Warum wird Stauluft nicht zur Klimatisierung von Flugzeugen verwendet?

Das Problem ist der Druck. Um Außenluft für die Kabine nutzen zu können, muss diese unter Druck gesetzt werden. Sonst könnte man in der Kabine keine höheren Drücke erreichen als draußen.

Der Vorteil der Verwendung von Bleed Air besteht darin, dass diese Luft bereits unter Druck steht, sodass Sie keine zusätzlichen Arbeiten ausführen müssen. Es ist jedoch zu heiß, um direkt als Kabinenluft verwendet zu werden, daher wird ein PACK ( Pneumatic Air Cycle Kit ) verwendet, um niedrigere Temperaturen mit Stauluft zur Kühlung zu erreichen.

Stauluft kann nicht direkt verwendet werden, ohne ihren Druck zu erhöhen. Bei der Boeing 787 , die mit bleed-less-Triebwerken ausgestattet ist, muss die Außenluft daher mit elektrisch angetriebenen Kompressoren unter Druck gesetzt werden:

In der No-Bleed-Architektur sorgen elektrisch angetriebene Kompressoren für die Druckbeaufschlagung der Kabine, wobei Frischluft über spezielle Kabinenlufteinlässe an Bord gebracht wird . Dieser Ansatz ist wesentlich effizienter als das herkömmliche Entlüftungssystem, da er eine übermäßige Energieentnahme aus Motoren mit der damit verbundenen Energieverschwendung durch Vorkühler und modulierende Ventile vermeidet. Ein Herunterregeln der zugeführten Druckluft ist nicht erforderlich. Stattdessen wird die Druckluft durch drehzahlregelbare Motorkompressoren mit dem erforderlichen Druck ohne nennenswerte Energieverschwendung erzeugt. Dies führt zu erheblichen Verbesserungen des Kraftstoffverbrauchs des Motors.

^{( Boeing Aero Quarterly – 787 No-Bleed Systems , Hervorhebung von mir)}

Beachten Sie jedoch, dass diese Kompression der Luft auch Wärme hinzufügt, sodass die Luft noch ein PACK durchlaufen muss, bevor sie als Kabinenluft verwendet werden kann:

In der elektrischen Architektur der 787 fließt die Leistung der Kabinendruckkompressoren für eine verbesserte Effizienz durch Niederdruck-Klimaanlagenpakete . Die einstellbare Drehzahl von Elektromotoren ermöglicht eine weitere Optimierung des Energieverbrauchs des Flugzeugs, indem keine übermäßige Energie aus der zugeführten Druckluft benötigt wird und diese später durch modulierende Ventile herunterreguliert wird, was zu Energieverlusten führt.

Das Vermeiden der Energieverschwendung im Zusammenhang mit der Herunterregulierung führt zu Verbesserungen des Triebwerkskraftstoffverbrauchs, und der Lufteinlass des Umgebungskontrollsystems kann gemäß der Anzahl der Flugzeuginsassen angepasst werden, um die niedrigste Energieverschwendung zu erreichen und gleichzeitig die Anforderungen an die Luftströmung zu erfüllen.

^{( Boeing Aero Quarterly – 787 No-Bleed Systems , Hervorhebung von mir)}

Auf dem folgenden Bild sehen Sie den Einlass für die Kompressoren und den Staulufteinlass:

^{( Bildquelle )}