एयर साइकिल मशीन

वायु चक्र मशीन (एसीएम) पर्यावरण नियंत्रण प्रणाली  (ईसीएस) की प्रशीतन इकाई है जिसका उपयोग दबाव वाले केबिन गैस टरबाइन-संचालित विमानों में किया जाता है। सामान्यतः एक विमान में इनमें से दो या तीन एसीएम होते हैं। प्रत्येक एसीएम और इसके घटकों को अक्सर एयर कंडीशनिंग पैक के प्रकार में संदर्भित किया जाता है। वायु चक्र शीतलन प्रक्रिया एक चरण बदलने वाली सामग्री के बजाय हवा का उपयोग करती है जैसे ऊष्मा पम्प और प्रशीतन चक्र, गैस चक्र में फ्रीन। रेफ्रिजरेंट का कोई संघनन या [ वाष्पीकरण] सम्मिलित नहीं है, और प्रक्रिया से ठंडी हवा का उत्पादन सीधे केबिन वेंटिलेशन (कक्ष संवातन) या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को ठंडा करने के लिए उपयोग किया जाता है।

इतिहास
19वीं सदी में जहाज़ों पर ठंडक प्रदान करने के लिए पहली बार वायु चक्र मशीनों का विकास किया गया था। तकनीक एक रिवर्स ब्रेटन चक्र (गैस टरबाइन इंजन का थर्मोडायनामिक चक्र) है और इसे बेल कोलमैन चक्र या एयर-स्टैंडर्ड रेफ्रिजरेशन साइकिल के रूप में भी जाना जाता है।

तकनीकी विवरण
किसी भी प्रशीतन चक्र में देखा जाने वाला सामान्य संपीड़न, शीतलन और विस्तार एसीएम में एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर,दो एयर-टू-एयर उष्मा का आदान प्रदान करने वाला और एक विस्तार टरबाइन द्वारा पूरा किया जाता है।

इंजन, एक सहायक बिजली इकाई, या एक जमीनी स्रोत से निकलने वाली हवा, जो 150 °C से अधिक हो सकती है और कदाचित् यह दबाव में 32 psi, एक प्राथमिक ऊर्जा विनिमयक में निर्देशित किया जाता है। इस एयर-टू-एयर ऊर्जा विनिमयक (उष्णता विनिमायक) में शीतलक के रूप में परिवेश के तापमान और दबाव पर बाहर की हवा का उपयोग किया जाता है। एक बार जब गर्म हवा ठंडी हो जाती है, तो इसे केन्द्रापसारक कंप्रेसर द्वारा संकुचित किया जाता है। यह संपीड़न हवा को गर्म करता है (इस बिंदु पर अधिकतम हवा का तापमान लगभग 250 °C है) और इसे द्वितीयक ताप विनिमायक को भेजा जाता है, जो फिर से शीतलक के रूप में बाहरी हवा का उपयोग करता है। पहले ऊर्जा विनिमयक के माध्यम से प्री-कूलिंग एसीएम की दक्षता को बढ़ाता है क्योंकि यह कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली हवा के तापमान को कम करता है, जिससे किसी दिए गए वायु द्रव्यमान (गैस को संपीड़ित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा) को संपीड़ित करने के लिए कम काम की आवश्यकता होती है। अनुपात बढ़ता है क्योंकि आने वाली गैस का तापमान बढ़ता है)।

इस बिंदु पर, संपीड़ित ठंडी हवा का तापमान बाहरी हवा के परिवेश के तापमान से कुछ अधिक होता है। संपीड़ित, ठंडी हवा फिर विस्तार टरबाइन के माध्यम से यात्रा करती है जो हवा से गर्मी निकालती है क्योंकि यह फैलती है, इसे परिवेश के तापमान से नीचे (-20 डिग्री सेल्सियस या -30 डिग्री सेल्सियस तक) ठंडा करती है। एसीएम के लिए यह संभव है कि बाहर की हवा का तापमान अधिक होने पर भी 0 डिग्री सेल्सियस से कम तक ठंडा किया जा सके (जैसा कि गर्म जलवायु में जमीन पर स्थिर विमान के साथ अनुभव किया जा सकता है)। विस्तार टर्बाइन द्वारा निकाले गए कार्य को पैक के केन्द्रापसारक कंप्रेसर और एक इनलेट पंखे को स्पिन करने के लिए एक शाफ्ट द्वारा प्रेषित किया जाता है जो ग्राउंड रनिंग के दौरान ऊर्जा विनिमयक्स के लिए बाहरी हवा में खींचता है; उड़ान में राम हवा का उपयोग किया जाता है। एयर कंडीशनिंग पैक के लिए विद्युत् सिस्टम से बाहर निकलने वाली ठंडी हवा के सापेक्ष आने वाली ब्लीड एयर के दबाव में कमी से आती है; विशिष्ट अंतर लगभग हैं 30 psi के बारे में 11 psi.

अगला कदम हवा को डीह्यूमिडिफ़ायर (निराद्रीकारक) करना है। हवा को ठंडा करने से इसमें मौजूद जल वाष्प कोहरे में संघनित हो जाता है, जिसे एक चक्रवाती पृथक्करण का उपयोग करके हटाया जा सकता है। ऐतिहासिक रूप से, विभाजक द्वारा निकाले गए पानी को सीधे पानी में फेंक दिया गया था, लेकिन नए एसीएम प्रत्येक ऊर्जा विनिमयक के लिए बाहरी हवा के सेवन में पानी का छिड़काव करते हैं, जिससे शीतलक को अधिक गर्मी क्षमता मिलती है और दक्षता में सुधार होता है। (इसका मतलब यह भी है कि टरमैक पर खड़े हवाई जहाज पर एसीएम चलाने से कीचड़ नहीं निकलता है।)

हवा को अब मिक्सिंग चैंबर (मिश्रण कक्ष) में बिना वातानुकूलित इंजन ब्लीड एयर की थोड़ी मात्रा के साथ जोड़ा जा सकता है। यह हवा को वांछित तापमान तक गर्म करता है, और फिर हवा को केबिन या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में प्रवाहित किया जाता है।

निर्माता
एसीएम के प्रमुख निर्माता हनीवेल एयरोस्पेस  हैं,  लिबरहर एयरोस्पेस,  कोलिन्स एयरोस्पेस , और पीबीएस वेलका बाइट्स।

प्रकार
वायु चक्र मशीनों के प्रकारों की पहचान इस प्रकार की जा सकती है:
 * सामान्य शाफ्ट पर टरबाइन और पंखे से युक्त सरल चक्र
 * दो-पहिया बूटस्ट्रैप जिसमें एक सामान्य शाफ्ट पर टरबाइन और कंप्रेसर होता है
 * तीन पहिया जिसमें एक सामान्य शाफ्ट पर टरबाइन, कंप्रेसर और पंखा होता है
 * चार-पहिया/दो-स्पूल जिसमें दो टर्बाइन, एक कंप्रेसर, और एक सामान्य शाफ्ट पर एक पंखा होता है

संक्षिप्त रूप
उपकरण को पीएसी, एयर कंडीशनिंग पैक, या ए / सी पैक के रूप में विभिन्न रूप से संदर्भित किया जाता है, लेकिन व्युत्पत्तियों और अर्थों के अनुसार निरंतरता और समझौते की कमी है:
 * सामान बाँधना। पैकेज के संक्षिप्त रूप के रूप में, वायवीय और गैर-वायवीय दोनों प्रणालियों ( बोइंग, एयरबस, एम्ब्राएर, बॉम्बार्डियर इंक और लॉकहीड मार्टिन) पर लागू होता है।
 * पीएसी एक परिवर्णी शब्द के रूप में या तो यात्री एयर कंडीशनिंग या वायवीय एयर कंडीशनिंग (बाद वाला कम से कम एक व्यावसायिक जेट आपूर्तिकर्ता के सिस्टम कंट्रोल पैनल पर पाया जाता है)
 * वायवीय वायु चक्र किट या दबाव और एयर कंडीशनिंग किट के संक्षिप्त रूप में पैक करें

यह भी देखें

 * ब्रेटन चक्र
 * प्रशीतन
 * एरोटॉक्सिक सदस्यता

बाहरी कड़ियाँ

 * What is air cycle?
 * Legislation and guidance from the UK Government and the National Health Service (scroll to page 5 for schematic of एसीएम system)
 * Legislation and guidance from the UK Government and the National Health Service (scroll to page 5 for schematic of एसीएम system)