背景技術(shù)：

一般而言，關(guān)于飛機(jī)的當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)，機(jī)艙加壓和冷卻通過巡航時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)放出壓力來提供動(dòng)力。例如，來自飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的加壓空氣通過改變加壓空氣的溫度和壓力的一系列系統(tǒng)來提供至機(jī)艙。為了對加壓空氣的這種制備提供動(dòng)力，唯一能源是空氣本身的壓力。因此，當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)在巡航時(shí)始終要求相對高的壓力。不幸的是，鑒于航天工業(yè)趨向于更有效的飛機(jī)的整體趨勢，相對高的壓力關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒提供有限的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，提供一種系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：提供第一介質(zhì)的入口；提供第二介質(zhì)的入口；壓縮裝置，其包括壓縮機(jī)和渦輪機(jī)；電機(jī)，其以小于或等于每分鐘每磅被壓縮的第一介質(zhì)0.5千瓦的輸入功率操作；以及至少一個(gè)熱交換器，其位于所述壓縮機(jī)的下游。壓縮裝置與提供第一介質(zhì)的入口連通。渦輪機(jī)位于壓縮機(jī)的下游。至少一個(gè)熱交換器的出口與壓縮機(jī)的入口和渦輪機(jī)的入口流體連通。

通過本文的實(shí)施方案的技術(shù)實(shí)現(xiàn)另外的特征和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其他實(shí)施方案和方面在本文中進(jìn)行了詳細(xì)描述，并且被認(rèn)為是所要求保護(hù)的發(fā)明的一部分。為了更好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)和特征，參考描述和附圖。

附圖說明

被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在說明書結(jié)論處的權(quán)利要求書中具體地指出并清楚地要求保護(hù)。本發(fā)明的前述和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)根據(jù)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述而明顯，在附圖中：

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的環(huán)境控制系統(tǒng)的示意圖；

圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的環(huán)境控制系統(tǒng)的操作實(shí)例；

圖3是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的環(huán)境控制系統(tǒng)的操作實(shí)例；

圖4是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的環(huán)境控制系統(tǒng)的操作實(shí)例；并且

圖5是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的環(huán)境控制系統(tǒng)的操作實(shí)例。

具體實(shí)施方式

參考附圖，本文通過舉例而非限制的方式呈現(xiàn)所公開的設(shè)備和方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的詳細(xì)描述。

本文的實(shí)施方案提供一種環(huán)境控制系統(tǒng)，其利用接近機(jī)艙壓力的放出壓力來向環(huán)境控制系統(tǒng)提供動(dòng)力，同時(shí)根據(jù)壓力模式來使在環(huán)境控制系統(tǒng)內(nèi)的不同位置混合的再循環(huán)空氣混合，和/或包括電機(jī)來協(xié)助環(huán)境控制系統(tǒng)的壓縮操作，以便以高的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒效率來提供機(jī)艙加壓和冷卻。

一般而言，環(huán)境控制系統(tǒng)的實(shí)施方案可包括一個(gè)或多個(gè)熱交換器和一個(gè)壓縮裝置。從發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓位置放出的介質(zhì)流動(dòng)通過一個(gè)或多個(gè)熱交換器進(jìn)入艙室。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1，示出系統(tǒng)100，其從入口101接收介質(zhì)并將經(jīng)調(diào)節(jié)形式的介質(zhì)提供至艙室102。系統(tǒng)100包括壓縮裝置120和熱交換器130。系統(tǒng)的元件通過閥、管子、管道等連接。閥是以下裝置：通過打開、關(guān)閉或部分地阻礙系統(tǒng)100的管子、管道等內(nèi)的各種通道來調(diào)節(jié)、引導(dǎo)和/或控制介質(zhì)流。閥可通過致動(dòng)器來操作，以使得系統(tǒng)100的任何部分中的介質(zhì)的流速可被調(diào)節(jié)至所需值。

如圖1所示，介質(zhì)可從入口101流動(dòng)通過系統(tǒng)100到達(dá)艙室102，如由實(shí)線箭頭a、b所指示。在系統(tǒng)100中，介質(zhì)可流動(dòng)通過壓縮裝置120、通過熱交換器130、從壓縮裝置120流到熱交換器130、從熱交換器130流到壓縮裝置120等。此外，介質(zhì)可從艙室102再循環(huán)到系統(tǒng)100，如由點(diǎn)劃線箭頭d所指示(并且隨后可流動(dòng)回到艙室102和/或系統(tǒng)100外部)。

一般而言，介質(zhì)可以是空氣，而其他實(shí)例包括氣體、液體、流化固體或漿料。當(dāng)介質(zhì)是從系統(tǒng)100的艙室102提供時(shí)，介質(zhì)在本文中被稱為再循環(huán)空氣。當(dāng)介質(zhì)由連接到系統(tǒng)100的發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如從入口101提供)提供時(shí)，介質(zhì)在本文中可被稱為放出空氣(也被稱為外部空氣或新鮮空氣)。關(guān)于放出空氣，發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓位置(或輔助動(dòng)力單元)可用來提供初始壓力水平下的介質(zhì)，所述初始壓力水平接近介質(zhì)在處于艙室102中時(shí)的壓力(例如，艙室壓力，在飛機(jī)實(shí)例中也被稱為機(jī)艙壓力)。

例如，繼續(xù)以上飛機(jī)實(shí)例，可通過從渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)級“放出”來向環(huán)境控制系統(tǒng)供應(yīng)空氣。這種放出空氣的溫度、濕度和壓力根據(jù)壓縮機(jī)級和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)而廣泛地變化。因?yàn)槔昧税l(fā)動(dòng)機(jī)的低壓位置，空氣可稍微高于或稍微低于機(jī)艙壓力(例如，艙室102中的壓力)。在這種低壓下從低壓位置放出空氣引起比從高壓位置放出空氣更少的燃料燃燒。然而，因?yàn)榭諝庖赃@個(gè)相對低的初始壓力水平開始并且因?yàn)樵谝粋€(gè)或多個(gè)熱交換器上會出現(xiàn)壓降，所以在空氣流動(dòng)通過熱交換器130時(shí)，空氣的壓力可下降到低于機(jī)艙壓力。當(dāng)空氣的壓力低于機(jī)艙壓力時(shí)，空氣將不會流入艙室中以便提供加壓和溫度調(diào)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)所需壓力，放出空氣可在其穿過壓縮裝置120時(shí)被壓縮。

壓縮裝置120是控制并操縱介質(zhì)(例如，增加放出空氣的壓力)的機(jī)械裝置。壓縮裝置120的實(shí)例包括空氣循環(huán)機(jī)、三輪式機(jī)器、四輪式機(jī)器等。壓縮可包括壓縮機(jī)，諸如離心式、斜流式或混流式、軸流式、往復(fù)式、離子液體活塞式、旋轉(zhuǎn)螺旋式、旋葉式、渦旋式、膜片式、氣泡式壓縮機(jī)等。此外，壓縮機(jī)可由電機(jī)或介質(zhì)(例如，放出空氣、艙室排放空氣和/或再循環(huán)空氣)通過渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。應(yīng)注意，壓縮裝置120可被認(rèn)為是空調(diào)組件或用于執(zhí)行熱力學(xué)工作的組件。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述組件還可從入口101處的質(zhì)量流量控制閥開始并且在空氣離開到達(dá)艙室102時(shí)結(jié)束。

熱交換器130是為了一種介質(zhì)到另一種介質(zhì)的高效的熱傳遞而構(gòu)造的裝置。熱交換器的實(shí)例包括套管式、殼管式、板式、板殼式、絕熱輪式、板翅式、枕板式和流體熱交換器，由風(fēng)扇迫使(例如，通過推動(dòng)或拉動(dòng)方法)的空氣在可變冷卻氣流下吹過熱交換器以控制放出空氣的最終空氣溫度。

鑒于飛機(jī)實(shí)例，現(xiàn)將參考圖2描述圖1的系統(tǒng)100。圖2描繪如可安裝在飛機(jī)上的具有電機(jī)輔助的系統(tǒng)200(例如，系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案)的示意圖。

現(xiàn)在將相對于利用現(xiàn)代機(jī)艙三輪式空調(diào)系統(tǒng)的飛機(jī)的常規(guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的環(huán)境控制系統(tǒng)來描述系統(tǒng)200。常規(guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的空氣環(huán)境控制系統(tǒng)接收處于30psia(例如，在巡航期間)與45psia(例如，在地面上)之間的壓力下的放出空氣。在常規(guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的空氣環(huán)境控制系統(tǒng)中，在熱天地面操作期間，現(xiàn)代機(jī)艙三輪式空調(diào)系統(tǒng)的離心式壓縮機(jī)接收幾乎所有處于約45psia壓力下的放出空氣流。此外，在熱天巡航操作期間，現(xiàn)代機(jī)艙三輪式空調(diào)系統(tǒng)的離心式壓縮機(jī)僅接收處于30psia壓力下的放出空氣流的一部分。放出空氣的其余部分通過現(xiàn)代機(jī)艙三輪式空調(diào)系統(tǒng)旁通閥繞過離心式壓縮機(jī)并且被發(fā)送至機(jī)艙。另外，常規(guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的空氣環(huán)境控制系統(tǒng)可將濕熱再循環(huán)空氣與機(jī)艙中的常規(guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的環(huán)境控制系統(tǒng)下游的干冷外部空氣混合。這種冷卻混合物隨后用來調(diào)節(jié)飛機(jī)的機(jī)艙和駕駛艙(即，向機(jī)艙供應(yīng)大量平均溫度的混合流)。應(yīng)注意，因?yàn)楝F(xiàn)代機(jī)艙三輪式空調(diào)系統(tǒng)需要使再循環(huán)空氣冷卻，所以其出口溫度被驅(qū)使至遠(yuǎn)低于混合溫度。在常規(guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的環(huán)境控制系統(tǒng)中，如所描述的驅(qū)使出口溫度通過以下組合來實(shí)現(xiàn)：外部空氣的沖壓空氣冷卻和跨現(xiàn)代機(jī)艙三輪式空調(diào)系統(tǒng)的渦輪機(jī)的壓力膨脹。因此，常規(guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的環(huán)境控制系統(tǒng)的入口處通常需要30psia。這種需求與以高的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒效率提供機(jī)艙加壓和冷卻相反，因?yàn)槌Ｒ?guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的環(huán)境控制系統(tǒng)不能利用接近現(xiàn)代機(jī)艙三輪式空調(diào)系統(tǒng)的入口處的機(jī)艙壓力的壓力。

與利用現(xiàn)代機(jī)艙三輪式空調(diào)系統(tǒng)的常規(guī)放出空氣驅(qū)動(dòng)的環(huán)境控制系統(tǒng)相反，系統(tǒng)200是飛機(jī)的以較高的發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒效率為飛機(jī)的機(jī)組人員和乘客提供空氣供應(yīng)、熱控制和機(jī)艙加壓的環(huán)境控制系統(tǒng)的實(shí)例。系統(tǒng)200示出在入口201處流動(dòng)(例如，以初始流速、壓力、溫度和濕度離開飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī))的放出空氣，所述放出空氣進(jìn)而以最終流速、壓力、溫度和濕度被提供至艙室202(例如，機(jī)艙、駕駛艙等)。放出空氣可從艙室202往回再循環(huán)通過系統(tǒng)200(例如，機(jī)艙排放空氣和再循環(huán)空氣，其中后者由點(diǎn)劃線d2表示)以便驅(qū)動(dòng)和/或協(xié)助系統(tǒng)200。

所述系統(tǒng)包括外殼210，所述外殼210用于接收和引導(dǎo)沖壓空氣通過系統(tǒng)200。應(yīng)注意，基于所述實(shí)施方案，來自系統(tǒng)200的廢氣可被發(fā)送至出口(例如，通過外殼210釋放至周圍空氣)。還應(yīng)注意，在巡航期間系統(tǒng)200可在接近艙室壓力的放出壓力下工作。

系統(tǒng)200進(jìn)一步示出閥v1-v6、熱交換器220、空氣循環(huán)機(jī)240(其包括渦輪機(jī)243、壓縮機(jī)244、渦輪機(jī)245、電機(jī)247、風(fēng)扇248和軸桿249)、冷凝器260、脫水機(jī)270以及再循環(huán)風(fēng)扇280，其中的每一個(gè)通過管子、管道等連接。應(yīng)注意，熱交換器220是如上所述的熱交換器130的實(shí)例。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，熱交換器220是位于初級熱交換器(未示出)下游的次級熱交換器。還應(yīng)注意，空氣循環(huán)機(jī)240是如上所述的壓縮裝置120的實(shí)例。

空氣循環(huán)機(jī)240通過升高和/或降低壓力并且通過升高和/或降低溫度來抽取介質(zhì)或?qū)橘|(zhì)進(jìn)行操作。壓縮機(jī)244是使從入口201接收的放出空氣的壓力升高的機(jī)械裝置。渦輪機(jī)243、245是可通過軸桿249驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)244和風(fēng)扇248的機(jī)械裝置。

電機(jī)247是同樣可通過軸桿249驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)244和風(fēng)扇248的機(jī)械裝置。電機(jī)247可安裝在空氣循環(huán)機(jī)上(或者空氣循環(huán)機(jī)包括另外的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī))。應(yīng)注意，在常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)可用來在進(jìn)入常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)的放出壓力小于機(jī)艙壓力時(shí)(例如，比機(jī)艙壓力低多達(dá)5psi)增加壓力。因?yàn)檫M(jìn)入加壓系統(tǒng)的空氣可低至比機(jī)艙壓力低5psi，所以由常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)的這種電動(dòng)機(jī)所利用的功率的量是顯著的。與常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)相反，電機(jī)247的功率顯著較低。由于系統(tǒng)200被配置來在壓縮機(jī)240的入口處接收等于艙室壓力或在艙室壓力的2.5psi內(nèi)的介質(zhì)，電機(jī)247根據(jù)需要提供輔助。以這種方式，系統(tǒng)200避免以上指出的功率挑戰(zhàn)，以及與本文尚未論述的常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)的大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的液體冷卻有關(guān)的挑戰(zhàn)。此外，系統(tǒng)200可利用電氣子系統(tǒng)以恒定或可變的頻率向電機(jī)247提供動(dòng)力。

風(fēng)扇248是可通過推動(dòng)或拉動(dòng)方法迫使空氣通過外殼210，從而以可變冷卻氣流跨過次級熱交換器220的機(jī)械裝置。因此，渦輪機(jī)243、245，壓縮機(jī)244和風(fēng)扇248一起示出例如空氣循環(huán)機(jī)240可作為利用從艙室202再循環(huán)或排放的空氣的四輪式空氣循環(huán)機(jī)進(jìn)行操作。

冷凝器260是特定類型的熱交換器。脫水機(jī)270是執(zhí)行從任何源(諸如放出空氣)取得水的過程的機(jī)械裝置。再循環(huán)風(fēng)扇280是可通過推動(dòng)方法迫使再循環(huán)空氣進(jìn)入系統(tǒng)200(如由點(diǎn)劃線d2所指示)的機(jī)械裝置。

在系統(tǒng)200的高壓操作模式下，通過閥v1從入口201接收高壓高溫空氣。高壓高溫空氣進(jìn)入壓縮機(jī)244。壓縮機(jī)244對高壓高溫空氣進(jìn)行加壓并且在此過程中對其進(jìn)行加熱。這種空氣隨后進(jìn)入熱交換器220并且被沖壓空氣冷卻，從而產(chǎn)生冷卻高壓空氣(例如，處于近似周圍溫度下)。這種冷卻高壓空氣進(jìn)入冷凝器260和脫水機(jī)270中，在冷凝器260和脫水機(jī)270中空氣被冷卻并且水分被去除。冷卻高壓空氣進(jìn)入渦輪機(jī)243，在渦輪機(jī)243中空氣膨脹并且做功。來自渦輪機(jī)243的功可驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)244和風(fēng)扇248。風(fēng)扇248用來拉動(dòng)沖壓空氣流通過熱交換器220。另外，通過使冷卻高壓空氣膨脹并做功，渦輪機(jī)243產(chǎn)生冷的放出空氣。在離開渦輪機(jī)243之后，冷的放出空氣在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5和v6提供的再循環(huán)空氣d2混合。在這種情況下，混合點(diǎn)可被稱為壓縮裝置240的下游、壓縮機(jī)244的下游、渦輪機(jī)243的下游和/或冷凝器260的低壓側(cè)上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部。通過將冷的放出空氣與再循環(huán)空氣混合，系統(tǒng)200利用溫暖且潮濕的再循環(huán)空氣來使冷的放出空氣達(dá)到平衡(例如，升高溫度)。這種達(dá)到平衡的放出空氣進(jìn)而會進(jìn)入冷凝器260的低壓側(cè)，使冷凝器260的高壓側(cè)上的放出空氣冷卻，并且被發(fā)送用于調(diào)節(jié)艙室202。

應(yīng)注意，當(dāng)在高壓模式下操作時(shí)，離開壓縮機(jī)244的空氣有可能超過燃料的自動(dòng)著火溫度(例如，穩(wěn)態(tài)為400f并且瞬態(tài)為450f)。在這種情形下，來自熱交換器220的出口的空氣由閥v2通過管道輸送至壓縮機(jī)244的入口。這降低了進(jìn)入壓縮機(jī)244的入口的空氣的入口溫度，并且因此離開壓縮機(jī)244的空氣低于燃料的自動(dòng)著火溫度。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓力足以驅(qū)動(dòng)循環(huán)或當(dāng)艙室202的溫度要求時(shí)，可在飛行條件下使用高壓操作模式。例如，諸如地面慢行、滑行、起飛、爬升和持恒狀態(tài)的條件將使得空氣循環(huán)機(jī)240在高壓模式下操作。另外，超高溫高海拔巡航條件可導(dǎo)致空氣循環(huán)機(jī)240在高壓模式下操作。

在低壓操作模式下，來自入口201的放出空氣通過閥v3繞過空氣循環(huán)機(jī)240并且在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5和v6提供的再循環(huán)空氣d2混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)可被稱為壓縮裝置240的下游、壓縮裝置240的下游和/或熱交換器220的上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部?；旌峡諝庵苯哟┻^熱交換器220，在熱交換器220中所述混合空氣被沖壓空氣冷卻至艙室202所需的溫度，從而產(chǎn)生冷卻空氣。冷卻空氣隨后通過閥v4直接進(jìn)入艙室202。另外，電機(jī)247被用來使空氣循環(huán)機(jī)240以例如約6000rpm的最小速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

低壓模式可在飛行條件下使用，在所述飛行條件下，進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)240的放出空氣的壓力大于約1psi、高于艙室壓力(例如，海拔高于30,000英尺的巡航條件以及處于或接近標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境日類型的條件)。在這種模式下，壓縮機(jī)244將具有約1.4至1的壓力比。系統(tǒng)200利用使由電機(jī)247利用的功率能夠顯著降低的低壓比。例如，系統(tǒng)可利用一種電機(jī)，所述電機(jī)利用每分鐘每磅被壓縮的空氣0.5千瓦(即，使放出壓力3.5磅/平方英寸升高所需的功率量小于或等于每分鐘每磅放出流0.5千瓦)，所述功率小于常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)所需功率的一半。通過利用電機(jī)247，系統(tǒng)200避免了對用來使高功率電子設(shè)備(諸如常規(guī)電動(dòng)機(jī))冷卻的液體冷卻系統(tǒng)的需要。

在增壓操作模式下，來自入口201的放出空氣進(jìn)入壓縮機(jī)244，在壓縮機(jī)244中所述放出空氣被壓縮并被加熱。來自壓縮機(jī)244的壓縮且加熱的空氣在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5和v6提供的再循環(huán)空氣d2混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)可被稱為壓縮裝置240的下游、壓縮機(jī)244的下游和/或熱交換器220的上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部?；旌峡諝膺M(jìn)入熱交換器220，在熱交換器220中所述混合空氣被沖壓空氣冷卻至艙室202所需的溫度，從而產(chǎn)生冷卻空氣。冷卻空氣隨后通過閥v4直接進(jìn)入艙室202。另外，電機(jī)247被用來提供能量以便對放出空氣進(jìn)行加壓。也就是說，由電機(jī)247提供的功的量足以使空氣循環(huán)機(jī)240以壓縮機(jī)244所需的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使放出空氣的壓力升高至可驅(qū)動(dòng)放出空氣通過熱交換器220并進(jìn)入艙室202的值。

增壓模式可在飛行條件下使用，在所述飛行條件下，進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)240的放出空氣的壓力低至2.5psi、低于艙室壓力(例如，海拔高于30,000英尺的巡航條件以及處于或接近標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境日類型的條件)。

鑒于飛機(jī)實(shí)例，現(xiàn)將參考圖3描述圖1的系統(tǒng)100。圖3描繪如可安裝在飛機(jī)上的具有電機(jī)輔助的系統(tǒng)300(例如，系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案)的示意圖。為了便于解釋，系統(tǒng)300的與系統(tǒng)200類似的部件已通過使用相同的標(biāo)識符重復(fù)使用，并且不再重復(fù)介紹。系統(tǒng)300的替代部件包括閥v8、再熱器350、冷凝器360和脫水機(jī)370，以及由點(diǎn)劃線d3和d4指示的用于再循環(huán)空氣的替代路徑。

再熱器350和冷凝器360是特定類型的熱交換器。脫水機(jī)370是執(zhí)行從任何源(諸如放出空氣)取得水的過程的機(jī)械裝置。再熱器350、冷凝器360和/或脫水機(jī)370可一起組合成高壓水分離器。

在高壓操作模式下，通過閥v1從入口201接收高壓高溫空氣。高壓高溫空氣進(jìn)入壓縮機(jī)244。壓縮機(jī)244對高壓高溫空氣進(jìn)行加壓并且在此過程中對其進(jìn)行加熱。這種空氣隨后進(jìn)入熱交換器220并且被沖壓空氣冷卻，從而產(chǎn)生冷卻高壓空氣(例如，處于近似周圍溫度下)。這種冷卻高壓空氣進(jìn)入再熱器350中，在再熱器350中冷卻高壓空氣被冷卻；通過冷凝器360，在冷凝器360中冷卻高壓空氣被來自渦輪機(jī)243的空氣冷卻；通過脫水機(jī)370，在脫水機(jī)370中空氣中的水分被去除；并且再次進(jìn)入再熱器350中，在再熱器350中空氣被加熱至接近再熱器350處的入口溫度。溫暖的、高壓的且現(xiàn)在干燥的空氣進(jìn)入渦輪機(jī)243，在渦輪機(jī)243中空氣膨脹并且做功。來自渦輪機(jī)243的功可驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)244和風(fēng)扇248。風(fēng)扇248用來拉動(dòng)沖壓空氣流通過熱交換器220。在離開渦輪機(jī)243之后，冷空氣(通常低于冰點(diǎn))使冷凝器360中的暖濕空氣冷卻。在冷凝器360下游，離開空氣循環(huán)機(jī)240的冷空氣在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v8提供的再循環(huán)空氣d4混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)可被稱為壓縮裝置240的下游、壓縮機(jī)244的下游、熱交換器220的下游和/或渦輪機(jī)243的下游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部。在一個(gè)實(shí)施方案中，混合點(diǎn)可置于組件外部并且因此置于組件的下游。這種混合空氣隨后被發(fā)送用于調(diào)節(jié)艙室202。

當(dāng)在高壓模式下操作時(shí)，離開壓縮機(jī)244的空氣有可能超過燃料的自動(dòng)著火溫度(例如，穩(wěn)態(tài)為400f并且瞬態(tài)為450f)。在這種情形下，來自熱交換器220的第一通路的出口的空氣由閥v2通過管道輸送至壓縮機(jī)244的入口。這降低了進(jìn)入壓縮機(jī)244的入口的空氣的入口溫度，并且因此離開壓縮機(jī)244的空氣低于燃料的自動(dòng)著火溫度。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓力足以驅(qū)動(dòng)循環(huán)或當(dāng)艙室202的溫度要求時(shí)，可在飛行條件下使用高壓操作模式。例如，諸如地面慢行、滑行、起飛、爬升和持恒狀態(tài)的條件將使得空氣循環(huán)機(jī)240在高壓模式下操作。另外，超高溫高海拔巡航條件可導(dǎo)致空氣循環(huán)機(jī)240在高壓模式下操作。

在低壓操作模式下，來自入口201的放出空氣通過閥v3繞過空氣循環(huán)機(jī)240并且在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5提供的再循環(huán)空氣d3混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)可被稱為壓縮裝置240的下游和/或熱交換器220的上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部。混合空氣直接穿過熱交換器220，在熱交換器220中所述混合空氣被沖壓空氣冷卻至艙室202所需的溫度，從而產(chǎn)生冷卻空氣。冷卻空氣隨后通過閥v4直接進(jìn)入艙室202。另外，電機(jī)247被用來使空氣循環(huán)機(jī)240以例如約6000rpm的最小速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

低壓模式可在飛行條件下使用，在所述飛行條件下，進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)240的放出空氣的壓力大于約1psi、高于艙室壓力(例如，海拔高于30,000英尺的巡航條件以及處于或接近標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境日類型的條件)。在這種模式下，壓縮機(jī)244將具有約1.4至1的壓力比。系統(tǒng)300利用使由電機(jī)247利用的功率能夠顯著降低的低壓比。例如，所述系統(tǒng)可利用一種電機(jī)，所述電機(jī)利用每分鐘每磅被壓縮的空氣0.5千瓦，所述功率小于常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)所需功率的一半。通過利用電機(jī)247，系統(tǒng)200避免了對用來使高功率電子設(shè)備(諸如常規(guī)電動(dòng)機(jī))冷卻的液體冷卻系統(tǒng)的需要。

在增壓操作模式下，來自入口201的放出空氣進(jìn)入壓縮機(jī)244，在壓縮機(jī)244中所述放出空氣被壓縮并被加熱。來自壓縮機(jī)244的壓縮且加熱的空氣在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5提供的再循環(huán)空氣d3混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)位于壓縮機(jī)244的下游和/或至少一個(gè)熱交換器220的上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部?；旌峡諝膺M(jìn)入熱交換器220，在熱交換器220中所述混合空氣被沖壓空氣冷卻至艙室202所需的溫度，從而產(chǎn)生冷卻空氣。冷卻空氣隨后通過閥v4直接進(jìn)入艙室202。另外，電機(jī)247被用來提供能量以便對放出空氣進(jìn)行加壓。也就是說，由電機(jī)247提供的功的量足以使空氣循環(huán)機(jī)240以壓縮機(jī)244所需的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使放出空氣的壓力升高至可驅(qū)動(dòng)放出空氣通過熱交換器220并進(jìn)入艙室202的值。

增壓模式可在飛行條件下使用，在所述飛行條件下，進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)240的放出空氣的壓力低至2.5psi、低于艙室壓力(例如，海拔高于30,000英尺的巡航條件以及處于或接近標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境日類型的條件)。

鑒于飛機(jī)實(shí)例，現(xiàn)將參考圖4描述圖1的系統(tǒng)100。圖4描繪如可安裝在飛機(jī)上的具有電機(jī)輔助的系統(tǒng)400(例如，系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案)的示意圖。為了便于解釋，系統(tǒng)300的與系統(tǒng)200和系統(tǒng)300類似的部件已通過使用相同的標(biāo)識符而重復(fù)使用，并且不再重復(fù)介紹。系統(tǒng)400的替代部件是閥v9以及由點(diǎn)劃線d5所指示的用于再循環(huán)空氣的替代路徑。

在高壓操作模式下，通過閥v1從入口201接收高壓高溫空氣。高壓高溫空氣進(jìn)入壓縮機(jī)244。壓縮機(jī)244對高壓高溫空氣進(jìn)行加壓并且在此過程中對其進(jìn)行加熱。這種空氣隨后進(jìn)入熱交換器220的第一通路并且通過沖壓空氣冷卻。離開熱交換器220的第一通路的空氣隨后進(jìn)入熱交換器220的第二通路并且進(jìn)一步被冷卻以產(chǎn)生冷卻高壓空氣。這種冷卻高壓空氣通過閥v9進(jìn)入冷凝器260和脫水機(jī)270，在冷凝器260和脫水機(jī)270中空氣被冷卻并且水分被去除。冷卻高壓空氣進(jìn)入渦輪機(jī)243，在渦輪機(jī)243中空氣膨脹并且做功。來自渦輪機(jī)243的功可驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)244和風(fēng)扇248。風(fēng)扇248用來拉動(dòng)沖壓空氣流通過熱交換器220。另外，通過膨脹并做功，渦輪機(jī)243產(chǎn)生冷的放出空氣。在離開渦輪機(jī)243之后，冷的放出空氣在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5和v6提供的再循環(huán)空氣d5混合。在這種情況下，混合點(diǎn)位于壓縮裝置240的下游，所述混合點(diǎn)也可被稱為壓縮機(jī)244的下游和/或第一渦輪機(jī)243的下游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部。通過將冷的放出空氣與再循環(huán)空氣混合，系統(tǒng)200利用溫暖且潮濕的再循環(huán)空氣來使冷的放出空氣達(dá)到平衡(例如，升高溫度)。這種達(dá)到平衡的放出空氣進(jìn)而會進(jìn)入冷凝器260的低壓側(cè)，使冷凝器260的高壓側(cè)上的放出空氣冷卻，并且被發(fā)送用于調(diào)節(jié)艙室202。

當(dāng)在高壓模式下操作時(shí)，離開壓縮機(jī)244的空氣有可能超過燃料的自動(dòng)著火溫度(例如，穩(wěn)態(tài)為400f并且瞬態(tài)為450f)。在這種情形下，來自熱交換器220的第一通路的出口的空氣由閥v2通過管道輸送至壓縮機(jī)244的入口。這降低了進(jìn)入壓縮機(jī)244的入口的空氣的入口溫度，并且因此離開壓縮機(jī)244的空氣低于燃料的自動(dòng)著火溫度。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓力足以驅(qū)動(dòng)循環(huán)或當(dāng)艙室202的溫度要求時(shí)，可在飛行條件下使用高壓操作模式。例如，諸如地面慢行、滑行、起飛、爬升和持恒狀態(tài)的條件將使得空氣循環(huán)機(jī)240在高壓模式下操作。另外，超高溫高海拔巡航條件可導(dǎo)致空氣循環(huán)機(jī)240在高壓模式下操作。

在低壓操作模式下，來自入口201的放出空氣通過閥v3繞過空氣循環(huán)機(jī)240并且直接穿過熱交換器220的第一通路。在離開第一通路后，放出空氣隨后在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5和v6提供的再循環(huán)空氣d5混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)位于壓縮機(jī)244的下游和/或至少一個(gè)熱交換器220的第二通路的上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部?；旌峡諝膺M(jìn)入熱交換器220的第二通路，在所述第二通路中混合空氣被沖壓空氣冷卻至艙室202所需的溫度，從而產(chǎn)生冷卻空氣。冷卻空氣隨后通過閥v9直接進(jìn)入艙室202。另外，電機(jī)247被用來使空氣循環(huán)機(jī)240以例如約6000rpm的最小速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

低壓模式可在飛行條件下使用，在所述飛行條件下，進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)240的放出空氣的壓力大于約1psi、高于艙室壓力(例如，海拔高于30,000英尺的巡航條件以及處于或接近標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境日類型的條件)。在這種模式下，壓縮機(jī)244將具有約1.4至1的壓力比。系統(tǒng)400利用使由電機(jī)247利用的功率能夠顯著降低的低壓比。例如，所述系統(tǒng)可利用一種電機(jī)，所述電機(jī)利用每分鐘每磅被壓縮的空氣0.5千瓦，所述功率小于常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)所需功率的一半。通過利用電機(jī)247，系統(tǒng)200避免了對用來使高功率電子設(shè)備(諸如常規(guī)電動(dòng)機(jī))冷卻的液體冷卻系統(tǒng)的需要。

在增壓操作模式下，來自入口201的放出空氣進(jìn)入壓縮機(jī)244，在壓縮機(jī)244中所述放出空氣被壓縮并被加熱。來自壓縮機(jī)244的壓縮且加熱的空氣穿過熱交換器220的第一通路并且隨后在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5和v6提供的再循環(huán)空氣d5混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)位于壓縮機(jī)244的下游和/或至少一個(gè)熱交換器220的第二通路的上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部。混合空氣進(jìn)入熱交換器220的第二通路，在所述第二通路中混合空氣被沖壓空氣冷卻至艙室202所需的溫度，從而產(chǎn)生冷卻空氣。冷卻空氣隨后通過閥v9直接進(jìn)入艙室202。另外，電機(jī)247被用來提供能量以便對放出空氣進(jìn)行加壓。也就是說，由電機(jī)247提供的功的量足以使空氣循環(huán)機(jī)240以壓縮機(jī)244所需的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使放出空氣的壓力升高至可驅(qū)動(dòng)放出空氣通過熱交換器220并進(jìn)入艙室202的值。

增壓模式可在飛行條件下使用，在所述飛行條件下，進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)240的放出空氣的壓力低至2.5psi、低于艙室壓力(例如，海拔高于30,000英尺的巡航條件以及處于或接近標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境日類型的條件)。

鑒于飛機(jī)實(shí)例，現(xiàn)將參考圖5描述圖1的系統(tǒng)100。圖5描繪如可安裝在飛機(jī)上的具有電機(jī)輔助的系統(tǒng)500(例如，系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案)的示意圖。為了便于解釋，系統(tǒng)500的與系統(tǒng)200、300和400類似的部件已通過使用相同的標(biāo)識符而重復(fù)使用，并且不再重復(fù)介紹。系統(tǒng)500的替代部件是閥v10以及由點(diǎn)劃線d6和d7所描繪的替代路徑。

在高壓操作模式下，通過閥v1從入口201接收高壓高溫空氣。高壓高溫空氣進(jìn)入壓縮機(jī)244。壓縮機(jī)244對高壓高溫空氣進(jìn)行加壓并且在此過程中對其進(jìn)行加熱。這種空氣隨后進(jìn)入熱交換器220的第一通路并且通過沖壓空氣冷卻。離開熱交換器220的第一通路的空氣隨后進(jìn)入熱交換器220的第二通路并且進(jìn)一步被冷卻以產(chǎn)生冷卻高壓空氣。這種冷卻高壓空氣通過閥v9進(jìn)入再熱器350中，在再熱器350中冷卻高壓空氣被冷卻；通過冷凝器360，在冷凝器360中冷卻高壓空氣被來自渦輪機(jī)243的空氣冷卻；通過脫水機(jī)370，在脫水機(jī)370中空氣中的水分被去除；并且再次進(jìn)入再熱器350中，在再熱器350中空氣被加熱至接近閥v9處的入口溫度。溫暖的、高壓的且現(xiàn)在干燥的空氣進(jìn)入渦輪機(jī)243，在渦輪機(jī)243中空氣膨脹并且做功。來自渦輪機(jī)243的功可驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)244和風(fēng)扇248。風(fēng)扇248用來拉動(dòng)沖壓空氣流通過熱交換器220。在離開渦輪機(jī)243之后，冷空氣(通常低于冰點(diǎn))使冷凝器360中的暖濕空氣冷卻。在冷凝器360下游，離開空氣循環(huán)機(jī)240的冷空氣在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v10提供的再循環(huán)空氣d7混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)可被稱為壓縮裝置240的下游、壓縮機(jī)244的下游、熱交換器220的下游、渦輪機(jī)243的下游和/或冷凝器360的下游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部。在一個(gè)實(shí)施方案中，混合點(diǎn)可置于組件外部并且因此置于組件的下游。這種混合空氣隨后被發(fā)送用于調(diào)節(jié)艙室202。

當(dāng)在高壓模式下操作時(shí)，離開壓縮機(jī)244的空氣有可能超過燃料的自動(dòng)著火溫度(例如，穩(wěn)態(tài)為400f并且瞬態(tài)為450f)。在這種情形下，來自熱交換器220的第一通路的出口的空氣由閥v2通過管道輸送至壓縮機(jī)244的入口。這降低了進(jìn)入壓縮機(jī)244的入口的空氣的入口溫度，并且因此離開壓縮機(jī)244的空氣低于燃料的自動(dòng)著火溫度。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓力足以驅(qū)動(dòng)循環(huán)或當(dāng)艙室202的溫度要求時(shí)，可在飛行條件下使用高壓操作模式。例如，諸如地面慢行、滑行、起飛、爬升和持恒狀態(tài)的條件將使得空氣循環(huán)機(jī)240在高壓模式下操作。另外，超高溫高海拔巡航條件可導(dǎo)致空氣循環(huán)機(jī)240在高壓模式下操作。

在低壓操作模式下，來自入口201的放出空氣通過閥v3繞過空氣循環(huán)機(jī)240并且直接穿過熱交換器220的第一通路。在離開第一通路后，放出空氣隨后在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5提供的再循環(huán)空氣d6混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)可被稱為壓縮裝置240的下游、壓縮機(jī)244的下游和/或熱交換器220的第二通路的上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部?；旌峡諝膺M(jìn)入熱交換器220的第二通路，在所述第二通路中混合空氣被沖壓空氣冷卻至艙室202所需的溫度，從而產(chǎn)生冷卻空氣。冷卻空氣隨后通過閥v9直接進(jìn)入艙室202。另外，電機(jī)247被用來使空氣循環(huán)機(jī)240以例如約6000rpm的最小速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

低壓模式可在飛行條件下使用，在所述飛行條件下，進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)240的放出空氣的壓力大于約1psi、高于艙室壓力(例如，海拔高于30,000英尺的巡航條件以及處于或接近標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境日類型的條件)。在這種模式下，壓縮機(jī)244將具有約1.4至1的壓力比。系統(tǒng)500利用使由電機(jī)247利用的功率能夠顯著降低的低壓比。例如，所述系統(tǒng)可利用一種電機(jī)，所述電機(jī)利用每分鐘每磅被壓縮的空氣0.5千瓦，所述功率小于常規(guī)環(huán)境控制系統(tǒng)所需功率的一半。通過利用電機(jī)247，系統(tǒng)200避免了對用來使高功率電子設(shè)備(諸如常規(guī)電動(dòng)機(jī))冷卻的液體冷卻系統(tǒng)的需要。

在增壓操作模式下，來自入口201的放出空氣進(jìn)入壓縮機(jī)244，在壓縮機(jī)244中所述放出空氣被壓縮并被加熱。來自壓縮機(jī)244的壓縮且加熱的空氣穿過熱交換器220的第一通路并且隨后在混合點(diǎn)處與由風(fēng)扇280通過閥v5提供的再循環(huán)空氣d6混合，從而產(chǎn)生混合空氣。在這種情況下，混合點(diǎn)可被稱為壓縮裝置240的下游、壓縮機(jī)244的下游和/或熱交換器220的第二通路的上游。當(dāng)應(yīng)用于空調(diào)組件時(shí)，混合點(diǎn)可被稱為組件內(nèi)部?；旌峡諝膺M(jìn)入熱交換器220的第二通路，在所述第二通路中混合空氣被沖壓空氣冷卻至艙室202所需的溫度，從而產(chǎn)生冷卻空氣。另外，電機(jī)247被用來提供能量以便對放出空氣進(jìn)行加壓。也就是說，由電機(jī)247提供的功的量足以使空氣循環(huán)機(jī)240以壓縮機(jī)244所需的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使放出空氣的壓力升高至可驅(qū)動(dòng)放出空氣通過熱交換器220并進(jìn)入艙室202的值。

增壓模式可在飛行條件下使用，在所述飛行條件下，進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)240的放出空氣的壓力低至2.5psi、低于艙室壓力(例如，海拔高于30,000英尺的巡航條件以及處于或接近標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境日類型的條件)。

鑒于以上所述，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案可包括一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：第一入口，其提供來自源的介質(zhì)；壓縮裝置，其與所述第一入口連通，其中所述壓縮裝置包括：壓縮機(jī)，其被配置來接收所述介質(zhì)；渦輪機(jī)，其位于所述壓縮機(jī)的下游；以及電動(dòng)機(jī)，其被配置來驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)；以及至少一個(gè)熱交換器，其中所述至少一個(gè)熱交換器的出口與所述壓縮機(jī)的入口和所述渦輪機(jī)的入口流體連通。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括可配置來在至少兩種模式下操作的以上系統(tǒng)，所述至少兩種模式包括第一模式和第二模式：其中在所述第一模式下，所述介質(zhì)在第一混合點(diǎn)處與再循環(huán)介質(zhì)混合：并且其中在所述第二模式下，所述介質(zhì)在第二混合點(diǎn)處與所述再循環(huán)介質(zhì)混合。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一混合點(diǎn)位于所述壓縮裝置的所述壓縮機(jī)的下游。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一混合點(diǎn)位于所述至少一個(gè)熱交換器的上游。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第二混合點(diǎn)位于所述渦輪機(jī)的下游。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一模式是低壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一模式是增壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第二模式是高壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述至少一個(gè)熱交換器包括介質(zhì)流過的多個(gè)通路。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一混合點(diǎn)位于所述多個(gè)通路中的第一通路的下游。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述電動(dòng)機(jī)接收電能以便當(dāng)所述系統(tǒng)在所述第一模式下操作時(shí)向所述壓縮機(jī)提供動(dòng)力。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中當(dāng)所述系統(tǒng)在所述第一模式下操作時(shí)所述電動(dòng)機(jī)維持所述壓縮裝置的最小速度。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一模式是增壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一模式是低壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中提供至所述電動(dòng)機(jī)的電能不超過每分鐘每磅由所述壓縮機(jī)接收的空氣0.5kw。

鑒于以上所述，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案可包括一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：第一入口，其提供來自源的介質(zhì)；壓縮裝置，其與所述第一入口連通，其中所述壓縮裝置包括：壓縮機(jī)，其被配置來接收所述介質(zhì)；渦輪機(jī)，其位于所述壓縮機(jī)的下游；以及電動(dòng)機(jī)，其被配置來驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)；以及至少一個(gè)熱交換器，其中所述至少一個(gè)熱交換器包括所述介質(zhì)流過的多個(gè)通路，其中所述多個(gè)通路中的第一通路的出口與所述壓縮機(jī)的出口流體連通，并且其中所述多個(gè)通路中的最終通路的出口與所述渦輪機(jī)的入口流體連通。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括可配置來在至少兩種模式下操作的以上系統(tǒng)，所述至少兩種模式包括第一模式和第二模式：其中在所述第一模式下，所述介質(zhì)在第一混合點(diǎn)處與再循環(huán)介質(zhì)混合；并且其中在所述第二模式下，所述介質(zhì)在第二混合點(diǎn)處與所述再循環(huán)介質(zhì)混合。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一混合點(diǎn)位于所述壓縮裝置的所述壓縮機(jī)的下游。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一混合點(diǎn)位于所述多個(gè)通路中的所述第一通路的下游。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第二混合點(diǎn)位于所述渦輪機(jī)的下游。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一模式是低壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一模式是增壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第二模式是高壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述電動(dòng)機(jī)接收所述介質(zhì)以便當(dāng)系統(tǒng)在所述第一模式下操作時(shí)向所述壓縮機(jī)提供動(dòng)力。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一模式是增壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述第一模式是低壓模式。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中提供至所述電動(dòng)機(jī)的電能不超過每分鐘每磅由所述壓縮機(jī)接收的空氣0.5kw。

一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案還可包括以上系統(tǒng)中的任一種，其中所述電動(dòng)機(jī)接收所述介質(zhì)以便當(dāng)系統(tǒng)在所述第一模式下操作時(shí)維持壓縮裝置的最小速度。

本文參考根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的方法、設(shè)備和/或系統(tǒng)的流程圖圖解、示意圖和/或框圖來描述實(shí)施方案的方面。此外，已經(jīng)出于說明目的呈現(xiàn)了各種實(shí)施方案的描述，但是所述描述并不意圖是排他性的或者限于所公開的實(shí)施方案。在不脫離所描述實(shí)施方案的范圍和精神的情況下，許多修改和變化對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。選擇本文中所使用的術(shù)語來最好地解釋實(shí)施方案的原理、對在市場中所見技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用或技術(shù)改進(jìn)，或使本領(lǐng)域的其他普通技術(shù)人員能夠理解本文中所公開的實(shí)施方案。

本文使用的術(shù)語只用于描述具體實(shí)施方案的目的，而不是意圖成為本發(fā)明的限制。除非上下文明確地另外指出，否則本文所用的單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“所述”意圖同樣包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)進(jìn)一步理解，術(shù)語“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”在本說明書中使用時(shí)明確說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。

本文所描繪的流程圖只是一個(gè)實(shí)例。在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，本文所描述的這個(gè)圖或步驟(或操作)可有許多變型。例如，可按不同順序執(zhí)行所述步驟，或者可增添、刪除或修改步驟。所有的這些變型被認(rèn)為是所要求保護(hù)的發(fā)明的一部分。

雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但是應(yīng)理解，現(xiàn)在和將來的本領(lǐng)域的技術(shù)人員可作出落入以下權(quán)利要求范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和增強(qiáng)。這些權(quán)利要求應(yīng)被解釋為維持對首次描述的本發(fā)明的適當(dāng)保護(hù)。