11.4 Air conditioning (ATA 21) nivå 3

Air conditioning & cabin pressurisation

Vad handlar ATA-21 om?

Luftkonditionering och trycksättning

Vilket är det vanligaste A/C systemet på flyg idag?

ACAC - ett cirkulerande luftkonditioneringssystem med expansionsturbin. “Air cycle air conditioning and pressurisation system“. Centrala delen är en ACM “Air cycle Machine“, en expansionsturbin som driver en radialkompressor.

Kabinluften återcirkuleras med upp till ? procent.

50%

Vad är en “jet pump flow multiplier“

Från mindre motorer finns inte luft så att det räcker till att trycksätta kabinen. Då använder man bleed air från motorn till att driva en “jet pump” som drar med sig ett större flöde från en statisk luftventil. Används endast till trycksättning, inte till ventilation (a/c). Fördelar: inga rörliga delar.

Vad är en “turbo compressor?“

Separat kompressor som drivs av avtappningsluft suger in friskluft. Används endast till trycksättning, inte till ventilation (a/c). Vanlig på turboprop-plan.

Var regleras trycket i kabinen?

Tryckregleringen hanteras av en/flera outflow valves nära bakre tryckskottet, inte av “turbo compressor“ eller “jet pump flow multiplier“.

Vilka två principer för luftkonditionering används i flygplan?

• Air cycle air conditioning. Både trycksättning och a/c (vanligast på flygplan med turbinmotorer)

• Vapour cycle air conditioning. Endasr a/c (vanligast på kolvmotor-farkoster, även bil)

Vad händer med temperaturen när man komprimerar respektive expanderar en gas?

Enligt ideala gaslagen: PV/T=konstant

• Kompression - höjer temperatur (P höjs, då måste T följa med upp)

• Expansion - sänker temperatur (P sänks, då sjunker även T)

Temperatur och tryck är direkt relaterade. Om man tar en viss volym gas och komprimerar den tills den har dubbelt så högt tryck, kommer temperaturen också att vara dubbelt så hög.

Adiabatisk uppvärmning sker när trycket ökar, vilket man bland annat kan notera för cykelpump.

Adiabatisk kylning sker istället när gasens tryck minskar, till exempel när den får expandera till en större volym. Detta kan man märka om man släpper ut luften ur ett däck

Bleed air matas från motorn med ett tryck på

30 till 75 psi (2 till 5 bar)

Vad betyder förkortningarna ACM (hjärtat i ACAC)

Air Cycle Machine (kompressor & turbin)

Air Cycle Air Conditioning

Används i luftbussar

Vilken är den kallaste delen i en vapour cycle air condition?

Utloppet på expansionsventilen. Där den trycksatta vätskan sprayas ut i förångaren genom en expansionsventil. När gasen expanderar tas värmeenergi från omgivande material.

Almänna gaslagen PV/T = konstant, ger att när P minskar måste även T minska för att villkoret (=konstant) ska vara uppfyllt.

Vad händer efter förångaren i en vapour cycle air condition?

Efter förångaren dras gasen in i en kompressorn som höjer trycket och temperaturen på gasen.

Den varma gasen går till kondensorn som kyler gasen till vätska.

Vätskan rinner tillbaka till receiver dryer behållaren.

Low side och high side (avser tryck)

Low side - mellan expansionsventil och kompressor

High side - mellan kompressor och expansionsventil

Vad heter det köldmedium som används i flygsammanhang?

R134a

kokpunkt -26 grader Celsius

Vilka funktioner har receiver dryer förutom att vara en behållare?

“dryer“ - avlägsna fukt genom att vätskan passerar ett “desiccant“ material (torkmedel) som binder fukt.

Siktglas där man kan se om det kommit in gas-bubblor i behållaren (=för lite gas i systemet).

Vad heter det gamla köldmediet som inte längre används?

R12

Hur tömmer man ett vapour cycle a/c system på vatten innan man fyller på ny vätska?

och varför?

Med vakuum pump, vattnet förångas vid rumstemperatur i vakuum.

Vad heter de två system som kan användas för att trycksätta kabin om man inte har ACAC

• Jet pump flow multiplier

• compressor turbin

Båda reglerar kabintrycket med en “outflow valve” monterad i kabinen.

Hur får vi flöde till RAM-luftkanalen på marken

• Bleed air (turbin/turbofan eller ejector/jet pump) från APU eller motor

• GPU

Hur fungerar en water separator i en air cycle air conditioning system?

Roterar luften så att vattendroppar slungas ut av centrifugalkraften

Varför är det viktigt att tömma ett vapour-system på fukt innan man fyller på nytt köldmedium?

Vatten reagerar med köldmediet och bildar syra som fräter på rör och slangar.

Typiskt temperatur och tryck i förångaren?

• 4,5 - 10 grader C

• (Lowside) 0,7 - 3,5 bar

Hur ska temperatur uppfattas vid yttre besiktning ett vapur cycle a/c system?

• High side – varm

• Low side – svalare

• Samma temp på båda sidor om receiver dryer

• Ingen synlig isbildning på utsidan av systemet

Hur ofta / hur lång tid tar det att byta ut all luften i kabinen?

2 till 3 minuter

Vilken väg genom flygplanet tar luften?

In i kabinen, vidare ner i lastutrymmen, sedan bakåt och lämnar genom outflow vavle nära bakre tryckskottet

Ge exempel på flödeskontroll som används för att få ett jämnt luftflöde till a/c systemet vid olika flygsituationer.

• Vid högt gaspådrag tappar man luft från lågtryckskompressorn

• Vid lågt gaspådrag (t ex vid inflygning) tappar man luft från högtryckskompressorn

Lägesswitch på gasreglage för mjukare övergångar än om A/C systemet hade varit varvtalsstyrt.

Vilken flyghöjd kräver tryckkabin?

10000 fot / 3000 meter

Hur stort är atmosfärstrycket på 50000 fots höjd?

10% av lufttrycket på MSL (main sea level)

Vad menas med “kabinhöjd“?

Det lufttryck som är i kabinen motsvarar denna höjden i atmosfären.

Varför behöver man ha koll på “cabin differential pressure”?

Flygplansstrukturen tål bara en viss tryckskillnad. [psid]

Vad avser begreppet “cabin rate of climb“?

Hastigheten på förändringen i kabintryck. [fmp] - feet per minute

Vilka två moder arbetar trycksättningen av kabin med?

• Isobaric mode - konstant tryck som besättningen ställt in

• Constant differential mode - När max psid uppnåtts följer kabintrycket med trycket utanför planet för att inte kabinen ska smälla som en ballong.

Vilka är gränsfärdena för hur snabbt kabintrycket får förändras?

• Gränsvärde nedstigning: 600 fot/min

• Gränsvärde stigning: 300fot/min

När öppnar kabinen säkerhets/dump-ventiler? (kan vara inbyggd i outflow vavle)

• På marken (tryckutjämning så att det ska gå att öppna dörrar etc)

• Om för högt pisd uppstår

• Om kabinhöjden blir för stor

• negative valve - öppnar om atmosfärstrycket överstiger kabintrycket

Vad är WOW-switch?

Weight-On-Wheels = flygplanet står på marken, dumpventil öppnar för att utjämna kabintrycket