專利名稱：飛機電子部件的多級冷卻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛機中電子部件和電子組件，特別是電子娛樂系統(tǒng)，的多級 冷卻。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代客機中，電子娛樂系統(tǒng)是為飛機乘客提供的舒適度的基本部分。 有待由娛樂電子器件滿足的需求取決于日益增加的更為有效的電子部件、電 子組件和計算機系統(tǒng)。所伴隨的高功率密度導(dǎo)致產(chǎn)生不斷增加的廢熱量，為 了確保娛樂電子器件能夠長時間操作，這些廢熱必須被移除。
現(xiàn)代電子系統(tǒng)，特別是飛機的娛樂系統(tǒng)，需要非常大量的空氣來冷卻這 些系統(tǒng)，以致這些空氣不能總是從周圍的裝有空調(diào)的乘客機艙中移除。為了 冷卻電子飛機娛樂系統(tǒng)，在現(xiàn)有技術(shù)中例如使用長通風(fēng)道來向飛機電子系統(tǒng) 供應(yīng)適量的冷空氣，并將熱空氣從飛機電子系統(tǒng)中移除。這些長通風(fēng)道很難 被安裝在飛機中，原因在于其必須具有特定的最小彎曲半徑，并且由于其相 對較大的橫截面而必須占用可用于其它飛機部件的空間。
還已知的用于飛機的娛樂電子器件的冷卻系統(tǒng)從艙底區(qū)域或者載貨區(qū) 域吸取空氣來冷卻飛機的娛樂系統(tǒng)。然而，這些未裝有空調(diào)的區(qū)域具有依賴 于環(huán)境空氣溫度的缺點。當(dāng)飛機在地面上時，在艙底區(qū)域和載貨隔間中的空 氣溫度會顯著上升。
飛機電子系統(tǒng)的部件可能因高的工作溫度而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種飛機電子系統(tǒng)的有效冷卻。
一種用于飛機電子系統(tǒng)，特別是電子飛機娛樂系統(tǒng)，的多級冷卻系統(tǒng)，
5包括排放熱的至少一個電子部件。該飛機電子系統(tǒng)還包括閉式回路，該閉式回^各與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在該閉式回^各中，以將熱從所述至少一個電子部件帶到熱交換器。所述熱交換器適于將由所述內(nèi)部冷卻劑供應(yīng)的熱傳遞到外部冷卻劑，該外部冷卻劑從所述飛機電子系統(tǒng)外部的
源流動和/或循環(huán)通過所述熱交換器到所述飛機電子系統(tǒng)外部的匯(sink)。所述飛機電子系統(tǒng)的所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑從所述熱交換器沿所述至少一個電子部件的方向流動。所述飛機電子系統(tǒng)的所述至少一個部件因而被多級冷卻系統(tǒng)冷卻，其中所述熱交換器可以與 一個飛機電子系統(tǒng)精確相關(guān)。這種多級特征源于多個冷卻回路的使用。
一般而言，最初被預(yù)想到的是，使用多級冷卻系統(tǒng)來冷卻飛機電子系統(tǒng)可能引起飛機結(jié)構(gòu)上重量增大的特定缺點。然而，令人驚訝且明顯的是，根據(jù)飛機的尺寸和安裝的飛機電子系統(tǒng)的數(shù)量，反而甚至可以實現(xiàn)重量減輕，這是因為省略了開始提及的長通風(fēng)道。這種閉式內(nèi)部回路特別有利于有效冷卻，這使得飛機的致冷設(shè)備能夠具有較d、的設(shè)計。
由于內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在閉式回路中，所以灰塵不會被冷卻劑帶入飛機電子系統(tǒng)中。這增大了電子飛機電子系統(tǒng)的功能可靠性。如果飛機電子系統(tǒng)故障，則可防止外部冷卻劑的污染。使用外部冷卻劑冷卻的其它飛機部件的故障安全性從而也被增大。而且，飛機電子系統(tǒng)及其冷卻的熱行為能夠獨立于飛機的其它冷卻設(shè)備進行測試。
該飛機電子系統(tǒng)可被設(shè)置在電子器件機艙，即所謂的機架中。該飛機電子系統(tǒng)可被定位在封閉容器中。所述熱交換器可被設(shè)置在用于所述飛機電子系統(tǒng)的所述容器內(nèi)部或外部。
內(nèi)部冷卻劑在熱交換器中由流動通過該熱交換器的外部冷卻劑來冷卻。內(nèi)部冷卻劑因此被主動冷卻。內(nèi)部冷卻劑的閉式回路可代表內(nèi)部冷卻回路。內(nèi)部冷卻回路可包括作為唯一熱匯(heat sink)的熱交換器。因此，內(nèi)部冷卻劑不會經(jīng)過致冷機的蒸發(fā)器或類似部件。外部冷卻劑能夠循環(huán)在一閉式回路中，該閉式回路可形成外部冷卻回路。外部冷卻劑能夠被主動冷卻。在閉式外部冷卻回路的情況下，用于外部冷卻劑的泵或者冷卻系統(tǒng)可以被同時認為是源和匯。
內(nèi)部冷卻劑的溫度可不用于外部冷卻劑的溫度。飛機電子系統(tǒng)從而能夠總是被保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，而與外部冷卻劑的溫度無關(guān)。而且，可防止在飛機電子系統(tǒng)內(nèi)因可能非常冷的外部冷卻劑而形成高溫度梯度。
所述閉式回路可與多個電子部件熱偶合，以使所述內(nèi)部冷卻劑能夠冷卻多個電子部件。
所述內(nèi)部冷卻劑可為氣體。所述內(nèi)部冷卻劑可基于自然對流或基于強制對流而循環(huán)。強制對流可例如由風(fēng)扇產(chǎn)生。如果內(nèi)部冷卻劑為氣體，那么在飛機電子系統(tǒng)故障的情況下，由于氣體內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在閉式回路中，并且飛機電子系統(tǒng)位于封閉容器中，所以煙塵不能進入機艙。
由于氣體內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在閉式回路中，可防止在電子部件處和/或在飛機電子系統(tǒng)內(nèi)部形成凝結(jié)水。氣體內(nèi)部冷卻劑優(yōu)選具有低空氣濕度。
內(nèi)部冷卻劑可為液體，并且可基于自然對流或基于強制對流而循環(huán)。強
制對流可由泵來保證。液體冷卻劑可通過電子組件的印刷電路板圍繞各個部件流動，和/或冷卻劑可完全或部分地流動通過容器，以使冷卻劑圍繞電子部件流動。除此之外，還可以將電子組件設(shè)置在液體流動通過的主體上。這
樣做的優(yōu)點在于這樣的事實當(dāng)電子組件被更換時，內(nèi)部冷卻劑的回路不必被打開?？蓱?yīng)用于本發(fā)明的用于冷卻電子組件的另外的可能被描述在DE 102006 041 788.7或相應(yīng)的國際申請中，其內(nèi)容通過引用包括于此。本申請人明確地保留旨在申請保護本申請的內(nèi)容與DE 10 2006 041 788.7的內(nèi)容的組合的權(quán)利。
內(nèi)部冷卻劑在流動通過冷卻回路時可總是為氣體或者為液體狀態(tài)。然
及^v液體改變?yōu)闅怏w。
優(yōu)選地，所述內(nèi)部冷卻劑的所述回路能夠連接到供給管路，另外的冷卻劑通過該供給管路能夠從外部供應(yīng)到所述閉式回路中，以冷卻所述至少一個能夠冷卻所述至少一個電子部件。可以提供用于打開內(nèi)部冷卻劑回路的閥。如果內(nèi)部冷卻劑回路的風(fēng)扇或者泵故障，則在飛機電子系統(tǒng)中不會發(fā)生強制對流。這可導(dǎo)致飛才幾電子系統(tǒng)的故障。在這種情況下，可以打開前述閥，以使作為另外的冷卻劑的外部冷卻劑來冷卻部件。如果外部冷卻劑或熱交換器故障，可使用從外部供應(yīng)的另外的冷卻劑。
所述外部冷卻劑可循環(huán)在與液體冷卻系統(tǒng)相連以冷卻所述外部冷卻劑的回^各中。在此情況下，外部冷卻劑可為液體。液體外部冷卻劑的優(yōu)點在于，由于液體冷卻劑比氣體冷卻劑可移除顯著較多的熱，所以用于外部冷卻劑的管路僅需要相對較小的橫截面。集中式液體冷卻系統(tǒng)或多個分散式液體冷卻系統(tǒng)可被提供在飛機中。
如果外部冷卻劑為液體，則內(nèi)部冷卻劑可為氣體或液體，在此情況下液體冷卻劑是優(yōu)選的，以在故障的情況下，使外部冷卻劑可用于冷卻所述至少一個部件。如前所述，內(nèi)部冷卻劑可具有高于外部冷卻劑的溫度，以使飛機電子系統(tǒng)的部件處于適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，并且防止在飛機電子系統(tǒng)內(nèi)形成高溫度梯度。如果使用液體冷卻系統(tǒng)，則飛機的空調(diào)系統(tǒng)可具有較小的尺寸。
外部冷卻劑在流動通過冷卻回路時可總是為氣體或者為液體狀態(tài)。然
及/人液體改變?yōu)闅怏w。
液體外部冷卻劑和/或液體內(nèi)部冷卻劑可在才喿作過程中由來自飛才幾的水系統(tǒng)(例如，新鮮水系統(tǒng))的水來代替。為此目的，所述液體內(nèi)部冷卻劑循
能夠連接到所述飛機的水系統(tǒng)。從而可以彌補泄漏，在飛行中亦可彌補泄漏，并且飛機的電子設(shè)備，特別是飛機電子系統(tǒng)，能夠繼續(xù)操作。代替所述內(nèi)部和/或外部冷卻劑的水中可混合有添加劑。
外部冷卻劑可^f吏用吸附冷卻系統(tǒng)來冷卻。為此目的，外部冷卻劑流動通
過的所述熱交換器優(yōu)選被連接到吸附冷卻系統(tǒng)。多個分散式吸附冷卻系統(tǒng)可
8^皮4是供在飛^U中。DE 10 2006 054 560.5或相應(yīng)的國際申請7>開了一種用于飛機的吸附冷卻系統(tǒng)，其內(nèi)容通過引用包括于此。上述申請所描述的吸附冷卻系統(tǒng)可用于本發(fā)明。本申請人明確地保留旨在申請保護本申請的內(nèi)容與DE 10 2006 054 560.5的內(nèi)容的組合的權(quán)利。
所述外部冷卻劑可為新鮮水。該新鮮水可從新鮮水罐流動到廢水罐中。新鮮水還可從新鮮水罐流動到用于被加熱的新鮮水的罐中。該新鮮水可被用做冷卻劑，特別是在用于外部冷卻劑的液體冷卻系統(tǒng)或吸附冷卻系統(tǒng)失效的緊急情況下。新鮮水可在流動通過熱交換器且再次返回到新鮮水罐之后由另外的冷卻系統(tǒng)冷卻。用于提高冷卻特性的添加劑可被添加到用作冷卻劑的新鮮水中。如果所述的液體不能導(dǎo)熱，或者內(nèi)部回路裝備有所述組件安裝于其上的板形熱交換器，則上述閥也可在緊急情況下打開，以使新鮮水直接冷卻
飛電子系統(tǒng)的部件和/或組件。
所述外部冷卻劑可為氣體。例如空氣可用作外部冷卻劑。如果外部冷卻劑為氣體，則內(nèi)部冷卻劑優(yōu)選同樣為氣體。如果內(nèi)部冷卻劑的強制對流失效，在這種情況下，前述閥可被打開，以使所述外部冷卻劑冷卻所述至少一個電子部件。內(nèi)部冷卻劑的溫度可不同于外部冷卻劑的溫度。內(nèi)部冷卻劑可具有高于外部冷卻劑的溫度，以使飛機電子系統(tǒng)的電子部件處于最佳溫度范圍內(nèi)，并且在飛機電子系統(tǒng)內(nèi)不會出現(xiàn)過高的溫度梯度。外部冷卻劑可處于比環(huán)境高的壓力下。
本發(fā)明還涉及一種飛機電子系統(tǒng)，其具有排放熱的至少 一個電子部件和閉式電路，該閉式回路與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在該閉
式回路中，以將熱從所述至少一個電子部件帶到珀耳帖元件(Peltierelement)。該飛機電子系統(tǒng)的所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑從所述珀耳帖元件沿所述至少 一個電子部件的方向流動。在該飛才幾電子系統(tǒng)中，所述珀耳帖元件形成熱交換器。該珀耳帖元件被連接到飛機的電源，以能夠基于電流的流動產(chǎn)生冷卻。
本發(fā)明還涉及一種飛機電子系統(tǒng)，其具有排放熱的至少一個電子部件和閉式電路，該閉式回路與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑循環(huán)在該閉式回路中，以將熱從所述至少一個電子部件帶到具有壓縮器、冷凝器和蒸發(fā)器的致冷機的熱交換器。該飛機電子系統(tǒng)的所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑^Mv所述致冷^/L沿所述至少 一個電子部件的方向流動。外部冷卻劑因
發(fā)器。致冷機可與一個或者多個飛機電子系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。
本發(fā)明的實施例和被冷卻的飛機電子系統(tǒng)通過以下參照附圖的示例來闡釋。本申請人明確地保留旨在申請保護以下描述的任何被冷卻的飛機電子系統(tǒng)的權(quán)利。本申請人還保留旨在申請保護以下描述的飛機電子系統(tǒng)或其冷卻的組合的權(quán)利。


附圖中
圖1示出利用被主動冷卻的氣流來冷卻的電子飛機娛樂系統(tǒng)；
圖2示出本發(fā)明的一實施例，其中電子飛機娛樂系統(tǒng)包括包含空氣的閉
式內(nèi)部冷卻劑回^各；
圖3示出本發(fā)明的一實施例，其中內(nèi)部冷卻劑的閉式回^各可凈皮打開，以
使電子飛機娛樂系統(tǒng)能夠利用從外部供應(yīng)的冷卻劑冷卻；
圖4示出本發(fā)明的一實施例，其中內(nèi)部冷卻劑為液體，且電子飛機娛樂
系統(tǒng)的組件被設(shè)置在板形熱交換器上；
圖5示出本發(fā)明的具有熱交換器的一實施例，其中內(nèi)部冷卻劑為液體；圖6示出本發(fā)明的一實施例，其中外部冷卻劑由液體冷卻系統(tǒng)冷卻；圖7示出本發(fā)明的一實施例，其中外部冷卻劑由吸附冷卻系統(tǒng)冷卻；圖8示出本發(fā)明的一實施例，其中外部冷卻劑為新鮮水；圖9示出本發(fā)明的一實施例，其中在操作過程中，外部冷卻劑可用水補
充；
圖IO示出本發(fā)明的一實施例，其中內(nèi)部冷卻劑可用水補充；
10圖11示出本發(fā)明的一實施例，其中珀耳帖元件代替熱交換器；以及 圖12示出一實施例，其中內(nèi)部冷卻劑利用致冷4幾冷卻。
具體實施例方式
現(xiàn)在使用 一 種電子飛機娛樂系統(tǒng)的示例來更為詳細地描述飛機電子系 統(tǒng)的冷卻?？衫斫獾氖牵韵旅枋龅慕淌究杀粦?yīng)用在任意飛才幾電子系統(tǒng)中。
圖l示出由氣流8、 10、 12冷卻的電子飛機娛樂系統(tǒng)2 (IFE:飛行娛 樂系統(tǒng))。風(fēng)扇16從環(huán)境中吸入空氣8并將該空氣供應(yīng)到熱交換器6。吸 入的空氣8為內(nèi)部冷卻劑。熱交換器6通過連接部4連接到冷卻系統(tǒng)?？蔀?氣體或液體的外部冷卻劑通過連接部4供應(yīng)到熱交換器6。由風(fēng)扇16供應(yīng) 到熱交換器6的空氣8被轉(zhuǎn)換為冷空氣10并流入電子飛機娛樂系統(tǒng)2中。 隨著該空氣對飛機娛樂系統(tǒng)電子部件的冷卻，該空氣逐漸變熱并離開飛機娛 樂系統(tǒng)2而成為相對較熱的出口空氣12。離開熱交換器6的空氣10的溫度 低于吸入的空氣8的溫度以及離開飛機娛樂系統(tǒng)2的出口空氣12的溫度。
圖2示出本發(fā)明的一實施例，其中內(nèi)部冷卻劑14循環(huán)在閉式回if各中。 內(nèi)部冷卻劑14為空氣，但是也可使用任何其它希望的氣體冷卻劑。風(fēng)扇16 提供強制對流。在內(nèi)部冷卻劑進入電子飛機娛樂系統(tǒng)2之前，熱交換器6冷 卻內(nèi)部冷卻劑。
電子飛機娛樂系統(tǒng)2包括封閉容器或封閉殼體，以最小化內(nèi)部冷卻劑 14的損失?？梢允箖?nèi)部冷卻劑14加壓到高于環(huán)境壓力的壓力。熱交換器6 通過連接部4連接到供應(yīng)外部冷卻劑的冷卻系統(tǒng)。所述外部冷卻劑可為氣體 或液體。
內(nèi)部冷卻劑14的溫度范圍可不同于外部冷卻劑的溫度范圍。飛機電子 系統(tǒng)2的部件可因此被保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，而與外部冷卻劑的溫度無 關(guān)。內(nèi)部冷卻劑14優(yōu)選具有低含水量。
本發(fā)明的該實施例具有防止凝結(jié)水下落的優(yōu)點。本發(fā)明該實施例的優(yōu)點
還在于，由于內(nèi)部冷卻劑14循環(huán)在閉式回路中，灰塵不會凈皮內(nèi)部冷卻劑14
ii帶入電子飛機娛樂系統(tǒng)2中。如果因電子飛機娛樂系統(tǒng)2故障而產(chǎn)生煙塵， 那么由于煙塵留在內(nèi)部冷卻劑的閉式回路中，所以煙塵不能進入機艙。因此， 飛機的乘客不會被可能產(chǎn)生的煙塵驚嚇到。
圖3示出本發(fā)明的一實施例，其中內(nèi)部冷卻劑的回路可^皮打開。如果風(fēng) 扇16、外部冷卻劑的流動或者外部冷卻劑的冷卻失效，使得在熱交換器6 的連接部4處沒有冷卻的外部冷卻劑，則閥5a和5b被切換，以使帶有從外 部供應(yīng)的冷卻劑14a、 14b的另外的冷卻劑流流動通過電子飛枳J吳樂系統(tǒng)2。 在圖3所示的實施例中，內(nèi)部冷卻劑為氣體，從外部供應(yīng)的冷卻劑因此也必 須為氣體。也可以將閥5a和5b設(shè)置為使所述外部冷卻劑流動通過電子飛機 娛樂系統(tǒng)2。但是，在外部冷卻劑的流動或者外部冷卻劑的冷卻失效的故障 情況下，這種設(shè)置并不是冗余的。
如果內(nèi)部冷卻劑為氣體，先前所述的風(fēng)扇、熱交換器6以及先前結(jié)合圖 1至圖3所述的熱交換器6的連接部4可被整體式形成為一個單元。該單元 可被設(shè)置在飛機娛樂系統(tǒng)2中。
圖4示出液體冷卻的電子飛機娛樂系統(tǒng)2。液體冷卻劑通過連接部4和 管路18供應(yīng)到飛機娛樂系統(tǒng)2。多個電子組件24,皮設(shè)置在冷卻液體流動通 過的板形熱交換器26上。液體冷卻劑能夠從飛機娛樂系統(tǒng)2中移除相當(dāng)多 的熱量，使得管路18可具有較小的橫截面。如果電子飛機娛樂系統(tǒng)2由液 體冷卻劑冷卻，則在DE 10 2006 041 788.7中描述的任何希望的冷卻:&置都 可凈皮4吏用。
圖5示出液體冷卻的電子飛機娛樂系統(tǒng)的另一實施例。除了包括圖4的 實施例之外，該實施例還包括熱交換器6，該熱交換器將內(nèi)部冷卻劑的熱傳 遞到外部冷卻劑。外部冷卻劑流動通過連接部4進入熱交換器6。外部冷卻 劑可以為液體或氣體。由于熱交換器6，內(nèi)部冷卻劑的溫度范圍可不同于外 部冷卻劑的溫度范圍，從而確保飛機娛樂系統(tǒng)2的電子部件總是在最佳溫度 范圍內(nèi)，并且防止飛機娛樂系統(tǒng)中出現(xiàn)高溫度梯度。形成強制對流的泵可被 提供在內(nèi)部冷卻劑的回路中。在DE 10 2006 041 788.7中描述的任何希望的設(shè)置也可被用來冷卻該實施例中的飛機娛樂系統(tǒng)2的電子部件或者組件。
泵、熱交換器6和連接部4可整體式形成為一個單元。該單元可被設(shè)置 在飛機娛樂系統(tǒng)2中。
具有內(nèi)部冷卻劑的閉式回i 各的飛才幾娛樂系統(tǒng)2的冷卻可獨立于飛才幾的 冷卻系統(tǒng)進行測試。而且，灰塵不會在外部與內(nèi)部冷卻劑之間傳遞。該具有 熱交換器6和連接部4的飛機娛樂系統(tǒng)2也可被特別容易地更換。
圖6示出本發(fā)明的一實施例，其中外部冷卻劑為恒定液體狀態(tài)。外部冷 卻劑循環(huán)在閉式回路22中。液體冷卻系統(tǒng)20冷卻該外部冷卻劑。該外部冷 卻劑通過熱交換器6吸收由飛機娛樂系統(tǒng)2產(chǎn)生的熱。
如果使用液體冷卻系統(tǒng)20，與將冷空氣供應(yīng)到待被冷卻的飛機娛樂系 統(tǒng)2或熱交換器6的傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)相比，飛機的質(zhì)量增大較小的程度。如果 外部冷卻劑為液體，則由于使用液體冷卻劑比使用氣體冷卻劑能夠帶走明顯 較多的熱量，所以可使用具有較小橫截面的管道。冷卻所需的空間從而也被 減小。由于冷卻劑管路較小的橫截面，基于液體的冷卻系統(tǒng)的冷卻劑管路能 夠以較大的柔性，即較少的限制，被安裝在飛機中，并且還提供高冷卻能力 區(qū)域，而由傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)無法提供這種高冷卻能力。此外，如果外部冷卻劑 為液體，則前述效率上的提高導(dǎo)致用于冷卻飛機娛樂系統(tǒng)以至冷卻整個飛機 的較低功耗。
在圖6所示的實施例中，外部冷卻劑可為氣體或液體。電子飛才幾娛樂系 統(tǒng)2和具有內(nèi)部冷卻劑的回路可如結(jié)合圖l至圖3所述的那樣形成，并且根 據(jù)圖2和圖3的閉式冷卻回路是優(yōu)選的。如果使用液體內(nèi)部冷卻劑，電子飛 機娛樂系統(tǒng)2和具有內(nèi)部冷卻劑的回路可如結(jié)合圖4至圖5所述的那樣形 成。
液體冷卻系統(tǒng)可以為集中式或分散式液體冷卻系統(tǒng)。
圖7示出外部冷卻劑由吸附冷卻系統(tǒng)來冷卻的實施例。外部冷卻劑流動 通過熱交換器6，以從內(nèi)部冷卻劑中吸收由飛機娛樂系統(tǒng)2產(chǎn)生的熱。內(nèi)部 冷卻劑可以是氣體或液體，內(nèi)部冷卻劑可如參照圖l至圖5所述的那樣流動在閉式回路中，和/或飛^幾娛樂系統(tǒng)2可如參照圖1至圖5所述的那樣凈皮冷卻。
吸附冷卻系統(tǒng)28可被用作飛行過程中獨立的局部冷卻系統(tǒng)。然而，也 可以提供一種集中式吸附冷卻系統(tǒng)。
圖8示出外部冷卻劑為新鮮水的實施例。外部冷卻劑通過熱交換器6從 新鮮水容器30流動到廢水容器32中。在該過程中，外部冷卻劑吸收內(nèi)部冷 卻劑的由電子飛機娛樂系統(tǒng)2產(chǎn)生的熱。電子飛機娛樂系統(tǒng)2能夠如參照圖 1至圖5所述的那樣形成和冷卻。在水流動通過熱交換器6之后，該水還能 夠流入熱水容器中。這種類型的冷卻例如可被提供作為緊急冷卻。參見圖4 和圖5,通過例如經(jīng)閥打開內(nèi)部冷卻劑的回路，新鮮水還能夠-故用于直4矣冷 卻飛機娛樂系統(tǒng)2的電子部件或組件。
圖9示出本發(fā)明的另一實施例，其中液體外部冷卻劑流動通過具有熱交 換器6和液體冷卻系統(tǒng)20的冷卻回3各34。如果在外部冷卻劑的回路中存在 泄漏，可以通過閥36從飛機的水系統(tǒng)38中供應(yīng)水以作為外部冷卻劑，使得 能夠基本上重新建立液體外部冷卻劑的原始量。閥36能夠被自動啟動，甚 至在飛行過程中亦是如此。
圖10示出本發(fā)明的另一實施例，其中液體內(nèi)部冷卻劑流動通過熱交換 器6和板形熱交換器26，以冷卻電子飛機娛樂系統(tǒng)2的電子組件24。如果 存在泄漏，閥36能夠被打開以將水移出飛機的水系統(tǒng)38來補充內(nèi)部冷卻劑。 閥36能夠-故自動啟動，甚至在飛行過程中亦是如此。
圖11示出本發(fā)明的另一實施例，其中珀耳帖元件40代替熱交換器。在 珀耳帖元件40的情況下，通過施加電壓和相關(guān)電流而產(chǎn)生溫度差。該溫度 差可用于冷卻介質(zhì)。在圖ll所示的實施例中，珀耳帖元件40使對電子飛機 娛樂系統(tǒng)2進行冷卻時被加熱的內(nèi)部冷卻劑冷卻。電子飛機電子系統(tǒng)2及其 冷卻可以如圖1至圖5所述的那樣形成。
如果內(nèi)部冷卻劑為氣體， 一個珀耳帖元件或多個珀耳帖元件可被設(shè)置在 內(nèi)部冷卻劑的回3各中。珀耳帖元件的另 一側(cè)可^皮i殳置在內(nèi)部冷卻劑回^各的外部并且借助冷卻主體將熱傳遞到環(huán)境或冷卻劑。
珀耳帖元件也可向液體內(nèi)部冷卻劑提供冷卻，并且珀耳帖元件還可因此
被用于與圖4和圖5所示的實施例結(jié)合。
圖12為用于冷卻電子飛機娛樂系統(tǒng)2的內(nèi)部冷卻劑由^:稱為空氣冷凝 器的致冷機42冷卻的實施例。該致冷機42包括壓縮器、冷凝器和蒸發(fā)器。 例如，該致冷機可被形成為局部分散式致冷機。外部冷卻劑在閉式回路中將.。
如果內(nèi)部冷卻劑為氣體，則電子飛枳J吳樂系統(tǒng)2在該方面可如結(jié)合圖1 至圖3所述的那樣組成和冷卻。如果內(nèi)部冷卻劑為液體，則飛4幾娛樂系統(tǒng)2 可如結(jié)合圖4和圖5所述的那樣組成和冷卻。
本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，由于內(nèi)部冷卻劑的閉式回路，所以灰塵不會進 入飛才幾電子系統(tǒng)。由于借助于用于形成外部與內(nèi)部冷卻劑之間的傳熱的熱交 換器6將外部冷卻劑與內(nèi)部冷卻劑分離，因此內(nèi)部冷卻劑可以具有適于電子 部件和組件的最佳溫度范圍。從而還可防止飛機電子系統(tǒng)中的高溫度梯度。 而且，由于內(nèi)部冷卻劑的閉式回路，因此防止凝結(jié)水的下落。飛機電子系統(tǒng) 的冷卻獨立于飛機的空調(diào)系統(tǒng)。所述類型的飛機電子系統(tǒng)的冷卻比傳統(tǒng)電子 冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生較少的噪聲。由于計劃供給機搶的氣流不被用于冷卻飛機電子 系統(tǒng)，所以飛機乘客的舒適度不會被降低。如果外部冷卻劑為液體，則前述 效率上的提高導(dǎo)致用于冷卻飛機電子系統(tǒng)以至冷卻整個飛機的較低功耗。用 于機艙的空氣調(diào)節(jié)的空調(diào)系統(tǒng)因而可具有較小的設(shè)計，該設(shè)計還另外伴隨有 重量減輕的優(yōu)點。
1權(quán)利要求
1、一種用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷卻系統(tǒng)，所述飛機電子系統(tǒng)(2)具有排放熱的至少一個電子部件，其特征在于閉式回路，該閉式回路與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑(14)循環(huán)在該閉式回路中，以將熱從所述至少一個電子部件帶到熱交換器(6)，其中所述熱交換器(6)適于將由所述內(nèi)部冷卻劑(14)供應(yīng)的熱傳遞到外部冷卻劑，該外部冷卻劑從所述飛機電子系統(tǒng)(2)外部的源流動和/或循環(huán)通過所述熱交換器(6)到所述飛機電子系統(tǒng)(2)外部的匯，其中所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑(14)從所述熱交換器(6)沿所述至少一個電子部件的方向流動。
2、 如權(quán)利要求1所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷卻系統(tǒng)， 其特征在于，所述閉式回^^與多個電子部件熱偶合，以^使所述內(nèi)部冷卻劑(14)冷卻多個電子部件。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷卻系統(tǒng)， 其特征在于，所述內(nèi)部冷卻劑(14)為氣體。
4、 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷 卻系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)部冷卻劑(14)為液體。
5、 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷 卻系統(tǒng)，其特征在于，所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑(14)基于自然 對流而循環(huán)。
6、 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷 卻系統(tǒng)，其特征在于，所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑(14)基于強制 對流而循環(huán)。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷 卻系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部冷卻劑(14)的所述閉式回路能夠連接到供給管 路，另外的冷卻劑(14a)通過該供給管路能夠從外部供應(yīng)到所述閉式回路 中，以冷卻所述至少一個電子部件。
8、 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷 卻系統(tǒng)，其特征在于，所述外部冷卻劑循環(huán)在與液體冷卻系統(tǒng)(20)相連以冷卻 所述外部冷卻劑的回3各(22)中。
9、 如權(quán)利要求4或8所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷卻系統(tǒng)，和/或所述液體外部冷卻劑循環(huán)于其中的所述回路(22)能夠連接到所述飛 機的水系統(tǒng)(38),以便在所述飛機電子系統(tǒng)(2)的操作過程中，需要時 用水至少部分地代替所述液體內(nèi)部冷卻劑(14)和/或所述液體外部冷卻劑。
10、 如權(quán)利要求9所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷卻系統(tǒng)， 其中代替所述內(nèi)部和/或外部冷卻劑的水中混合有添加劑。
11、 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級 冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器(6)被連接到吸附冷卻系統(tǒng)(28),以通 過所述吸附冷卻系統(tǒng)(28)冷卻所述外部冷卻劑。
12、 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級 冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述外部冷卻劑為新鮮水(30)。
13、 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級 冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述外部冷卻劑為氣體。
14、 一種用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷卻系統(tǒng)，所述飛機電子系統(tǒng)(2)具有排放熱的至少一個電子部件，其特征在于閉式回路，該閉式回路與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷卻劑(14)循環(huán)在該閉式回路中，以將熱從所述至少一個電子部件帶到珀耳 帖元件(40),其中所述閉式回路被配置為使所述內(nèi)部冷卻劑(14)從所述 珀耳帖元件(40)沿所述至少一個電子部件的方向流動。
15、 一種用于飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷卻系統(tǒng)，所述飛機電子系統(tǒng) (2)具有排放熱的至少一個電子部件，其特征在于閉式回5^，該閉式回5^與所述電子部件熱偶合，并且內(nèi)部冷 卻劑(14)循環(huán)在該閉式回路中，以將熱從所述至少一個電子部件帶到具有 壓縮器、冷凝器和蒸發(fā)器的致冷機(42)，其中所述閉式回路被配置為使所 述內(nèi)部冷卻劑(14)爿t人所述致冷4幾(42)沿所述至少一個電子部件的方向流 動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種飛機電子系統(tǒng)(2)的多級冷卻，所述飛機電子系統(tǒng)(2)具有排放熱的至少一個電子部件。該多級特征源于用于傳遞廢熱的多個回路的使用。在與所述電子部件熱偶合的閉式回路中循環(huán)的內(nèi)部冷卻劑(14)將熱從所述至少一個電子部件帶到熱交換器(6)，該熱交換器(6)將熱傳遞到外部冷卻劑，該外部冷卻劑從所述飛機電子系統(tǒng)(2)外部的源流動和/或循環(huán)通過所述熱交換器(6)到所述飛機電子系統(tǒng)(2)外部的匯。所述內(nèi)部冷卻劑從所述熱交換器(6)沿所述至少一個電子部件的方向流動，和/或循環(huán)在閉式回路中。
文檔編號B64D11/06GK101547832SQ200780043016
公開日2009年9月30日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者卡斯滕·科爾貝格, 安德里亞·弗賴, 彼得·施韋伯克, 艾米特·卡伊漢·基里亞曼, 邁克爾·德賴豪普特, 馬庫斯·克貝爾 申請人:空中客車德國有限公司