空客A320系列飛機空調制冷系統簡介以及熱交換器的更換注意事項

王亮 石相卷

【摘要】空客A320系列飛機空調制冷系統主要是通過熱交換器和外界空氣進行熱交換得到溫度合適的空氣輸出，熱交換器是其主要的制冷部件，也是空調系統容易發生故障的源頭。本文既闡述空調制冷系統的組成和原理，也介紹空調熱交換器在日常維護更換過程中的注意事項。

【關鍵詞】空調制冷系統 熱交換器

1空調制冷系統的組成及原理

民航飛機上的空調制冷系統主要有兩種類型，一種是空氣循環制冷系統，一種是蒸發循環制冷系統。空客A320系列飛機的空調普遍采用的是空氣循環制冷系統，因為該系統有重量輕，成本低、調節和控制方便、可靠性較高、檢查和維護工作量小等優點，特別是其制冷介質也可以輸入座艙作為增壓之用，使座艙通風、增壓和冷卻可由同一系統來完成。

該制冷系統的核心就是我們常說的PACK組件，該組件由初級熱交換器、主級熱交換器、渦輪冷卻器、回熱器、冷凝器、水分離器和防冰活門等部件組成。PACK組件的最主要冷卻部件是熱交換器和渦輪冷卻器，熱交換器它是由兩種載熱介質被一種金屬換熱面隔開，其傳熱面大多為平板鰭片式。渦輪冷卻器由壓氣機和渦輪組成。壓氣機提高氣體壓力和溫度，然后再通過氣流從噴嘴環高速噴出沖擊渦輪葉片，渦輪對外做功，氣體膨脹，使氣體溫度大幅降低。

飛機的空調制冷系統是如何工作的呢？接下來我們就說說其工作原理（如下圖）。首先從飛機的氣源系統（APU引氣或者發動機引氣）來的空氣經過壓力控制組件和流量控制活門后，大約200℃的熱空氣分成兩路，一路為熱路，一路經過制冷組件，稱為冷路。進入制冷組件的熱空氣首先進入初級熱交換器，獲得初步冷卻，而后在進入渦輪冷卻器的壓氣機升壓后進入主級熱交換器冷卻，然后進入高壓除水系統的回熱器，冷凝器和水分離器，然后再通過回熱器再蒸發，較干燥空氣進入渦輪膨脹做功，氣體膨脹，氣體壓力減小，溫度降至0℃左右，再通過冷凝器，提供干燥且溫度較低的空氣輸出。

除水系統分為兩種：水分離器位于渦輪下游的水分離系統稱為低壓除水系統，因為從渦輪出來的空氣壓力減小后再進入水分離器。水分離器位于渦輪上游的高壓段稱為高壓除水。高壓除水比低壓除水的效率較高，所以A320系列飛機普遍采用高壓除水系統。該系統是由回熱器（也稱再加熱器）、冷凝器和水分離器組成。它是通過渦輪出口的冷空氣作為冷源凝結水分，再通過水分離器將水分除去。

A320系列飛機的空調系統由于采用的沖壓空氣作為冷源，所以其沖壓進口和熱交換器往往容易發生故障，從而影響空調系統的工作。因此在日常維護中，為了防止由于撞擊或堵塞造成的空調系統故障，應對空調沖壓進口和出口進行重點檢查，也可以通過縮短熱交換器的維護、清洗周期來解決。

2更換熱交換器過程中的注意事項

為了提高制冷系統的效率，就要縮短熱交換器的維護和清洗周期，因此免不了要進行熱交換器的更換，但熱交換器體積重量較大，很難單個拆卸，而且在日常拆裝過程中有很多地方容易被忽略，從而引發故障。

2.1熱交換器的拆裝

熱交換器是通過很多螺栓連接的組合式部件，因此很難單個拆卸，需要將空調組件一起拆下然后進行分解和組裝。空客維護手冊中給出了兩種拆裝方法：一種是從飛機上拆裝，一種是從PACK組件上拆裝，一般我們都采用第一種。連接管路時，要使用NO.11-001K的清潔劑清洗管道結合面、封圈槽和管套封嚴表面的沉積物，并確認封圈槽、管道結合面和管套表面沒有損傷和變形。（如圖2）

2.2封圈的安裝

與熱交換器連接的管套里都安裝的件號為ABS1040系列的封圈，這種封圈是雙層結構，并且安裝方向有嚴格的要求。而且這種封圈是不需要潤滑的。外層安裝方法如圖所示，它主要是防止內層封圈與襯套相磨，起防磨作用。內層的封圈要注意它的開口朝向，如果方向錯誤，將不能起到封嚴作用。

2.3管襯套的間距要求

初級熱交換器的從FCV來的引氣進口管道襯套安裝需要滿足：兩側Z的間距應差不多相等，測量X的最大值和最小值，兩值之差不應超過1.7MM（如圖3圖4）

主級熱交換器的引氣進口管道襯套安裝則要滿足：調節Z的間距為4MM左右，然后擰緊卡箍。測量Y值的最大值和最小值，兩值之差不應超過1.2MM。

參考文獻：

[1]任仁良，張鐵純.《渦輪發動機飛機結構與系統》.兵器工業出版社，2006年.

[2]空客維護手冊AMM21章.