普遍。

這種安裝在登機(jī)廊橋下替代飛機(jī)APU的橋載設(shè)備，稱(chēng)為飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組。

1 飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理和結(jié)構(gòu)型式

1.1 工作原理

飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組是置于民航飛機(jī)以外，利用較長(zhǎng)的送風(fēng)管道和飛機(jī)專(zhuān)用接頭，通過(guò)飛機(jī)機(jī)身下部的外接空調(diào)接口和機(jī)身內(nèi)部復(fù)雜的送風(fēng)管道向機(jī)艙內(nèi)送風(fēng)的一種全新風(fēng)特種空調(diào)機(jī)。飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組采用全電力驅(qū)動(dòng)、直接蒸發(fā)式制冷循環(huán)技術(shù)，可向飛機(jī)進(jìn)行通風(fēng)、冷卻、除濕和制熱，并具有空氣過(guò)濾功能，為乘客和機(jī)組人員在飛機(jī)待飛過(guò)程中和飛機(jī)在停機(jī)坪過(guò)夜以及地面維護(hù)保養(yǎng)時(shí)提供舒適的空調(diào)環(huán)境。

1.1.1 制冷系統(tǒng)

采用多級(jí)直接蒸發(fā)制冷方式有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)組大焓差，低溫度送風(fēng)的要求。在環(huán)境溫度出現(xiàn)大幅度變化時(shí)，多級(jí)制冷系統(tǒng)才能保證低送風(fēng)溫度要求。飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的制冷系統(tǒng)原理如圖1所示。

1.1.2 送風(fēng)系統(tǒng)。

（1）制冷送風(fēng)。

環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器之后，進(jìn)入一級(jí)蒸發(fā)器預(yù)冷卻，然后進(jìn)入送風(fēng)機(jī)。經(jīng)過(guò)送風(fēng)機(jī)后進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)器和三級(jí)蒸發(fā)器，被進(jìn)一步冷卻?？諝饫鋮s處理后，以較高的壓力和較低的溫度送入飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)。

（2）制熱送風(fēng)。

環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器之后，進(jìn)入一級(jí)加熱器加熱，然后進(jìn)入送風(fēng)機(jī)。經(jīng)過(guò)送風(fēng)機(jī)后進(jìn)入二級(jí)加熱器，被進(jìn)一步加熱?？諝饧訜崽幚砗?，以較高的壓力和較高的溫度送入飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)。

（3）控制系統(tǒng)。

針對(duì)波音公司和空中客車(chē)公司生產(chǎn)的各型號(hào)民航客機(jī)的不同需求，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的控制系統(tǒng)必須滿足變風(fēng)量、變風(fēng)壓的要求；必須滿足環(huán)境溫度變化時(shí)，選擇制冷、送風(fēng)或制熱不同運(yùn)行模式的使用要求。因此，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的電氣控制系統(tǒng)必須采用高可靠性的可編程PLC控制系統(tǒng)，以確保機(jī)組自動(dòng)、高效、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.2 結(jié)構(gòu)型式

按安裝方式分類(lèi)，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組可以分為橋掛式，落地式和移動(dòng)式，目前應(yīng)用最廣泛的是橋掛式。橋掛式飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組采用風(fēng)冷冷凝器，機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式共有兩種，如圖2和圖3所示。

向后排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組由于冷凝器排風(fēng)方向與機(jī)坪方向平行，能防止機(jī)坪熱風(fēng)回流，提高冷凝器換熱效率，但由于散熱風(fēng)扇距離冷凝器末端較遠(yuǎn)，冷凝器末端的風(fēng)速低而近端風(fēng)速高，冷凝器風(fēng)速不均勻造成了溫度場(chǎng)的不均勻，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效率的降低[4]。

向下排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組由于冷凝器排風(fēng)方向與機(jī)坪方向垂直，接波音737系列飛機(jī)時(shí)，由于飛機(jī)機(jī)艙門(mén)低導(dǎo)致飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組距離停機(jī)坪很近，熱風(fēng)容易回流，影響冷凝器換熱效果，但由于飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組高度低，散熱風(fēng)扇與冷凝器末端距離近，冷凝器迎面風(fēng)速比較均勻，冷凝器的換熱效率較高。

向后排風(fēng)型和向下排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各有利弊，選擇哪一種結(jié)構(gòu)型式必須根據(jù)機(jī)場(chǎng)實(shí)際情況，以提高機(jī)組換熱效率，安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為最終設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)民航未來(lái)在年旅客吞吐量300萬(wàn)人次以上的機(jī)場(chǎng)全面實(shí)施地面空調(diào)和電源替代飛機(jī)APU的工作正在積極推進(jìn)[5]，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組作為機(jī)場(chǎng)的地面支持設(shè)備，已經(jīng)成為橋載的必備產(chǎn)品之一。由于只有取得中國(guó)民用航空總局審定并頒發(fā)的“民用機(jī)場(chǎng)專(zhuān)用設(shè)備使用許可證”的飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組，才能在我國(guó)民用機(jī)場(chǎng)內(nèi)使用，因此，國(guó)內(nèi)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的制造商屈指可數(shù)。為了更好地掌握、使用飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組，本文詳細(xì)介紹了飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理，并提供了目前國(guó)內(nèi)外常用的兩種橋掛式飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式，供業(yè)界參考，希望可以借此推動(dòng)我國(guó)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 金中平.輔助動(dòng)力裝置及其標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展綜述[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，1998（4）：19-22.

[2] 中國(guó)民用航空局.2011年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/index_1.html，2012-05-07.

[3] 中國(guó)民用航空局.2012年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/，2013-05-20.

[4] 劉春花，劉金平.風(fēng)冷冷凝器管外傳熱與流動(dòng)的數(shù)值模擬[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，（3）：294-299.

[5] 民航資源網(wǎng).中國(guó)全民航2011年二氧化碳排放量5185萬(wàn)噸[EB/OL].http：//news.carnoc.com/list/223/223314.html，2012-05-24.endprint

摘 要：本文詳細(xì)介紹了飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理，提供了目前國(guó)內(nèi)外常用的兩種飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式，供業(yè)界參考，希望可以借此推動(dòng)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組 節(jié)能減排 多級(jí)制冷 橋掛式

中圖分類(lèi)號(hào)：TB65 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（c）-0067-02

Abstract：This paper describes in details the working principle of pre-conditioned air unit. It provides two kinds of structure models for the pre-conditioned air unit，which is commonly used for domestic and international airport.It could be reference for the industry field and will promote the development of pre-conditioned air unit.

Key Words：Pre-conditioned Air Unit；Energy Saving and Emission Reduction；Multistage Refrigeration；Bridge Mounted

眾所周知，所有飛機(jī)無(wú)論在空中飛行，在機(jī)場(chǎng)待飛或者在停機(jī)坪過(guò)夜，都必須有新鮮空氣送入機(jī)艙，一方面提供機(jī)艙內(nèi)人員需要的衛(wèi)生新風(fēng)量；一方面帶走飛機(jī)內(nèi)部設(shè)備的散熱量以維持艙內(nèi)舒適的環(huán)境。為了貫徹國(guó)家、中國(guó)民用航空局的節(jié)能減排精神，減少飛機(jī)自身的輔助動(dòng)力裝置APU（auxiliary power unit）[1]的廢氣排放，2012年1月，中國(guó)民用航空局下發(fā)了《民航局組織實(shí)施“機(jī)場(chǎng)使用橋載設(shè)備替代飛機(jī)APU推廣工作”項(xiàng)目工作要求》，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備替代飛機(jī)APU專(zhuān)項(xiàng)工作的進(jìn)展。

北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)、上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)和廣州白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)作為我國(guó)三大機(jī)場(chǎng)，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策，已經(jīng)率先使用橋載設(shè)備。2011年，三大機(jī)場(chǎng)全年節(jié)省航油 7.3萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放23萬(wàn)噸[2]。

為了深入推動(dòng)我國(guó)機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備替代飛機(jī)本體APU的工作，2012年，我國(guó)完成西安、重慶、長(zhǎng)沙、南京、武漢等17個(gè)年旅客吞吐量超過(guò)500萬(wàn)人次以上機(jī)場(chǎng)橋載設(shè)備安裝立項(xiàng)報(bào)告評(píng)估和批復(fù)工作[3]，飛機(jī)專(zhuān)用橋載設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越普遍。

這種安裝在登機(jī)廊橋下替代飛機(jī)APU的橋載設(shè)備，稱(chēng)為飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組。

1 飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理和結(jié)構(gòu)型式

1.1 工作原理

飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組是置于民航飛機(jī)以外，利用較長(zhǎng)的送風(fēng)管道和飛機(jī)專(zhuān)用接頭，通過(guò)飛機(jī)機(jī)身下部的外接空調(diào)接口和機(jī)身內(nèi)部復(fù)雜的送風(fēng)管道向機(jī)艙內(nèi)送風(fēng)的一種全新風(fēng)特種空調(diào)機(jī)。飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組采用全電力驅(qū)動(dòng)、直接蒸發(fā)式制冷循環(huán)技術(shù)，可向飛機(jī)進(jìn)行通風(fēng)、冷卻、除濕和制熱，并具有空氣過(guò)濾功能，為乘客和機(jī)組人員在飛機(jī)待飛過(guò)程中和飛機(jī)在停機(jī)坪過(guò)夜以及地面維護(hù)保養(yǎng)時(shí)提供舒適的空調(diào)環(huán)境。

1.1.1 制冷系統(tǒng)

采用多級(jí)直接蒸發(fā)制冷方式有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)組大焓差，低溫度送風(fēng)的要求。在環(huán)境溫度出現(xiàn)大幅度變化時(shí)，多級(jí)制冷系統(tǒng)才能保證低送風(fēng)溫度要求。飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的制冷系統(tǒng)原理如圖1所示。

1.1.2 送風(fēng)系統(tǒng)。

（1）制冷送風(fēng)。

環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器之后，進(jìn)入一級(jí)蒸發(fā)器預(yù)冷卻，然后進(jìn)入送風(fēng)機(jī)。經(jīng)過(guò)送風(fēng)機(jī)后進(jìn)入二級(jí)蒸發(fā)器和三級(jí)蒸發(fā)器，被進(jìn)一步冷卻?？諝饫鋮s處理后，以較高的壓力和較低的溫度送入飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)。

（2）制熱送風(fēng)。

環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器之后，進(jìn)入一級(jí)加熱器加熱，然后進(jìn)入送風(fēng)機(jī)。經(jīng)過(guò)送風(fēng)機(jī)后進(jìn)入二級(jí)加熱器，被進(jìn)一步加熱?？諝饧訜崽幚砗?，以較高的壓力和較高的溫度送入飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)。

（3）控制系統(tǒng)。

針對(duì)波音公司和空中客車(chē)公司生產(chǎn)的各型號(hào)民航客機(jī)的不同需求，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的控制系統(tǒng)必須滿足變風(fēng)量、變風(fēng)壓的要求；必須滿足環(huán)境溫度變化時(shí)，選擇制冷、送風(fēng)或制熱不同運(yùn)行模式的使用要求。因此，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的電氣控制系統(tǒng)必須采用高可靠性的可編程PLC控制系統(tǒng)，以確保機(jī)組自動(dòng)、高效、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.2 結(jié)構(gòu)型式

按安裝方式分類(lèi)，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組可以分為橋掛式，落地式和移動(dòng)式，目前應(yīng)用最廣泛的是橋掛式。橋掛式飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組采用風(fēng)冷冷凝器，機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式共有兩種，如圖2和圖3所示。

向后排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組由于冷凝器排風(fēng)方向與機(jī)坪方向平行，能防止機(jī)坪熱風(fēng)回流，提高冷凝器換熱效率，但由于散熱風(fēng)扇距離冷凝器末端較遠(yuǎn)，冷凝器末端的風(fēng)速低而近端風(fēng)速高，冷凝器風(fēng)速不均勻造成了溫度場(chǎng)的不均勻，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效率的降低[4]。

向下排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組由于冷凝器排風(fēng)方向與機(jī)坪方向垂直，接波音737系列飛機(jī)時(shí)，由于飛機(jī)機(jī)艙門(mén)低導(dǎo)致飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組距離停機(jī)坪很近，熱風(fēng)容易回流，影響冷凝器換熱效果，但由于飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組高度低，散熱風(fēng)扇與冷凝器末端距離近，冷凝器迎面風(fēng)速比較均勻，冷凝器的換熱效率較高。

向后排風(fēng)型和向下排風(fēng)型飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各有利弊，選擇哪一種結(jié)構(gòu)型式必須根據(jù)機(jī)場(chǎng)實(shí)際情況，以提高機(jī)組換熱效率，安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行為最終設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)民航未來(lái)在年旅客吞吐量300萬(wàn)人次以上的機(jī)場(chǎng)全面實(shí)施地面空調(diào)和電源替代飛機(jī)APU的工作正在積極推進(jìn)[5]，飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組作為機(jī)場(chǎng)的地面支持設(shè)備，已經(jīng)成為橋載的必備產(chǎn)品之一。由于只有取得中國(guó)民用航空總局審定并頒發(fā)的“民用機(jī)場(chǎng)專(zhuān)用設(shè)備使用許可證”的飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組，才能在我國(guó)民用機(jī)場(chǎng)內(nèi)使用，因此，國(guó)內(nèi)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的制造商屈指可數(shù)。為了更好地掌握、使用飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組，本文詳細(xì)介紹了飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的工作原理，并提供了目前國(guó)內(nèi)外常用的兩種橋掛式飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組的結(jié)構(gòu)型式，供業(yè)界參考，希望可以借此推動(dòng)我國(guó)飛機(jī)地面空調(diào)機(jī)組事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 金中平.輔助動(dòng)力裝置及其標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展綜述[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，1998（4）：19-22.

[2] 中國(guó)民用航空局.2011年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/index_1.html，2012-05-07.

[3] 中國(guó)民用航空局.2012年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/，2013-05-20.

[4] 劉春花，劉金平.風(fēng)冷冷凝器管外傳熱與流動(dòng)的數(shù)值模擬[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，（3）：294-299.

[5] 民航資源網(wǎng).中國(guó)全民航2011年二氧化碳排放量5185萬(wàn)噸[EB/OL].http：//news.carnoc.com/list/223/223314.html，2012-05-24.endprint