具有機艙排氣渦輪機的飛機空調系統的製作方法

2023-04-24 11:41:01

本發明涉及一種飛機空調系統和用於操作飛機空調系統的方法。

背景技術：

飛機空調系統被用於調節並維持飛機機艙中的期望壓力、期望溫度和期望空氣溼度。此外，飛機空調系統向飛機機艙供應充足的新鮮空氣以確保規定的最少量的新鮮空氣存在飛機機艙中。從EP2735510A1和US2014/0144163A1已知一種飛機空調系統，其中使用兩相製冷劑操作的製冷設備被用於冷卻由多級壓縮機壓縮的環境空氣。該製冷設備包括製冷劑迴路，在製冷劑迴路中布置有壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器，待被冷卻的環境空氣流動通過製冷劑迴路。來自飛機的發動機或輔助發動機的放氣被用於驅動製冷設備的壓縮機並用於驅動用於壓縮環境空氣的多級壓縮機。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種飛機空調系統，其能夠實現飛機機艙的節能的空氣調節。本發明的目的還在於確定一種用於操作這種飛機空調系統的方法。

該目的由具有如下特徵的飛機空調系統和用於操作飛機空調系統的方法實現。

飛機空調系統包括環境空氣管線，環境空氣管線適於供環境空氣流動通過並被連接到飛機空調系統的混合器以向混合器供應取自飛機周圍環境的環境空氣。連接到環境空氣管線的混合器可以是飛機空調系統的預混合器或主混合器，除了來自環境空氣管線的環境空氣之外，由空調系統取自待進行空氣調節的飛機機艙的再循環空氣被供應到混合器。在混合器中，來自環境空氣管線的環境空氣與取自飛機機艙的再循環空氣被混合。混合器中產生的混合空氣最終被用於對飛機機艙進行空氣調節。

飛機空調系統進一步包括布置在環境空氣管線中用於壓縮流動通過環境空氣管線的環境空氣的至少一個環境空氣壓縮機。飛機空調系統的製冷設備包括適於供製冷劑流動通過的製冷劑迴路以及布置在製冷劑迴路中的製冷劑壓縮機。製冷劑迴路優選經由例如蒸發器形式的換熱器被熱聯接到環境空氣管線，以在環境空氣被供應到混合器之前將熱量從流動通過環境空氣管線的環境空氣傳遞到在製冷劑迴路中循環的製冷劑。在飛機空調系統中，環境空氣首先被環境空氣壓縮機壓縮，並隨後通過熱量向在製冷設備的製冷劑迴路中循環的製冷劑的傳遞被冷卻至期望溫度，由此發生空氣調節過程。通過環境空氣在環境空氣壓縮機中的適當的預壓縮，能夠按照需要控制該空氣調節過程的效率。

最終，飛機空調系統包括機艙排氣渦輪機，該機艙排氣渦輪機被連接到機艙排氣管線並被聯接到布置在環境空氣管線中的至少一個環境空氣壓縮機。機艙排氣渦輪機被配置用於使流動通過機艙排氣管線的機艙排氣膨脹並用於驅動布置在環境空氣管線中的至少一個環境空氣壓縮機。在飛機空調系統中，取自飛機機艙的排氣的壓力在配備有飛機空調系統的飛機的飛行模式中的特定飛行高度以上高於飛機外部的環境壓力，因此該壓力被用於能量回收。從機艙排氣回收的能量被用於驅動至少一個環境空氣壓縮機。例如，以電機的形式執行的壓縮機驅動器的能耗由此能被降低。

環境空氣管線可包括第一區段，在第一區段中布置有第一環境空氣壓縮機，用於壓縮流動通過環境空氣管線的第一區段的環境空氣。在環境空氣管線的第一區段中可布置第一閥，該第一閥可被配置用於控制通過環境空氣管線的第一區段的環境空氣流動。機艙排氣渦輪機優選被聯接到第一環境空氣壓縮機並被配置用於驅動第一環境空氣壓縮機。這有助於第一環境空氣壓縮機的驅動器的功率的降低，該驅動器特別被形成為電機的形式。

在機艙排氣渦輪機的上遊熱聯接到機艙排氣管線的後加熱器可在第一環境空氣壓縮機的下遊被布置在環境空氣管線的第一區段中。術語「下遊」和「上遊」在此參考環境空氣通過環境空氣管線的第一區段的流動方向和機艙排氣通過機艙排氣管線的流動方向。後加熱器優選被配置用於將熱量從在第一環境空氣壓縮機的下遊流動通過環境空氣管線的環境空氣傳遞到在機艙排氣渦輪機的上遊流動通過機艙排氣管線的機艙排氣。進入機艙排氣渦輪機的機艙排氣的溫度能夠被後加熱器升高，並且機艙排氣渦輪機的輸出能夠因此被增加。

後加熱器旁通管線可以在後加熱器的上遊從環境空氣管線的第一區段分支出，並在後加熱器的下遊再次開通到環境空氣管線的第一區段中。術語「上遊」和「下遊」在此參考環境空氣通過環境空氣管線的流動方向。優選在後加熱器旁通管線中布置有後加熱器旁通閥，該後加熱器旁通閥被配置用於控制通過後加熱器旁通管線的環境空氣流動。在第一環境空氣壓縮機的下遊流動通過環境空氣管線的第一區段的環境空氣能夠隨後被選擇性地引導通過後加熱器或通過後加熱器旁通管線。後加熱器的選擇性操作使得其能夠控制從機艙排氣渦輪機排出的機艙排氣的溫度。由此能夠優化系統的整體效率，並且能夠避免諸如冰在例如機艙排氣渦輪機的輸出處的形成的不良影響。

連接到機艙排氣渦輪機的出口的渦輪機排氣管線優選開通到衝壓空氣管道中。製冷設備的冷凝器和/或至少一個預冷器例如可被布置在衝壓空氣管道中。引導到衝壓空氣管道中的機艙排氣能夠被用於冷卻冷凝器和/或至少一個預冷器。基於此，能夠降低飛機空調系統的衝壓空氣需求，並因此能夠降低因衝壓空氣向飛機空調系統的供應所導致的空氣動力阻力。這能夠降低飛機的燃料消耗。

飛機空調系統可進一步包括控制裝置，該控制裝置被配置用於根據機艙排氣的壓力與從飛機周圍環境經由環境空氣管線向飛機空調系統供應的環境空氣的壓力之間的差來控制機艙排氣渦輪機的操作。控制裝置優選被配置用於以如下方式控制機艙排氣渦輪機的操作，即僅當機艙排氣的壓力高於從飛機周圍環境經由環境空氣管線向飛機空調系統供應的環境空氣的壓力時操作機艙排氣渦輪機。特別地，控制裝置可以被配置用於根據配備有飛機空調系統的飛機的飛行高度來控制機艙排氣渦輪機的操作。

例如，控制裝置可當飛機在預定最小飛行高度飛行時操作機艙排氣渦輪機，在該預定最小飛行高度處，與在海平面處的標準大氣壓力相比降低的環境壓力低於取自飛機機艙的排氣的壓力。控制裝置被配置用於當配備有飛機空調系統的飛機在至少6000米的飛行高度飛行時操作機艙排氣渦輪機。

在用於操作飛機空調系統的方法中，環境空氣被引導通過環境空氣管線，該環境空氣管線被連接到飛機空調系統的混合器，以向混合器供應環境空氣。流動通過環境空氣管線的環境空氣在布置在環境空氣管線中的至少一個環境空氣壓縮機中被壓縮。提供製冷設備，該製冷設備包括適於供製冷劑流動通過的製冷劑迴路以及布置在該製冷劑迴路中的製冷劑壓縮機。製冷設備的製冷劑迴路被熱聯接到環境空氣管線，用於在環境空氣被供應到混合器之前將熱量從流動通過環境空氣管線的環境空氣傳遞到在製冷劑迴路中循環的製冷劑。連接到機艙排氣管線並被聯接到布置在環境空氣管線中的至少一個環境空氣壓縮機的機艙排氣渦輪機使流動通過機艙排氣管線的機艙排氣膨脹並驅動布置在環境空氣管線中的至少一個環境空氣壓縮機。

環境空氣管線優選包括第一區段，第一環境空氣壓縮機被布置在該第一區段中用於壓縮流動通過環境空氣管線的第一區段的環境空氣。機艙排氣渦輪機可被聯接到第一環境空氣壓縮機並驅動第一環境空氣壓縮機。

在環境空氣管線的第一區段中，後加熱器可被布置在第一環境空氣壓縮機的下遊，並在機艙排氣渦輪機的上遊被熱聯接到機艙排氣管線，並將熱量從在第一環境空氣壓縮機的下遊流動通過環境空氣管線的環境空氣傳遞到在機艙排氣渦輪機的上遊流動通過機艙排氣管線的機艙排氣。

後加熱器旁通管線可在後加熱器的上遊從環境空氣管線的第一區段分支出，並在後加熱器的下遊再次開通到環境空氣管線的第一區段中。在後加熱器旁通管線中優選布置有後加熱器旁通閥，該後加熱器旁通閥控制環境空氣通過後加熱器旁通管線的流動。

流動通過連接到機艙排氣渦輪機的出口的渦輪機排氣管線的渦輪機排氣能夠被引導到衝壓空氣管道中。

優選根據配備有所述飛機空調系統的飛機的飛行高度來控制機艙排氣渦輪機的操作。

優選當配備有所述飛機空調系統的飛機在至少6000米的飛行高度飛行時操作機艙排氣渦輪機。

附圖說明

現在將參照所附示意圖更詳細地解釋本發明的優選實施例，其中

圖1示出用於對飛機機艙進行空氣調節的空調系統。

具體實施方式

圖1中示出的飛機空調系統10包括環境空氣管線12，環境空氣可流動通過該環境空氣管線12，並且該環境空氣管線12被連接到飛機空調系統10的混合器14，以將取自飛機周圍環境15的環境空氣供應到混合器14。在混合器14中，來自環境空氣管線12的環境空氣與取自飛機機艙的再循環空氣混合。在混合器14中產生的混合空氣最終被用於對飛機機艙進行空氣調節。

飛機空調系統10被配備有製冷設備16，該製冷設備16包括製冷劑迴路18和布置在製冷劑迴路18中的製冷劑壓縮機20，例如R134A(CH2F-CF3)、CO2或R245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)之類的兩相製冷劑流動通過製冷劑迴路18。製冷劑壓縮機20由第一電機22驅動。製冷劑迴路18被熱聯接到環境空氣管線，以在環境空氣被供應到混合器14之前將熱量從流動通過環境空氣管線12的環境空氣傳遞到在製冷劑迴路18中循環的製冷劑。除了製冷劑壓縮機20之外，冷凝器24、製冷劑收集器26、膨脹閥28和蒸發器30也被布置在製冷劑迴路18中，蒸發器30將製冷劑迴路18熱聯接到環境空氣管線12。

製冷設備16的製冷劑迴路18還被熱聯接到再循環空氣管線32，再循環空氣流動通過再循環空氣管線32，並且再循環空氣管線32被連接到飛機空調系統10的混合器14，以將熱量從流動通過再循環空氣管線32的再循環空氣傳遞到流動通過製冷劑迴路18的製冷劑。製冷劑迴路18和再循環空氣管線32之間的熱聯接通過另一蒸發器34實現，該另一蒸發器34被布置在從布置在製冷劑迴路18中的製冷劑收集器26分支出收集管線36。通過收集管線36的製冷劑流動由布置在收集管線36中的控制閥38控制。另一膨脹閥40也被布置在收集管線36中並相對於製冷劑通過製冷劑迴路18的流動方向而言在另一蒸發器34的上遊。流動通過收集管線36的製冷劑的壓力和溫度在製冷劑被引導到另一蒸發器34之前可按照需要由另一膨脹閥40調節。

在飛機空調系統10中，製冷設備16因此不僅被用於冷卻流動通過環境空氣管線12的環境空氣，而且被用於冷卻取自待進行空氣調節的飛機機艙的再循環空氣。在再循環空氣被供應到飛機空調系統10的混合器14之前，再循環空氣因此可被冷卻至與流動通過環境空氣管線12的環境空氣相同的低溫。因此可免除通過將熱量傳遞至在製冷設備16的製冷劑迴路18中循環的製冷劑而將環境空氣冷卻至低於所需的目標機艙供應空氣溫度的溫度。此外，製冷設備16在相對高的最小製冷劑溫度的操作是可能的。

環境空氣管線12包括第一區段12a，在第一區段12a，第一環境空氣壓縮機42被布置用於壓縮流動通過環境空氣管線12的第一區段12a的環境空氣。速度受控的第一環境空氣壓縮機42由第二電機44驅動。第一環境空氣壓縮機42由飛機空調系統10的控制裝置46控制，以使其將流動通過環境空氣管線12的第一區段12a的環境空氣壓縮至待進行空氣調節的飛機機艙中的目標機艙壓力。用於控制通過環境空氣管線12的第一區段12a的環境空氣流動的第一閥48也被布置在環境空氣管線12的第一區段12a中。

連接到機艙排氣管線45的機艙排氣渦輪機43被聯接到第一環境空氣壓縮機42。特別地，第一環境空氣壓縮機42和機艙排氣渦輪機43被布置在共同的軸上。在操作中，機艙排氣渦輪機43使流動通過機艙排氣管線的機艙排氣膨脹並驅動第一環境空氣壓縮機42。由於此，取自飛機機艙的排氣的壓力(該壓力高於處於配備有飛機空調系統10的飛機的飛行模式中的在某一飛行高度的飛機外部的環境壓力)可被用於能量回收。從機艙排氣回收的能量被用於驅動第一環境空氣壓縮機42。由於此，第二電機44的能量消耗可減少。

飛機空調系統10的控制裝置46根據機艙排氣的壓力和從飛機周圍環境經由環境空氣管線12供應到飛機空調系統10的環境空氣的壓力二者之間的差控制機艙排氣渦輪機43的操作。特別地，控制裝置46控制機艙排氣渦輪機43的操作，以使機艙排氣渦輪機43僅在機艙排氣的壓力高於從飛機周圍環境經由環境空氣管線12供應到飛機空調系統10的環境空氣的壓力的情況下操作。如果控制裝置46根據配備有飛機空調系統10的飛機的飛行高度控制機艙排氣渦輪機的操作並且僅例如在飛機在6000米的預定最小飛行高度飛行時啟動機艙排氣渦輪機的操作，則對機艙排氣渦輪機43的操作的特別簡單的控制是可能的，例如，在6000米的預定最小飛行高度，相比海平面處的標準大氣壓力減小的環境壓力低於取自飛機機艙的排氣的壓力。

在環境空氣管線12的第一區段12a中，後加熱器47被布置在第一環境空氣壓縮機42的下遊，並在機艙排氣渦輪機43的上遊被熱聯接到機艙排氣管線45。術語「下遊」和「上遊」在這裡參考環境空氣通過環境空氣管線12的第一區段12a的流動方向和機艙排氣通過機艙排氣管線45的流動方向。在操作中，後加熱器47將熱量從在第一環境空氣壓縮機42的下遊流動通過環境空氣管線12的環境空氣傳遞到在機艙排氣渦輪機43的上遊流動通過機艙排氣管線45的機艙排氣。在第一環境空氣壓縮機42的下遊流動通過環境空氣管線12的第一區段12a的環境空氣向後加熱器47的供應由在後加熱器47的上遊布置在環境空氣管線12的第一區段12a中的後加熱器閥49控制。

後加熱器旁通管線51在第一環境空氣壓縮機42的下遊且在後加熱器47的上遊從環境空氣管線的第一區段分支出，並在後加熱器47的下遊再次開通到環境空氣管線12的第一區段12a中。術語「上遊」和「下遊」在這裡接著參考環境空氣通過環境空氣管線12的流動方向。後加熱器旁通閥53被布置在後加熱器旁通管線51中，其控制通過後加熱器旁通管線51的環境空氣流動。由於控制裝置46對後加熱器閥49和後加熱器旁通閥53的適當控制，在第一環境空氣壓縮機42的下遊流動通過環境空氣管線12的第一區段12a的環境空氣能夠可選地通過後集熱器47或者通過後加熱器旁通管線51被引導。後加熱器47的選擇性操作以及由此對來自機艙排氣渦輪機43的機艙排氣的溫度的控制由於此而成為可能。

第一預冷卻器50也被布置在環境空氣管線12的第一區段12a中，用於預先冷卻由第一環境空氣壓縮機42壓縮的環境空氣。第一預冷器50被布置在衝壓空氣管道52中，並且引導通過衝壓空氣管道52的衝壓空氣在飛機空調系統10的操作中流動通過該第一預冷器50。通過在第一環境空氣壓縮機42中的壓縮被加熱的環境空氣在第一預冷器50中被再次冷卻至期望的較低溫度。

第一旁通管線54平行於環境空氣管線12的第一區段12a。布置在第一旁通管線54中的第二閥56用於控制通過第一旁通管線54的環境空氣流動。流動通過第一旁通管線54的環境空氣被引導經過環境空氣管線12的第一區段12a，並且因此經過第一環境空氣壓縮機42和第一預冷器50。

環境空氣管線12進一步包括第二區段12b，該第二區段12b相對於環境空氣通過環境空氣管線12的流動方向被布置在環境空氣管線12的第一區段12a和第一旁通管線54的下遊。供應到環境空氣管線12的第二區段12b的環境空氣因此可從環境空氣管線12的第一區段12a或第一旁通管線54被引導到環境空氣管線12的第二區段12b中。用於壓縮流動通過環境空氣管線12的第二區段12b的環境空氣的第二環境空氣壓縮機58被布置在環境空氣管線12的第二區段12b中，其中來自第一環境空氣壓縮機42的預壓縮的環境空氣或來自第一旁通管線54的未經處理的環境空氣可被供應到第二環境空氣壓縮機58。速度受控的第二環境空氣壓縮機58由第三電機60驅動。

第二環境空氣壓縮機58被飛機空調系統10的控制裝置46控制，以使其將流動通過環境空氣管線12的第二區段12b的環境空氣壓縮至比待進行空氣調節的飛機機艙中的目標機艙壓力高的壓力。然而，第一環境空氣壓縮機42和第二環境空氣壓縮機58的操作被控制，以使經壓縮的環境空氣的溫度不超過例如160℃的最大溫度。布置在環境空氣管線12的第二區段12b中的第三閥62被用於控制通過環境空氣管線12的第二區段12b的環境空氣流動。

飛機空調系統10進一步包括第二旁通管線64，該第二旁通管線64平行於環境空氣管線12的第二區段12b。第四閥66被布置在第二旁通管線64中，其控制環境空氣通過第二旁通管線64的流動。流動通過第二旁通管線64的環境空氣被引導經過環境空氣管線12的第二區段12b並因此經過第二環境空氣壓縮機58。

環境空氣管線12進一步包括第三區段12c，該第三區段12c相對於環境空氣通過環境空氣管線12的流動方向被布置在環境空氣管線12的第二區段12b和第二旁通管線64的下遊。供應到環境空氣管線12的第三區段12c的環境空氣因此可從環境空氣管線12的第二區段12b或經由繞過環境空氣管線12的第二區段12b的第二旁通管線64從環境空氣管線12的第一區段12a被引導到環境空氣管線12的第三區段12c中。環境空氣管線12的第三區段12c經由布置在製冷設備16的製冷劑迴路18中的蒸發器30被熱聯接到製冷劑迴路18。相應地，通過將熱量傳遞到在製冷設備16的製冷劑迴路18中循環的製冷劑來冷卻環境空氣管線12中的環境空氣在環境空氣流動通過環境空氣管線12的第三區段12c時進行。

第二預冷器68被布置在環境空氣管線12的第三區段12c中，用於在環境空氣管線12的第三區段12c和製冷設備16的製冷劑迴路18之間產生熱聯接之前預冷卻環境空氣。第二預冷器68相對於衝壓空氣通過衝壓空氣管道的流動方向在第一預冷器50的上遊被布置在衝壓空氣管道52中，正如第一預冷器50那樣，引導通過衝壓空氣管道52的衝壓空氣在飛機空調系統10處於操作中時流動通過第二預冷器68。

除了第一預冷器50和第二預冷器68之外，製冷設備16的冷凝器24也被布置在衝壓空氣管道52中，其中冷凝器24在衝壓空氣管道52中相對於衝壓空氣通過衝壓空氣管道52的流動方向位於第二預冷器68的上遊。與機艙排氣渦輪機43的出口連接的渦輪機排氣管線期望開通到衝壓空氣管道52中。在機艙排氣渦輪機43中膨脹的機艙排氣可由此被引導到衝壓空氣管道52中，並在那裡被用於冷卻冷凝器24以及第一預冷器50和第二預冷器68。為了確保即使在配備有飛機空調系統10的飛機的地面操作期間衝壓空氣也適當地流動通過衝壓空氣管道52，風扇70頁被布置在衝壓空氣管道52中，以將衝壓空氣傳送通過衝壓空氣管道52。風扇70由第四電機72驅動。

調節空氣管線(trim air line)74相對於環境空氣通過環境空氣管線12的流動方向在第二預冷器68的上遊從環境空氣管線12的第三區段12c分支出。通過調節空氣管線74的調節空氣流動由布置在調節空氣管線74中的調節空氣閥76控制。

飛機空調系統10的環境空氣管線12進一步包括第四區段12d，該第四區段12d相對於環境空氣通過環境空氣管線12的流動方向被布置在環境空氣管線12的第三區段12c的下遊。水分離裝置78被布置在環境空氣管線12的第四區段12d中，其包括脫水器80和再加熱器82。在流動通過脫水器80時，環境空氣被除溼至確保沒有太多溼氣被供應到待進行空氣調節的飛機機艙的程度。脫水器80中的從環境空氣分離的水經由排放管線84被引導到衝壓空氣管道52中並經由注水噴嘴87被注入衝壓空氣管道52中。水部分蒸發，並冷卻流動通過衝壓空氣管道52的衝壓空氣。

用於使流動通過環境空氣管線12的第四區段12d的環境空氣膨脹的渦輪機86也被布置在環境空氣管線12的第四區段12d中。渦輪機86與布置在環境空氣管線12的第二區段12b中的第二環境空氣壓縮機58被布置在共同的軸上。相對於環境空氣通過環境空氣管線12的流動方向布置在脫水器80的下遊的再加熱器82被用於在環境空氣被供應到渦輪機86之前加熱流動通過環境空氣管線12的第四區段12d的環境空氣，並在環境空氣管線12的第四區段12d和環境空氣管線12的第二區段12b之間產生熱聯接。再加熱器82由此使在第二環境空氣壓縮機58中壓縮之後流動通過環境空氣管線12的第二區段12b的暖環境空氣與在供應到渦輪機86之前流動通過環境空氣管線12的第四區段12d的環境空氣熱接觸。在環境空氣流動通過脫水器80之後保留在環境空氣中的水滴在再加熱器82中蒸發，以保護渦輪機86免受由於水滴衝擊或氣穴造成的損傷。此外，再加熱器82增加渦輪機86的功率輸出。

最後，用於控制通過環境空氣管線12的第四區段12d的環境空氣流動的第五閥88被布置在環境空氣管線12的第四區段12d中。

飛機空調系統10進一步包括第三旁通管線90，該第三旁通管線90平行於環境空氣管線12的第四區段12d。用於控制通過第三旁通管線90的環境空氣流動的第六閥92被布置在第三旁通管線90中。流動通過第三旁通管線90的環境空氣被引導經過環境空氣管線12的第四區段12d並因此經過水分離裝置78和渦輪機86。

與環境空氣壓縮機42、58相互作用，特別是與將流動通過環境空氣管線12的第二區段12b的環境空氣壓縮至比待進行空氣調節的飛機機艙中的目標機艙壓力大的壓力的第二環境空氣壓縮機58相互作用，布置在環境空氣管線12的第四區段12d的渦輪機86有助於冷空氣過程(cold air process)的實現，其中在該過程中流動通過環境空氣管線12的環境空氣首先被壓縮，然後再次膨脹並被冷卻。通過將環境空氣壓縮至高於目標機艙壓力的壓力，能夠從布置在環境空氣管線12的第四區段12d中的水分離裝置78中的環境空氣流移除過量的水。環境空氣在被供應至飛機空調系統的混合器之前通過渦輪機86中的環境空氣的膨脹被冷卻至期望的低溫。

根據需要，或者在製冷設備16中僅有冷蒸汽過程(cold vapour process)進行，或者冷蒸汽過程和冷空氣過程二者均可被用在飛機空調系統中以對流動通過環境空氣管線12的環境空氣進行調節和冷卻。飛機空調系統僅使用冷蒸汽過程的操作特別在飛機空調系統10的操作階段是合適的，在飛機空調系統10中，流動通過環境空氣管線的環境空氣僅具有低的溼氣含量。飛機空調系統10使用冷蒸汽過程和冷空氣過程二者的操作特別地在流動通過環境空氣12的環境空氣必須在被供應至飛機空調系統10的混合器14之前被除溼的情況下是有意義的。

最後，甚至飛機空調系統10僅使用冷空氣過程的操作通過關閉製冷設備16也是可能的。如果飛機機艙待通過飛機空調系統10加熱，這是有意義的。如在製冷設備16故障情況下的緊急模式，飛機空調系統10僅使用冷空氣過程的操作也是可能的。在這種僅僅模式中，環境空氣壓縮機42、58二者可被用於壓縮流動通過環境空氣管線12的環境空氣，由於此，即使在配備有兩個空調單元的飛機空調系統10中一個空調單元完全故障並且第二空調單元的製冷設備不再工作，也能夠為飛機機艙提供足夠量的經調節和冷卻的環境空氣。

控制裝置46控制飛機空調系統10的操作，以使在配備有飛機空調系統10的飛機的地面操作中，環境空氣首先被引導通過第一旁通管線54，然後通過環境空氣管線12的第二區段12b，隨後通過環境空氣管線12的第三區段12c並且最後通過環境空氣管線12的第四區段12d。在配備有飛機空調系統10的飛機的地面操作中，環境空氣於是在流動通過第二環境空氣壓縮機58時被壓縮至高於目標機艙壓力的壓力，該壓力有助於在水分離裝置78中對環境空氣除溼。另一方面，第一環境空氣壓縮機42被繞過。通過將熱量傳遞到製冷設備16的製冷劑迴路18並通過環境空氣在渦輪機86中的膨脹二者實現環境空氣的冷卻。

另一方面，在配備有飛機空調系統10的飛機的上升或下降模式中，控制裝置46控制流動通過環境空氣管線12的環境空氣，以使環境空氣首先被引導通過環境空氣管線12的第一區段12a，然後通過環境空氣管線12的第二區段12b，隨後通過環境空氣管線12的第三區段12c並且最後通過環境空氣管線12的第四區段12d。在配備有飛機空調系統10的飛機的上升或下降模式中，第一環境空氣壓縮機42和第二環境空氣壓縮機58於是串聯連接，以將流動通過環境空氣管線12的環境空氣壓縮至隨後即使在脫水器80的效能下降時也允許在水分離裝置78中對環境空氣除溼的壓力。通過將環境空氣壓縮機42、58串聯連接，環境空氣壓縮機42、58二者可以在其最優範圍操作，即使在高功率需求的情況下也是如此。如在地面操作中那樣，通過將熱量傳遞到製冷設備16的製冷劑迴路18並通過環境空氣在渦輪機86中的膨脹二者實現環境空氣的冷卻。

在配備有飛機空調系統10的飛機的巡航模式中，控制裝置46最後控制通過環境空氣管線12的環境空氣流，以使環境空氣首先被引導通過環境空氣管線12的第一區段12a，然後通過第二旁通管線64，隨後通過環境空氣管線12的第三區段12c並最後通過第三旁通管線90。在配備有飛機空調系統10的飛機的巡航模式中，流動通過環境空氣管線12的環境空氣因此僅通過第一環境空氣壓縮機42被壓縮至目標機艙壓力，因為對飛機的巡航高度處的非常乾燥的環境空氣的除溼不是必要的。第二環境空氣壓縮機58因此被繞過，水分離裝置78和渦輪機86也是如此。僅通過將熱量傳遞到製冷設備16的製冷劑迴路18冷卻環境空氣。