本發(fā)明涉及民用航空器的空調(diào)，尤其是涉及一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法。

背景技術(shù)：

1、在飛行中，由于氣壓和溫度的變化，機艙內(nèi)的空氣需要不斷地調(diào)節(jié)和循環(huán)。在地面及所有飛行階段，空調(diào)系統(tǒng)可以根據(jù)機艙內(nèi)外的氣壓變化，自動調(diào)節(jié)機艙內(nèi)空氣的溫度和流量，將客艙的空氣維持在一定的壓力、溫度、新鮮水平上，向旅客、機組提供一個舒適的環(huán)境。空調(diào)系統(tǒng)是保障民機舒適、安全飛行的重要系統(tǒng)之一。

2、空調(diào)系統(tǒng)使用來自發(fā)動機或輔助動力裝置(apu)的引氣，由于引氣來的熱空氣溫度過高，不能直接用于座艙，必須先進行冷卻，對熱空氣的冷卻由空調(diào)系統(tǒng)完成。高溫壓縮空氣經(jīng)過主級熱交換器和外界空氣進行熱交換降低空氣溫度；然后進入壓氣機，完成升溫升壓；再進入次級熱交換器再次降溫；之后經(jīng)過再加熱器和冷凝器實現(xiàn)小部分的降溫；最后進入渦輪，對渦輪做功后空氣溫度降低，從渦輪出來的空氣溫度可以到達0至5攝氏度；通過控制熱空氣和冷空氣的流量實現(xiàn)空調(diào)溫度的控制。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，由于空調(diào)部件位于機腹部，在起落架艙前部。發(fā)動機安裝在飛機吊架上，位于機翼兩側(cè)。apu安裝在飛機尾部，非增壓艙。當(dāng)前空調(diào)系統(tǒng)使用發(fā)動機或輔助動力裝置(apu)的引氣，雖然可以滿足空調(diào)系統(tǒng)用氣要求，但由于引氣裝置與空調(diào)部件相距較遠，需要通過較長的引氣管道進行連接，因此現(xiàn)有的空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)使用引氣管道存在以下幾方面的缺陷：

4、(1)引氣管道占用了大量的空間，對其他系統(tǒng)的部件安裝造成了較大影響；

5、(2)引氣溫度過高，高溫會導(dǎo)致液壓和燃油系統(tǒng)的密封件老化，加速液壓油的氧化和降解過程，使液壓油粘度降低，使燃油控制精度變低。為了防止對液壓管路、燃油管路造成影響，需對引氣管路進行隔熱處理；

6、(3)引氣管路長、溫度高，安裝不當(dāng)將引起滲漏，易引發(fā)火宅，需安裝火警探測環(huán)路進行監(jiān)控，不但造成成本的升高，而且有較大安全隱患；

7、(4)空調(diào)系統(tǒng)高度依賴于引起管道的引氣，若發(fā)動機、apu不工作或引氣功能故障，空調(diào)將無法使用。

8、市場上如能研發(fā)出一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)和空氣壓縮方法，其可將空調(diào)功能與發(fā)動機、apu引氣的解耦，提高了空調(diào)系統(tǒng)的獨立性、可靠性，如其可實現(xiàn)空氣壓縮系統(tǒng)與空調(diào)部件緊密靠近安裝，則可節(jié)約大量的引氣管路，使得民機安裝空間得到優(yōu)化，有效降低管路滲漏風(fēng)險，同時將極具市場前景。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提高了空調(diào)系統(tǒng)的獨立性、可靠性，本發(fā)明提供了一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法，本發(fā)明的民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法可實現(xiàn)空氣壓縮系統(tǒng)與空調(diào)部件緊密靠近安裝，可節(jié)約大量的引氣管路，使得民機安裝空間得到優(yōu)化，有效降低管路滲漏風(fēng)險。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)包括空調(diào)面板、空調(diào)組件控制器、馬達啟動控制器、空氣壓縮機、壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器；

3、所述空調(diào)面板，用于接受空調(diào)組件控制器的信號，對空調(diào)正常工作狀態(tài)、故障狀態(tài)、高流量狀態(tài)進行顯示；對空調(diào)發(fā)送開啟關(guān)閉、空調(diào)流量調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)的控制指令；

4、所述空調(diào)組件控制器，用于控制和監(jiān)控整個空氣壓縮系統(tǒng)，并對壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器、空調(diào)面板傳來的數(shù)據(jù)進行計算，形成整個空氣壓縮系統(tǒng)的控制指令，并將控制指令發(fā)送給馬達啟動控制器；

5、所述馬達啟動控制器,用于接受空調(diào)組件控制器的控制指令，并根據(jù)該控制指令控制空氣壓縮機的轉(zhuǎn)速和空氣流量，同時將空氣壓縮機的狀態(tài)反饋給空調(diào)組件控制器；

6、所述壓縮機進口壓力傳感器，用于檢測空氣壓縮機的進氣壓力，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給空調(diào)組件控制器；

7、所述壓縮機出口壓力傳感器，用于檢測空氣壓縮機的出氣壓力，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給空調(diào)組件控制器；

8、所述壓縮機出口流量傳感器，用于檢測空氣壓縮機的出氣流量，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給空調(diào)組件控制器；

9、所述壓縮機出口溫度傳感器，用于檢測空氣壓縮機的出口溫度，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給空調(diào)組件控制器；

10、所述空氣壓縮機，包括增壓機構(gòu)、作動機構(gòu)、調(diào)節(jié)機構(gòu)；該空氣壓縮機用于利用增壓機構(gòu)對從空調(diào)進氣口來的氣體進行增壓，從而提高氣體的氣壓和溫度，再將熱空氣送至空調(diào)系統(tǒng)的其它組件。

11、優(yōu)選的技術(shù)方案，所述增壓機構(gòu)采用單級離心式壓氣機對氣體進行增壓。

12、優(yōu)選的技術(shù)方案，所述作動機構(gòu)采用交流電動馬達驅(qū)動單級離心式壓氣機工作。

13、優(yōu)選的技術(shù)方案，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)為可變的擴散器作動器，設(shè)置在單級離心式壓氣機的進氣口處，該調(diào)節(jié)機構(gòu)可通過機械結(jié)構(gòu)調(diào)整單級離心式壓氣機的進氣口的角度使氣體平穩(wěn)的流入單級離心式壓氣機。

14、優(yōu)選的技術(shù)方案，所述空氣壓縮機還包括冷卻機構(gòu)，用于采用外來的氣冷的方式對整個空氣壓縮機中的馬達、軸承進行強制空氣冷卻。

15、優(yōu)選的技術(shù)方案，所述空氣壓縮機還包括加熱機構(gòu)，該加熱機構(gòu)設(shè)置在流入單級離心式壓氣機的出口，通過調(diào)節(jié)該加熱機構(gòu)確保單級離心式壓氣機的出口的氣體溫度能達到系統(tǒng)要求的溫度。

16、優(yōu)選的技術(shù)方案，所述加熱機構(gòu)采用加熱閥。

17、本發(fā)明的再一目的是提供一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)的壓縮方法包括以下步驟：

18、設(shè)置可變擴散器的喘振裕度，設(shè)置壓氣機參考轉(zhuǎn)速為20000轉(zhuǎn)每分，馬達啟動控制器進行自檢，馬達啟動控制器完成自檢后，空調(diào)組件控制器根據(jù)對壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器、空調(diào)面板傳來的數(shù)據(jù)進行計算，形成整個空氣壓縮系統(tǒng)的控制指令，并將控制指令發(fā)送給馬達啟動控制器；所述馬達啟動控制器接受空調(diào)組件控制器的控制指令，并根據(jù)控制指令控制空氣壓縮機的轉(zhuǎn)速和空氣流量。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法的有益效果是：

20、1、可以減少95％的引氣管道，對于單通道干線民機大概能減少20米的引氣管道，對于雙通道民機大概能減少35米的引起管道。

21、2、消除了高溫引氣管路對液壓和燃油系統(tǒng)的影響。

22、3、消除了引氣管路帶來的火宅安全隱患。

23、4、每個空調(diào)組件對應(yīng)一個獨立的空氣壓縮系統(tǒng)，組件之間互不影響、互不干涉。

24、5、空調(diào)功能與發(fā)動機、apu引氣解耦，提高了空調(diào)系統(tǒng)的獨立性。

25、綜上所述，本發(fā)明民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)由增壓機構(gòu)、作動機構(gòu)、調(diào)節(jié)機構(gòu)、冷卻機構(gòu)和加熱機構(gòu)組成，可實現(xiàn)空調(diào)功能與發(fā)動機、輔助動力裝置的引氣的解耦，提高了空調(diào)系統(tǒng)的獨立性、可靠性。同時，空氣壓縮系統(tǒng)與空調(diào)部件緊密安裝，節(jié)約了大量的引氣管路，使得其他部件安裝空間得到優(yōu)化，管路滲漏風(fēng)險得到降低。

技術(shù)特征：

1.一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：其包括空調(diào)面板、空調(diào)組件控制器、馬達啟動控制器、空氣壓縮機、壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述增壓機構(gòu)采用單級離心式壓氣機對氣體進行增壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述作動機構(gòu)采用交流電動馬達驅(qū)動單級離心式壓氣機工作。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述調(diào)節(jié)機構(gòu)為可變的擴散器作動器，設(shè)置在單級離心式壓氣機的進氣口處，該調(diào)節(jié)機構(gòu)可通過機械結(jié)構(gòu)調(diào)整單級離心式壓氣機的進氣口的角度使氣體平穩(wěn)的流入單級離心式壓氣機。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣壓縮機還包括冷卻機構(gòu)，用于采用外來的氣冷的方式對整個空氣壓縮機中的馬達、軸承進行強制空氣冷卻。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣壓縮機還包括加熱機構(gòu)，該加熱機構(gòu)設(shè)置在流入單級離心式壓氣機的出口，通過調(diào)節(jié)該加熱機構(gòu)確保單級離心式壓氣機的出口的氣體溫度能達到系統(tǒng)要求的溫度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱機構(gòu)采用加熱閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)的壓縮方法，其特征在于：其包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法，該民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)包括空調(diào)面板、空調(diào)組件控制器、馬達啟動控制器、空氣壓縮機、壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器。本發(fā)明的民機空調(diào)空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法可實現(xiàn)空調(diào)功能與發(fā)動機、APU引氣的解耦，提高了空調(diào)系統(tǒng)的獨立性、可靠性；可實現(xiàn)空氣壓縮系統(tǒng)與空調(diào)部件緊密靠近安裝，節(jié)約大量的引氣管路，使得民機安裝空間得到優(yōu)化，并有效降低管路滲漏風(fēng)險。

技術(shù)研發(fā)人員：胡建平,王晨,于寶強,任庚,張朝,劉巍,趙巖
受保護的技術(shù)使用者：商飛軟件有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21