A Design Study of Phase Changing Heat Exchanger for Environmental Control System

환경조절장치용 상변화열교환기의 개념설계연구

Properties of bleed air that is air source of ECS(Environmental Control System) can be rapidly changed with airplane engine operating conditions during flight. Therefore, ECS can be operated at a high performance or not during flight. So, high performance ACM has to be developed in order to flight safely. A adaptability of phase changing heat exchanger was esteemed at ACM type ECS in this study. As a result of this study, it is found that ECS outlet temperature can be controlled in a certain range with the phase changing phenomenon.

냉각기계를 적용한 환경조절계통의 성능은 항공기의 비행환경에 따라 엔진의 운전상태가 달라지므로 환경조절장치로 취출되는 공기의 상태(온도와 압력)에 따라 급격히 바뀌게 된다. 즉, 항공기의 운전상태에 따라 환경조절장치는 운용성능을 100%만족하는 영역에서 운전될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 그렇기 때문에, 일반적으로 냉각기계를 적용한 환경조절장치의 설계규격은 항공기에서 요구하는 개발규격보다 큰 설계여유를 갖도록 설계한다. 이로 인한 시스템적인 손실요인을 최소화하기 위하여 본 연구에서는 냉각기계형 환경조절장치에 상변화 물질의 적용가능성을 연구하였다. 그 결과 상변화 현상을 이용하여 환경조절장치의 출구온도를 일정온도 범위 이내로 제어하면, 현재 운용되는 냉각기계형 환경조절장치의 일반적인 성능여유보다 적은 성능여유에서도 환경조절장치에 요구되는 성능요구조건을 만족할 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구 결과 환경조절장치의 운용개념 변경을 통하여 환경조절장치의 시스템 적용성 향상을 기대할 수 있을 것으로 판단된다.