飞机地面空调机组的应用

林美娜

摘 要：本文详细介绍了飞机地面空调机组的工作原理，提供了目前国内外常用的两种飞机地面空调机组的结构型式，供业界参考，希望可以借此推动飞机地面空调机组事业的发展。

关键词：飞机地面空调机组 节能减排 多级制冷 桥挂式

中图分类号：TB65 文献标识码：A 文章编号：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

众所周知，所有飞机无论在空中飞行，在机场待飞或者在停机坪过夜，都必须有新鲜空气送入机舱，一方面提供机舱内人员需要的卫生新风量；一方面带走飞机内部设备的散热量以维持舱内舒适的环境。为了贯彻国家、中国民用航空局的节能减排精神，减少飞机自身的辅助动力装置APU（auxiliary power unit）[1]的废气排放，2012年1月，中国民用航空局下发了《民航局组织实施“机场使用桥载设备替代飞机APU推广工作”项目工作要求》，进一步推动我国机场桥载设备替代飞机APU专项工作的进展。

北京首都国际机场、上海虹桥国际机场和广州白云国际机场作为我国三大机场，响应国家节能减排政策，已经率先使用桥载设备。2011年，三大机场全年节省航油 7.3万吨，减少二氧化碳排放23万吨[2]。

为了深入推动我国机场桥载设备替代飞机本体APU的工作，2012年，我国完成西安、重庆、长沙、南京、武汉等17个年旅客吞吐量超过500万人次以上机场桥载设备安装立项报告评估和批复工作[3]，飞机专用桥载设备的应用已经越来越普遍。

这种安装在登机廊桥下替代飞机APU的桥载设备，称为飞机地面空调机组。

1 飞机地面空调机组的工作原理和结构型式

1.1 工作原理

飞机地面空调机组是置于民航飞机以外，利用较长的送风管道和飞机专用接头，通过飞机机身下部的外接空调接口和机身内部复杂的送风管道向机舱内送风的一种全新风特种空调机。飞机地面空调机组采用全电力驱动、直接蒸发式制冷循环技术，可向飞机进行通风、冷却、除湿和制热，并具有空气过滤功能，为乘客和机组人员在飞机待飞过程中和飞机在停机坪过夜以及地面维护保养时提供舒适的空调环境。

1.1.1 制冷系统

采用多级直接蒸发制冷方式有利于实现机组大焓差，低温度送风的要求。在环境温度出现大幅度变化时，多级制冷系统才能保证低送风温度要求。飞机地面空调机组的制冷系统原理如图1所示。

1.1.2 送风系统。

（1）制冷送风。

环境空气经过过滤器之后，进入一级蒸发器预冷却，然后进入送风机。经过送风机后进入二级蒸发器和三级蒸发器，被进一步冷却。空气冷却处理后，以较高的压力和较低的温度送入飞机机舱内。

（2）制热送风。

环境空气经过过滤器之后，进入一级加热器加热，然后进入送风机。经过送风机后进入二级加热器，被进一步加热。空气加热处理后，以较高的压力和较高的温度送入飞机机舱内。

（3）控制系统。

针对波音公司和空中客车公司生产的各型号民航客机的不同需求，飞机地面空调机组的控制系统必须满足变风量、变风压的要求；必须满足环境温度变化时，选择制冷、送风或制热不同运行模式的使用要求。因此，飞机地面空调机组的电气控制系统必须采用高可靠性的可编程PLC控制系统，以确保机组自动、高效、可靠、经济运行。

1.2 结构型式

按安装方式分类，飞机地面空调机组可以分为桥挂式，落地式和移动式，目前应用最广泛的是桥挂式。桥挂式飞机地面空调机组采用风冷冷凝器，机组的结构型式共有两种，如图2和图3所示。

向后排风型飞机地面空调机组由于冷凝器排风方向与机坪方向平行，能防止机坪热风回流，提高冷凝器换热效率，但由于散热风扇距离冷凝器末端较远，冷凝器末端的风速低而近端风速高，冷凝器风速不均匀造成了温度场的不均匀，从而导致换热效率的降低[4]。

向下排风型飞机地面空调机组由于冷凝器排风方向与机坪方向垂直，接波音737系列飞机时，由于飞机机舱门低导致飞机地面空调机组距离停机坪很近，热风容易回流，影响冷凝器换热效果，但由于飞机地面空调机组高度低，散热风扇与冷凝器末端距离近，冷凝器迎面风速比较均匀，冷凝器的换热效率较高。

向后排风型和向下排风型飞机地面空调机组的结构设计各有利弊，选择哪一种结构型式必须根据机场实际情况，以提高机组换热效率，安全、可靠、经济运行为最终设计目标。

3 结语

中国民航未来在年旅客吞吐量300万人次以上的机场全面实施地面空调和电源替代飞机APU的工作正在积极推进[5]，飞机地面空调机组作为机场的地面支持设备，已经成为桥载的必备产品之一。由于只有取得中国民用航空总局审定并颁发的“民用机场专用设备使用许可证”的飞机地面空调机组，才能在我国民用机场内使用，因此，国内飞机地面空调机组的制造商屈指可数。为了更好地掌握、使用飞机地面空调机组，本文详细介绍了飞机地面空调机组的工作原理，并提供了目前国内外常用的两种桥挂式飞机地面空调机组的结构型式，供业界参考，希望可以借此推动我国飞机地面空调机组事业的发展。

参考文献

[1] 金中平.辅助动力装置及其标准发展综述[J].航空标准化与质量，1998（4）：19-22.

[2] 中国民用航空局.2011年民航行业发展统计公报[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/index_1.html，2012-05-07.

[3] 中国民用航空局.2012年民航行业发展统计公报[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/，2013-05-20.

[4] 刘春花，刘金平.风冷冷凝器管外传热与流动的数值模拟[J].浙江海洋学院学报：自然科学版，2007，（3）：294-299.

[5] 民航资源网.中国全民航2011年二氧化碳排放量5185万吨[EB/OL].http：//news.carnoc.com/list/223/223314.html，2012-05-24.endprint

摘 要：本文详细介绍了飞机地面空调机组的工作原理，提供了目前国内外常用的两种飞机地面空调机组的结构型式，供业界参考，希望可以借此推动飞机地面空调机组事业的发展。

关键词：飞机地面空调机组 节能减排 多级制冷 桥挂式

中图分类号：TB65 文献标识码：A 文章编号：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

众所周知，所有飞机无论在空中飞行，在机场待飞或者在停机坪过夜，都必须有新鲜空气送入机舱，一方面提供机舱内人员需要的卫生新风量；一方面带走飞机内部设备的散热量以维持舱内舒适的环境。为了贯彻国家、中国民用航空局的节能减排精神，减少飞机自身的辅助动力装置APU（auxiliary power unit）[1]的废气排放，2012年1月，中国民用航空局下发了《民航局组织实施“机场使用桥载设备替代飞机APU推广工作”项目工作要求》，进一步推动我国机场桥载设备替代飞机APU专项工作的进展。

北京首都国际机场、上海虹桥国际机场和广州白云国际机场作为我国三大机场，响应国家节能减排政策，已经率先使用桥载设备。2011年，三大机场全年节省航油 7.3万吨，减少二氧化碳排放23万吨[2]。

为了深入推动我国机场桥载设备替代飞机本体APU的工作，2012年，我国完成西安、重庆、长沙、南京、武汉等17个年旅客吞吐量超过500万人次以上机场桥载设备安装立项报告评估和批复工作[3]，飞机专用桥载设备的应用已经越来越普遍。

这种安装在登机廊桥下替代飞机APU的桥载设备，称为飞机地面空调机组。

1 飞机地面空调机组的工作原理和结构型式

1.1 工作原理

飞机地面空调机组是置于民航飞机以外，利用较长的送风管道和飞机专用接头，通过飞机机身下部的外接空调接口和机身内部复杂的送风管道向机舱内送风的一种全新风特种空调机。飞机地面空调机组采用全电力驱动、直接蒸发式制冷循环技术，可向飞机进行通风、冷却、除湿和制热，并具有空气过滤功能，为乘客和机组人员在飞机待飞过程中和飞机在停机坪过夜以及地面维护保养时提供舒适的空调环境。

1.1.1 制冷系统

采用多级直接蒸发制冷方式有利于实现机组大焓差，低温度送风的要求。在环境温度出现大幅度变化时，多级制冷系统才能保证低送风温度要求。飞机地面空调机组的制冷系统原理如图1所示。

1.1.2 送风系统。

（1）制冷送风。

环境空气经过过滤器之后，进入一级蒸发器预冷却，然后进入送风机。经过送风机后进入二级蒸发器和三级蒸发器，被进一步冷却。空气冷却处理后，以较高的压力和较低的温度送入飞机机舱内。

（2）制热送风。

环境空气经过过滤器之后，进入一级加热器加热，然后进入送风机。经过送风机后进入二级加热器，被进一步加热。空气加热处理后，以较高的压力和较高的温度送入飞机机舱内。

（3）控制系统。

针对波音公司和空中客车公司生产的各型号民航客机的不同需求，飞机地面空调机组的控制系统必须满足变风量、变风压的要求；必须满足环境温度变化时，选择制冷、送风或制热不同运行模式的使用要求。因此，飞机地面空调机组的电气控制系统必须采用高可靠性的可编程PLC控制系统，以确保机组自动、高效、可靠、经济运行。

1.2 结构型式

按安装方式分类，飞机地面空调机组可以分为桥挂式，落地式和移动式，目前应用最广泛的是桥挂式。桥挂式飞机地面空调机组采用风冷冷凝器，机组的结构型式共有两种，如图2和图3所示。

向后排风型飞机地面空调机组由于冷凝器排风方向与机坪方向平行，能防止机坪热风回流，提高冷凝器换热效率，但由于散热风扇距离冷凝器末端较远，冷凝器末端的风速低而近端风速高，冷凝器风速不均匀造成了温度场的不均匀，从而导致换热效率的降低[4]。

向下排风型飞机地面空调机组由于冷凝器排风方向与机坪方向垂直，接波音737系列飞机时，由于飞机机舱门低导致飞机地面空调机组距离停机坪很近，热风容易回流，影响冷凝器换热效果，但由于飞机地面空调机组高度低，散热风扇与冷凝器末端距离近，冷凝器迎面风速比较均匀，冷凝器的换热效率较高。

向后排风型和向下排风型飞机地面空调机组的结构设计各有利弊，选择哪一种结构型式必须根据机场实际情况，以提高机组换热效率，安全、可靠、经济运行为最终设计目标。

3 结语

中国民航未来在年旅客吞吐量300万人次以上的机场全面实施地面空调和电源替代飞机APU的工作正在积极推进[5]，飞机地面空调机组作为机场的地面支持设备，已经成为桥载的必备产品之一。由于只有取得中国民用航空总局审定并颁发的“民用机场专用设备使用许可证”的飞机地面空调机组，才能在我国民用机场内使用，因此，国内飞机地面空调机组的制造商屈指可数。为了更好地掌握、使用飞机地面空调机组，本文详细介绍了飞机地面空调机组的工作原理，并提供了目前国内外常用的两种桥挂式飞机地面空调机组的结构型式，供业界参考，希望可以借此推动我国飞机地面空调机组事业的发展。

参考文献

[1] 金中平.辅助动力装置及其标准发展综述[J].航空标准化与质量，1998（4）：19-22.

[2] 中国民用航空局.2011年民航行业发展统计公报[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/index_1.html，2012-05-07.

[3] 中国民用航空局.2012年民航行业发展统计公报[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/，2013-05-20.

[4] 刘春花，刘金平.风冷冷凝器管外传热与流动的数值模拟[J].浙江海洋学院学报：自然科学版，2007，（3）：294-299.

[5] 民航资源网.中国全民航2011年二氧化碳排放量5185万吨[EB/OL].http：//news.carnoc.com/list/223/223314.html，2012-05-24.endprint

摘 要：本文详细介绍了飞机地面空调机组的工作原理，提供了目前国内外常用的两种飞机地面空调机组的结构型式，供业界参考，希望可以借此推动飞机地面空调机组事业的发展。

关键词：飞机地面空调机组 节能减排 多级制冷 桥挂式

中图分类号：TB65 文献标识码：A 文章编号：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

众所周知，所有飞机无论在空中飞行，在机场待飞或者在停机坪过夜，都必须有新鲜空气送入机舱，一方面提供机舱内人员需要的卫生新风量；一方面带走飞机内部设备的散热量以维持舱内舒适的环境。为了贯彻国家、中国民用航空局的节能减排精神，减少飞机自身的辅助动力装置APU（auxiliary power unit）[1]的废气排放，2012年1月，中国民用航空局下发了《民航局组织实施“机场使用桥载设备替代飞机APU推广工作”项目工作要求》，进一步推动我国机场桥载设备替代飞机APU专项工作的进展。

北京首都国际机场、上海虹桥国际机场和广州白云国际机场作为我国三大机场，响应国家节能减排政策，已经率先使用桥载设备。2011年，三大机场全年节省航油 7.3万吨，减少二氧化碳排放23万吨[2]。

为了深入推动我国机场桥载设备替代飞机本体APU的工作，2012年，我国完成西安、重庆、长沙、南京、武汉等17个年旅客吞吐量超过500万人次以上机场桥载设备安装立项报告评估和批复工作[3]，飞机专用桥载设备的应用已经越来越普遍。

这种安装在登机廊桥下替代飞机APU的桥载设备，称为飞机地面空调机组。

1 飞机地面空调机组的工作原理和结构型式

1.1 工作原理

飞机地面空调机组是置于民航飞机以外，利用较长的送风管道和飞机专用接头，通过飞机机身下部的外接空调接口和机身内部复杂的送风管道向机舱内送风的一种全新风特种空调机。飞机地面空调机组采用全电力驱动、直接蒸发式制冷循环技术，可向飞机进行通风、冷却、除湿和制热，并具有空气过滤功能，为乘客和机组人员在飞机待飞过程中和飞机在停机坪过夜以及地面维护保养时提供舒适的空调环境。

1.1.1 制冷系统

采用多级直接蒸发制冷方式有利于实现机组大焓差，低温度送风的要求。在环境温度出现大幅度变化时，多级制冷系统才能保证低送风温度要求。飞机地面空调机组的制冷系统原理如图1所示。

1.1.2 送风系统。

（1）制冷送风。

环境空气经过过滤器之后，进入一级蒸发器预冷却，然后进入送风机。经过送风机后进入二级蒸发器和三级蒸发器，被进一步冷却。空气冷却处理后，以较高的压力和较低的温度送入飞机机舱内。

（2）制热送风。

环境空气经过过滤器之后，进入一级加热器加热，然后进入送风机。经过送风机后进入二级加热器，被进一步加热。空气加热处理后，以较高的压力和较高的温度送入飞机机舱内。

（3）控制系统。

针对波音公司和空中客车公司生产的各型号民航客机的不同需求，飞机地面空调机组的控制系统必须满足变风量、变风压的要求；必须满足环境温度变化时，选择制冷、送风或制热不同运行模式的使用要求。因此，飞机地面空调机组的电气控制系统必须采用高可靠性的可编程PLC控制系统，以确保机组自动、高效、可靠、经济运行。

1.2 结构型式

按安装方式分类，飞机地面空调机组可以分为桥挂式，落地式和移动式，目前应用最广泛的是桥挂式。桥挂式飞机地面空调机组采用风冷冷凝器，机组的结构型式共有两种，如图2和图3所示。

向后排风型飞机地面空调机组由于冷凝器排风方向与机坪方向平行，能防止机坪热风回流，提高冷凝器换热效率，但由于散热风扇距离冷凝器末端较远，冷凝器末端的风速低而近端风速高，冷凝器风速不均匀造成了温度场的不均匀，从而导致换热效率的降低[4]。

向下排风型飞机地面空调机组由于冷凝器排风方向与机坪方向垂直，接波音737系列飞机时，由于飞机机舱门低导致飞机地面空调机组距离停机坪很近，热风容易回流，影响冷凝器换热效果，但由于飞机地面空调机组高度低，散热风扇与冷凝器末端距离近，冷凝器迎面风速比较均匀，冷凝器的换热效率较高。

向后排风型和向下排风型飞机地面空调机组的结构设计各有利弊，选择哪一种结构型式必须根据机场实际情况，以提高机组换热效率，安全、可靠、经济运行为最终设计目标。

3 结语

中国民航未来在年旅客吞吐量300万人次以上的机场全面实施地面空调和电源替代飞机APU的工作正在积极推进[5]，飞机地面空调机组作为机场的地面支持设备，已经成为桥载的必备产品之一。由于只有取得中国民用航空总局审定并颁发的“民用机场专用设备使用许可证”的飞机地面空调机组，才能在我国民用机场内使用，因此，国内飞机地面空调机组的制造商屈指可数。为了更好地掌握、使用飞机地面空调机组，本文详细介绍了飞机地面空调机组的工作原理，并提供了目前国内外常用的两种桥挂式飞机地面空调机组的结构型式，供业界参考，希望可以借此推动我国飞机地面空调机组事业的发展。

参考文献

[1] 金中平.辅助动力装置及其标准发展综述[J].航空标准化与质量，1998（4）：19-22.

[2] 中国民用航空局.2011年民航行业发展统计公报[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/index_1.html，2012-05-07.

[3] 中国民用航空局.2012年民航行业发展统计公报[EB/OL].http：//www.caac.gov.cn/I1/，2013-05-20.

[4] 刘春花，刘金平.风冷冷凝器管外传热与流动的数值模拟[J].浙江海洋学院学报：自然科学版，2007，（3）：294-299.

[5] 民航资源网.中国全民航2011年二氧化碳排放量5185万吨[EB/OL].http：//news.carnoc.com/list/223/223314.html，2012-05-24.endprint