民航客机的空调一般使用哪种制冷剂?会不会污染环境?

发布网友发布时间：2022-04-23 09:17

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热心网友时间：2023-10-06 03:40

众所周知，万米高空中空气稀薄，人类无法在此环境下生存。因此，在此飞行的民航飞机都有一个加压的座舱，创造出适合人类生存的环境。万米高空也非常寒冷，飞机上也会有空调来调节机舱的温度。那么问题来了，民航飞机上的空调使用的是哪种制冷剂？会不会污染环境？

一般来说，我们家里使用的空调都是需要制冷剂。当制冷剂蒸发的时候它会带走房间的热量，然后到室外液化时向外界放出热量。但是对于民航飞机来说，它的空调一般是不需要制冷剂的。它利用热交换和一些机械做功方式来达到空调的效果。下面，我们以波音737-800为例来讲解民航飞机的空调。

为了了解737的空调，我们先来介绍一下相关部件。这些部件包括发动机、散热器、空气循环机(ACM)、冲压进气道系统、再加热器和冷凝器。如图所示，图中红色部分为温度较高的气体，蓝色部分为温度较低的气体。

发动机引气

我们都知道，汽车使用的是活塞式发动机，它一般有四个冲程：吸气、压缩、点火、排气，它的缺点是能量输出不连续。737-800使用的是CFM56-7B涡扇发动机，它是轴流式的，能连续不断的输出能量。

外界气流从发动机进气道进入压气机，压缩后的气体进入燃烧室和航空煤油混合后燃烧，燃烧产生的高温高压气体冲击后面的涡轮，转化为涡轮的机械能然后带动前面的压气机旋转，最后的废气再通过尾喷管排出。

而飞机上的空调所引用的是发动机压气机内的空气。但是由于经过压缩之后，它的温度变得比较高，大约为200-300摄氏度，这显然不适合人类使用。所以，我们要把这一部分引气经过处理之后再引入飞机机舱。

冲压进气道和散热器

当飞机高速移动的时候，外界空气就会从冲压进气口通过冲压进气道进入散热器，然后从冲压出气口排出。散热器也分为两部分：主散热器和次级散热器。散热器内部通道的反复弯折是为了增加散热面积，使散热效率更高。

从图中可以看出，发动机引气会经过主散热器带走热量，然后这些引气经过ACM的压气机压缩后温度又上升，再经过次级散热器进行散热。很多人可能会认为温度上升这一步是画蛇添足，但是这可以提高温度差增加散热器的效率。

空气循环机(ACM)

ACM是一个高速旋转组件，它有三个同轴的部分：涡轮、压气机和叶片风扇。一薄层空气轴承支撑着轴，空气轴承可以让ACM在很小的摩擦下高速旋转。

当飞机在地面时，ACM的叶片风扇会形成一个低压区，它会抽吸外界空气到散热器。ACM的压气机能使引气升温，提高次级散热器的工作效率。ACM的涡轮可以进一步降低引气的温度和压力，同时引气冲击涡轮转化为旋转的机械能，带动压气机和风扇叶片旋转。

再加热器和冷凝器

再加热器和冷凝器利用自身不同阶段的不同温度的引气的相互作用来达到一定的效果。也就是说，自身的引气给自己加热或者自身的引气给自己散热，这看似鸡肋，但是用处实则非常巨大。

再加热器顾名思义就是给气体再加热的。它的入口是从次级散热器出来的热气，出口是从冷凝器出来的冷气。很显然，入口的气体温度会降低，出口的气体温度升高然后进入ACM的涡轮，这可以提高涡轮的效率。

冷凝器将空调组件中的空气温度降低到*以下，这将气流中的水蒸气转变为液态。我们知道737的机舱是由金属构成的，而机舱中水分的增加容易导致腐蚀损坏结构。冷凝出来的水通过水分离器后排放到冲压进气道，这些水在散热器处蒸发吸走热量。多么精巧的设计啊！