CN103318413B - 飞行器空调系统和用于控制飞行器空调系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种飞行器空调系统和用于控制飞行器空调系统的方法。在用于控制飞行器空调系统(10)的方法中,确定待空气调节的飞行器区(28)的加热需求或冷却需求。控制从待空气调节的飞行器区(28)排出的再循环空气的体积流量以及进入飞行器空调系统(10)的混合室(26)内的压缩空气的体积流量,使得满足待空气调节的飞行器区(28)的加热需求或冷却需求,同时最小化进入飞行器空调系统(10)的混合室(26)内的压缩空气的体积流量。

Description

飞行器空调系统和用于控制飞行器空调系统的方法
技术领域
[0001]本发明涉及飞行器空调系统和用于控制飞行器空调系统的方法。
背景技术
[0002] 像在例如DE102008053320A1或未公布的DE102010054448中记载的被称作基于空 气的空调系统目前通常在商用飞行器中用来对飞行器舱进行空调。飞行器空调系统起到冷 却飞行器舱的作用,否则飞行器舱会因像例如乘客的体热以及来自飞行器上装载的器具的 废热这样的热负荷而过热。此外,飞行器空调系统适宜地将新鲜空气供应到飞行器舱内,来 保证在飞行器舱内存在规定的最小氧气比例。
[0003]基于空气的空调系统一般包括空调单元,空调单元例如被布置在飞行器的翼根处 并且被供应有由压缩机产生的或者从飞行器的引擎或辅助动力单元(APU)中放出的压缩工 艺空气。在飞行器的飞行操作中,通常使用引擎放出的空气,以便对飞行器空调系统的空调 单元供应压缩工艺空气。然而,在飞行器的地面操作中,飞行器空调系统的空调单元通常被 供应来自飞行器的辅助动力单元的压缩工艺空气。在空调单元中,当工艺空气流经至少一 个热交换器以及流经多个压缩和膨胀单元时,工艺空气被冷却和膨胀。将最终离开空调单 元的冷却的工艺空气供应给混合室,在混合室中工艺空气与从待空气调节的飞行器区再循 环的再循环剂混合。来自混合室的混合空气经由各个混合空气管路被供应至待空气调节的 飞行器区,飞行器区可以分成多个空调区。
发明内容
[0004] 本发明针对的目标是规定一种用于控制飞行器空调系统的方法,该方法允许将压 缩工艺空气源供应至以高能效的方式工作的飞行器空调系统(例如辅助动力单元)。此外, 本发明针对的目标是提供飞行器空调系统,该系统允许将压缩工艺空气源供应至以高能效 的方式工作的飞行器空调系统(例如辅助动力单元)。
[0005] 这个目标是通过具有权利要求1的特征的用于控制飞行器空调系统的方法以及具 有权利要求8的特征的飞行器空调系统实现的。
[0006] 在根据本发明的用于控制飞行器空调系统的方法中,在第一步骤中,检测待空气 调节的飞行器区的加热需求或冷却需求。待空气调节的飞行器区可以是飞行器客舱、驾驶 室、货舱或者任何其它飞行器区。待空气调节的飞行器区的加热需求或冷却需求可以例如 根据待空气调节的飞行器区的设定温度与待空气调节的飞行器区的实际温度的比较结果 来检测,其中待空气调节的飞行器区的实际温度可以例如通过适合的温度传感器测量。待 空气调节的飞行器区的设定温度可以例如由用户确定并且经由空调系统的适合的用户界 面输入,或者可以是在控制单元中存储的温度值,优选地在用于控制飞行器空调系统的操 作的电子控制单元中存储的温度值。用于控制飞行器空调系统的操作的控制单元还可以用 来确定待空气调节的飞行器区的加热需求或冷却需求。
[0007] 此外,在用于控制飞行器空调系统的方法中,控制从所述待空气调节的飞行器区 中排出的再循环空气的体积流量以及进入所述飞行器空调系统的混合室内的压缩空气的 体积流量,使得满足所述待空气调节的飞行器区的所述加热需求或冷却需求,同时最小化 进入所述飞行器空调系统的所述混合室内的压缩空气的体积流量。因此,在用于控制飞行 器空调系统的方法中,除了进入所述飞行器空调系统的所述混合室内的压缩空气的体积流 量以外,使用再循环空气的体积流量作为直接控制参数,以用于根据所述待空气调节的飞 行器区的所述加热需求或冷却需求控制所述飞行器空调系统的操作。这允许实现旨在使进 入飞行器空调系统的混合室内的压缩空气的体积流量最小化的控制策略。
[0008^压缩空气可以由压缩气源提供,压缩气源例如是飞行器的压缩机、引擎或辅助动 力单元。由所述压缩气源提供的压缩空气可以在所述飞行器空调系统的空调单元中冷却和 膨胀。在空调单元的出口区域中,为了适当地调整最终供应至混合室的空气的温度而被空 调单元冷却的空气,可以与从压缩气源供应的附加压缩热空气混合。因此,在本申请的上下 文中,“压缩空气”可以包含来自压缩气源的在空调单元中冷却和膨胀的压缩空气和/或直 接从压缩气源放出的热压缩空气。
[0009]通过使在所述飞行器空调系统工作期间的压缩空气使用最少,可以减少对压缩气 源设置的性能需求。特别地,用于控制飞行器空调系统的方法允许压缩气源特别高能效的 工作。进一步地,尤其如果飞行器的引擎或辅助动力单元用作压缩气源,那么可以减少引擎 或辅助动力单元的燃料消耗和损耗。
[0010]如果确定所述待空气调节的飞行器区的加热需求并且压缩空气的体积流量超过 预定的最小值,那么可以增加从所述待空气调节的飞行器区中排出的进入所述混合室内的 再循环空气的体积流量。在应当对所述待空气调节的飞行器区加热的情况下,所述混合室 内的混合空气的设定温度相对高并且可能例如在大约15〇C到大约7(rc之间。通过增加进入 所述混合室内的通常相对温暖的再循环换空气的体积流量,可以升高所述混合室内的混合 空气的实际温度,以便接近设定温度。通过例如增加再循环扇的速度来将再循环空气从所 述待空气调节的飞行器去传送到所述混合室内,可以增加从所述待空气调节的飞行器区进 入所述混合室内的再循环空气的体积流量。
[0011 ]然后,根据进入所述混合室内的再循环空气的体积流量的增加,减少进入所述混 合室内的压缩空气的体积流量。优选地,增加从所述待空气调节的飞行器区排出的进入所 述混合室内的再循环空气的体积流量并且减少进入所述混合室内的压缩空气的体积流量, 直到压缩空气的体积流量达到所述预定的最小值,这允许所述压缩气源特别高能效的工 作。可以将进入所述混合室内的压缩空气的体积流量的减少量调整到进入所述混合室内的 再循环£气的体积流量的增加量,使得再循环空气和压缩空气的合并体积流量保持不变。 [0012]扯文介绍的,只有进入所述混合室内的臓空气的体积流量仍未达到所麵定 的最小值,才实施增加再循环空气的体积流量和相应地减少进入所述混合室内的压缩空气 的体积流量的控制策略。优选地,当所述飞行器空调系统的空调单元以空调单元的最大冷 却能力工作W巴i碼空气冷却至最低可能的温度)并且中断热压缩空气向被所述空调单 元冷却的空气的供应时,进入所述混合室内的压缩空气的体积流量对应于所述预定的最小 值。 _3] ^少进入所述混合室内的压缩空气的体积流量时,有可能首先减少被所述空调 单元冷却的气的体积流量,然后棚被所述空调单元冷却的空气的体积流量的减少量而 减少热压缩空气向被所述空调单元冷却的空气的供应。然而,还可想象,通过首先减少热压 缩空气向被所述空调单元冷却的空气的供应,然后通过根据热压缩空气向被所述空调单元 冷却的空气的供应的减少而减少被所述空调单元冷却的空气的体积流量,实现进入所述混 合室内的压缩空气的体积流量的减少。
[0014] 通过关闭在旁通管路中设置的旁通阀门,可以减少以及最终中断热压缩空气向被 所述空调单元冷却的空气的供应,所述旁通管路与所述压缩气源连接并且通往连接所述空 调单元和位于所述空调单元下游的所述混合室的管路。所述旁通阀门可以是具有可变流截 面的阀门。当所述旁通阀门完全关闭时,中断热压缩空气向被所述空调单元冷却的空气的 供应。
[0015] 优选地,在进入所述混合室内的压缩空气的体积流量已经达到所述预定的最小值 以后,所述混合室内的混合空气的实际温度一对应于所述混合室内的混合空气的设定温 度,就停止增加进入所述混合室内的再循环空气的体积流量。所述混合室内的混合空气的 设定温度可以与所述待空气调节的飞行器区的所述加热需求相关联。
[0016] 如果确定所述混合室内的混合空气的实际温度低于所述混合室内的混合空气的 定温度,但是进入所述混合室内的再循环空气的体积流量已经达到预定的最大值,那么从 所述预定的最小值起增加进入所述混合室内的压缩空气的体积流量。进入所述混合室内的 再循环空气的体积流量可对应于所述预定的最大值,例如当将再循环空气从所述待空气调 节的飞行器区传送至所述混合室的再循环扇以最大速度工作时。作为替代,进入所述混合 室内的再循环空气的体积流量的所述预定最大值可以是根据所述待空气调节的飞行器区 的所述加热需求和再循环空气的实际温度确定的体积流量值。事实上,如果由于例如再循 环扇的性能约束或者由于再循环空气的实际温度过低,通过进一步增加再循环空气的体积 流量不能满足所述待空气调节的飞行器区的所述加热需求,那么进入所述混合室内的压缩 空气的体积流量可以从所述预定最小值起增加。
[0017]如果确定所述待空气调节的飞行器区的冷却需求并且进入所述混合室内的压缩 空气的体积流量超过预定最小值,那么可以减少被所述飞行器空调系统的所述空调单元冷 却的进入所述混合室内的空气的体积流量。因此,所述混合室内的混合空气的实际温度升 闻。因此,根据被所述空调单元冷却的空气的体积流量的减少,减少向被所述空调单元冷却 的空气供应的热压缩空气的体积流量。结果,可以补偿由被所述空调单元冷却的空气的体 积流量的减少引起的所述混合室内的混合空气的温度升高。进一步,减少由被所述空调单 元冷却的空气的体积流量和向被所述空调单元冷却的空气供应的热压缩空气的体积流量 形成的合并的压缩空气体积流量。优选地,减少进入混合室内的被所述空调单元冷却的空 气的体积流量以及向被所述空调单元冷却的空气供应的压缩空气的体积流量,直到所述空 调单元以其最大冷却能力工作为止,即所述空调单元将压缩空气冷却至最低可能的温度并 且使热压缩空气向被所述空调单元冷却的空气的供应最小化,并且如果可能,中断热压缩 空气向被所述空调单元冷却的空气的供应。
[0018] _如果应当冷却所述待空气调节的飞行器区并且确定将热压缩空气供应给被所述 空调单元冷却的空气,但是所述空调单元以其最大冷却能力工作,那么可以增加进入所述 混合室内的再循环空气的体积流量。由于进入所述混合室内的相对温暖的再循环空气的体 积流量的增加,可以根据进入所述混合室内的再循环空气的体积流量的增加,减少热压缩 全气向被所述空调单元冷却的空气的供应。结果,可以进一步减少进入所述混合室内的压 缩空气的合并的体积流量。 ' [0019] —种飞行器空调系统,包括用于确定待空气调节的飞行器区的加热需求或冷却需 求的装置以及控制单元,所述控制单元适合于控制从所述待空气调节的飞行器区排出的再 循环空气的体积流量和进入所述飞行器空调系统的混合室内的压缩空气的体积流量,使得 满足所述待空气调节的飞行器区的所述加热需求或冷却需求,同时使进入所述飞行器空调 系统的所述混合室内的压缩空气的体积流量最小化。
[0020]如果确定所述待空气调节的飞行器区的加热需求并且进入所述混合室内的压缩 空气的体积流量超过预定最小值,那么所述控制单元可以适合于增加从所述待空气调节的 飞行器区排出的进入所述混合室内的再循环空气的体积流量,并且适合于根据进入所述混 合室内的再循环空气的体积流量的增加,减少进入所述混合室内的压缩空气的体积流量。 优选地,实施该控制策略,直到进入所述混合室内的压缩空气的体积流量已经达到所述预 定最小值为止。 '
[0021]优选地,当所述飞行器空调系统的空调单元以所述空调单元的最大冷却能力工作 并且中断热压缩空气向被所述空调单元冷却的空气的供应时,进入所述混合室内的压缩空 气的体积流量对应于所述预定最小值。
[0022]所述控制单元可以适合于,在进入所述混合室内的压缩空气的体积流量已经达到 所述预定最小值以后,所述混合室内的混合空气的实际温度一对应于所述混合室内的混合 空气的设定温度,就停止增加进入所述混合室内的再循环空气的体积流量,所述混合室内 的混合空气的设定温度与所述待空气调节的飞行器区的所述加热需求相关联。
[0023]所述控制单元可以进一步适合于,如果确定所述混合室内的混合空气的实际温度 低于所述混合室内的混合空气的设定温度,但是进入所述混合室内的再循环空气的体积流 量己经达到预定的最大值,那么从所述预定最小值起增加进入所述混合室内的压缩空气的 体积流量。
[0024]如果确定所述待空气调节的飞行器区的冷却需求并且进入所述混合室内的压缩 空气的体积流量超过预定最小值,那么所述控制单元可以适合于减少被所述飞行器空调系 统的所述空调单元冷却的进入所述混合室内的空气的体积流量,并且适合于减少向被所述 空调单元冷却的空气供应的热压缩空气的体积流量。优选地,实施该控制策略,直到所述飞 行器空调系统的所述空调单元以所述空调单元的最大冷却能力工作为止。
[0025]所述控制单元可以适合于,通过关闭在旁通管路中设置的旁通阀门,减少向被所 述空调单元冷却的空气供应的热压缩空气的体积流量,所述旁通管路与所述压缩气源连接 并且通往连接所述空调单元和位于所述空调单元下游的所述混合室的管路。
[0026]所述控制单元可以适合于,如果确定向被所述空调单元冷却的空气供应热压缩空 气,但是所述飞行器空调系统的所述空调单元以所述空调单元的最大冷却能力工作,那么 增加进入所述混合室内的再循环空气的体积流量。所述控制单元可以进一步适合于,根据 进入所述混合室内的再循环空气的体积流量的增加,减少向被所述空调单元冷却的空气供 应的热压缩空气的体积流量。
附图说明
[0027]下面将对照所附示意图更详细地描述本发明的优选实施例,其中:
[0028]图1示出利用辅助动力单元供应压缩新鲜空气的飞行器空调系统,
[0029]图2示出根据图1的飞行器空调系统的细节;
[0030]图3示出根据图1的飞行器空调系统的空气分配系统;
[0031]图4示出表示对根据图1的飞行器空调系统的控制的图;
[0032]图5示出用于操作处于加热模式中的根据图1的飞行器空调系统的方法的流程图; 以及
[0033]图6示出用于操作处于冷却模式中的根据图1的飞行器空调系统的方法的流程图。
具体实施方式
[0034]图1示出飞行器空调系统10,在飞行器的地面操作过程中,从辅助动力单元1对飞 行器空调系统10供应压缩工艺空气。由辅助动力单元12产生的压缩空气被供应至飞行器空 调系统10,特别地经由管路16供应至空调10的空气调节单元14。如从图2中变得明显的,在 管路16中布置阀门18,阀门18控制压缩工艺空气向飞行器空调系统10的空调单元14内的供 应。在空调单元14中,当工艺空气流经至少一个热交换器和流经多个压缩和膨胀单元时,工 艺空气被冷却和膨胀。
[0035] 冷却的工艺空气经由另一管路20离开空调单元14。旁通管路22从空调单元14上游 的管路16中分路并且通往空调单元14下游的管路20内。在旁通管路22中布置旁通阀门24。 从辅助动力单元12放出的热工艺空气可以经由旁通管路22绕过空调单元14并且可以与空 调单元14下游的离开空调单元14的冷空气混合。因此,通过适当地控制旁通阀门14,可以按 愿望控制空调单元14出口处的工艺空气温度。
[0036] 如图3所示,压缩空气经由另一管路20被引导到混合室26内,该压缩空气可以是由 空调单元14冷却和膨胀的空气和经由旁通管路22供应至在空调单元14内冷却的空气的热 压缩空气的混合物。在混合室26内,压缩空气与利用再循环扇30从待空气调节的飞行器区 28中排出的再循环空气混合。来自混合室26的混合空气最终经由空气分配系统32被供应至 待空气调节的飞行器区28。
[0037] 利用电子控制单元34控制飞行器空调系统10的操作。电子控制单元36起到控制辅 助动力单元12的操作的作用。第一信号线38将用于控制辅助动力单元12的控制单元36连接 至辅助动力单元I2。第二信号线40将用于控制空调系统10的电子控制单元34连接至空调单 元14。进一步地,电子控制单元34与再循环扇30连接并且适合于控制再循环扇30的操作。此 夕卜,电子控制单元化M与旁通阀门24连接并且适合于控制旁通阀门24的操作。最后,控制单 元34、36经由第三信号线42彼此通信。
[0038]如从图3和图4中变得明显的,在待空气调节的飞行器区28中布置温度传感器44, 温度传感器44将表示待空气调节的飞行器区28内的实际温度的信号经由第四信号线46提 供至电子控制单元你。电子控制单元48经由第五信号线5〇连接至输入设备52。在飞行器空 调系统10起动时,电子控制单元48确定待空气调节的飞行器区28的加热或冷却需求。为了 确定待空气调节的飞行器区28的加热或冷却需求,电子控制单元48可以例如将待空气调节 的飞行器区28内的实际温度与待空气调节的飞行器区内的设定温度相比较。待空气调节的 飞行器区28内的实际温度可以利用在待空气调节的飞行器区28内布置的温度传感器44来 测量。待空气调节的飞行器区28内的设定温度可以例如由用户经由输入设备52输入或者可 以存储在电子控制单元48的存储设备中。
[0039]在空调系统10的混合室26中布置另一温度传感器54。第六信号线46将温度传感器 连接至电子控制单元58。根据待空气调节的飞行器区28的加热或冷却需求,电子控制单元 58确定混合室26内的混合空气的设定温度,该加热或冷却需求经由第七信号线6〇传递至电 子控制单元5S。进一步地,电子控制单元5S将混合室26内的混合空气的设定温度与利用温 度传感器54测量的混合室26内的混空气的实际温度相比较。 t〇〇4〇]电子控制单元48和电子控制单元58二者都经由第八信号线62与空调系统10的电 子控制单元34通信。根据由电子控制单元48、58提供的数据,电子控制单元34控制空调单元 14的操作,从而控制离开空调单元14的冷空气的温度和体积流量。进一步地,电子控制单元 34控制旁通阀门24,从而控制热压缩空气向离开空调单元14的冷空气的供应。最终,电子控 制单元34控制再循环扇30的操作,从而控制由再循环扇30从待空气调节的飞行器区28传送 到混合室26内的再循环空气的体积流量。电子控制单元:34经由第三信号线42与辅助动力单 元12的电子控制单元36通信,辅助动力单元12的电子控制单元36根据由空调系统1〇的电子 控制单元34提供的数据控制辅助动力单元12的操作。
[0041]应注意,上面描述的控制任务向不同电子控制单元的分配仅仅是如何可以控制空 调系统10和辅助动力单元I2的示例。当然,还可想象使用更少的控制单元或者仅使用一个 控制单元来实现控制策略,下面将更详细地描述控制策略。此外,可以使用无线数据传输来 代替信号线。
[0042]在飞行器空调系统10的操作过程中,空调系统10的电子控制单元34控制从待空气 调节的飞行器区28中排出的再循环空气的体积流量以及进入混合室26内的压缩空气的体 积流量(即离开空调单元14的冷空气和经由旁通管路22供应给离开空调单元14的冷空气的 热压缩空气的合并体积流量),使得满足待空气调节的飞行器区28的加热或冷却需求,同时 使进入混合室26内的压缩空气的体积流量最小。使进入混合室26内的压缩空气的体积流量 最小,允许辅助动力单元I2的特别高能效的工作。特别地,可以降低辅助动力单元12的燃料 消耗和磨损。 ^
[0043]图5示出用于在加热模式(即在待空气调节的飞行器区28的电子控制单元仙已经 确定加热需求的情况下)下操作飞行器空调系统10的方法的流程图。在第一步中,电子控制 单元34分析进入空调系统10的混合室26内的压缩空气的体积流量是否超过预定的最小值。 进入混合室26内的压缩空气的体积流量对应于预定的最小值,此时空调单元14以其最大冷 却能力壬作,即空调单元14将压缩空气冷却至最低可能的温度,并且中断热压缩空气向被 空调单元14冷却的空气的供应,即关闭在旁通管路M中布置的旁通阀门24。如果进入混合 室26内的压缩空气的体积流量对应于预定的最小值,那么仅保持控制策略,即不发起进入 混合室26内的压缩空气的体积流量和再循环空气的体积流量的变化。
[0044]然而,如果进入混合室26内的压缩空气的体积流量超过预定的最小值,那么通过 增加再循环扇3〇的速度,增加从待空气调节的飞行器区28排出的进入混合室26内的再循环 空气的体积流量。通过增加进入混合室26内的通常相对暖和的再循环空气的体积流量,升 尚混合室26内的混合空气的实际温度,以便接近设定温度。
[0045]在下一步骤中,根据进入混合室26内的再循环空气的体积流量的增加,减少进入 '/比m26内的压縮全3的体积流量。通常将进入混合室26内的压缩空气的体积流量的减少 量调整至进入混合室2e内的再循环空气的体积流量的增加量,使得再循环空气和压缩空气 的合并体积流量保持恒定。
[0046]当减少进入混合室26内的压缩空气的体积流量时,有可能首先减少被空调单元14 冷却的空气的体积流量,然后根据被空调单元14冷却的空气的体积流量的减少量,减少热 压缩空气向被空调单元14冷却的空气的供应。然而,还可想象,通过首先减少热压缩空气向 被空调单元14冷却的空气的供应,然后根据热压缩空气向被空调单元14冷却的空气的供应 的减少量,减少被空调单元14冷却的空气的体积流量,实现进入混合室26内的压缩空气的 体积流量的减少。热压缩空气向被空调单元14冷却的空气的供应被减少,并且如果可能的 话,最终通过关闭旁通阀门24被中断。
[0047]当进入混合室26内的压缩空气的体积流量己经达到预定的最小值时,混合室26内 的混合空气的实际温度一对应于混合室26内的混合空气的设定温度,就停止增加进入混合 室%内的再循环空气的体积流量,混合室26内的混合空气的设定温度是根据待空气调节的 飞行器区28的加热需求由控制单元58确定的。
[0048]、在全部控制过程中,如果确定混合室26内的混合空气的实际温度低于混合室26内 的混合空气的设定温度,但是进入混合室26内的再循环空气的体积流量已经达到预定的最 大值,即再循环扇30以最大速度工作,那么有可能从预定的最小值或任何其它值起增加进 入混合室26内的压缩空气的体积流量。进一步地,根据待空气调节的飞行器区狀的加热需 求以及根据通常与待空气调节的飞行器区28内的实际温度对应并且可以利用温度传感器 44测量的再循环空气的实际温度,确定进入混合室内的再循环空气的体积流量的预定最大 值。因此,如^例如由于再循环扇30的性能约束或者由于再循环空气的实际温度过低,待空 气调节的飞行器区28的加热需求不能通过进一步增加再循环空气的体积流量来满足,那么 进入混合室26内的压缩空气的体积流量增加。
[0CM9]图6不出用于在冷却模式下操作空调系统1〇的方法的流程图,即在待空气调节的 飞行器区28的冷却需求被电子控制单元48确定的情况下操作飞行器空调系统1〇的方法。在 待空气调节的飞行器区28的冷却需求已确定的情况下,在第一步中,控制单元34再次分析 进入混合室26内的压缩空气的体积流量是否超过预定的最小值。如果进入混合室%内的压 缩空气的体积流量对应于预定的最小值,即空调单元14以其最大冷却能力工作并且在旁通 管路22中布置的旁通阀门24关闭,那么控制策略不变,即进入混合室26内的压缩空气的体 积流量和再循环空气的体积流量保持恒定。
[0050]然而,如果电子控制单元34确定进入混合室26内的压缩空气的体积流量超过预定 的最小值,那么减少进入混合室2e内的被飞行器空调系统1〇的空调单元14冷却的空气的体 积流量。因此,混合室2e内的混合空气的实际温度升高。因此,向被空调单元14冷却的空气 供应的热压缩空气的体积流量通过关闭旁通阀门24根据被空调单元14冷却的空气的体积 流量的减少而减少。结果,补偿了混合室26内由被空调单元14冷却的空气的体积流量减少 引起的混合空气的温度升高。
[0051 ]如果可能,进入混合室26内的被空调单元14冷却的空气的体积流量以及向被空调 单元14冷却的空气供应的压缩空气的体积流量减少,直到空调单元14以其最大冷却能力工 作,即空调单元14将压缩空气冷却至最低可能的温度并且热压缩空气向被空调单元14冷却 的空气的供应最小化,并且如果可能,通过关闭旁通阀门24中断热压缩空气向被空调单元 14冷却的空气的供应。
[0052]如果控制单元34确定将热压缩空气供应给被空调单元14冷却的空气,但是空调单 元14以其最大冷却能力工作,那么进入混合室26内的再循环空气的体积流量增加。由于进 入混合室26内的相对温暖的再循环空气的体积流量增加,所以有可能根据进入混合室26内 的再循环空气的体积流量的增加而减少热压缩空气向被空调单元14冷却的空气的供应。因 此,可以进一步减少进入混合室26内的压缩空气的合并体积流量。混合室26内的混合空气 的实际温度一对应于由控制单元f58根据待空气调节的飞行器区28的加热需求确定的混合 室26内的混合空气的设定温度,就停止增加进入混合室26内的再循环空气的体积流量。

Claims (12)

1.一种用于控制飞行器空调系统(10)的方法,所述方法包括下列步骤: 确定待空气调节的飞行器区(28)的加热需求或冷却需求, 控制从所述待空气调节的飞行器区(28)排出的再循环空气的体积流量,以及 控制进入所述飞行器空调系统(10)的混合室(26)内的压缩空气的体积流量,使得满足 所述待空气调节的飞行器区(28)的所述加热需求或冷却需求,同时最小化进入所述飞行器 空调系统(10)的所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量, 其中当所述飞行器空调系统(10)的空调单元(14)通过以所述空调单元(14)的最大冷 却能力工作来把所述压缩空气冷却至所述空调单元(14)的出口区域的最低可能的温度并 且中断热压缩空气向被所述空调单元(14)冷却的空气的供应时,进入所述混合室(26)内的 压缩空气的体积流量对应于预定的最小值,并且 其中所述方法进一步包括: 如果确定所述待空气调节的飞行器区(28)的加热需求并且进入所述混合室(26)内的 压缩空气的体积流量超过所述预定的最小值,那么: -增加从所述待空气调节的飞行器区(28)排出的进入所述混合室(26)内的再循环空气 的体积流量, -根据进入所述混合室(26)内的再循环空气的体积流量的增加,减少进入所述混合室 (26)内的压缩空气的体积流量,直到进入所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量达到所 述预定的最小值为止,以及 在进入所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量已经达到所述预定的最小值以后,所 述混合室(26)内的混合空气的实际温度一对应于所述混合室(26)内的混合空气的设定温 度,就停止增加进入所述混合室(26)内的再循环空气的体积流量,所述混合室(26)内的混 合空气的设定温度与所述待空气调节的飞行器区(28)的所述加热需求相关联。
2.根据权利要求1所述的方法,如果确定所述混合室(26)内的混合空气的实际温度低 于所述混合室(26)内的混合空气的设定温度,但是进入所述混合室(26)内的再循环空气的 体积流量已经达到预定的最大值,那么从所述预定的最小值起增加进入所述混合室(26)内 的压缩空气的体积流量。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,如果确定所述待空气调节的飞行器区(28)的 冷却需求并且进入所_述混合室(26)内的压缩空气的体积流量超过预定的最小值,那么: -减少被所述飞行器空调系统(10)的所述空调单元(14)冷却的进入所述混合室(26)内 的空气的体积流量,以及 _根据被所述空调单元(14)冷却的空气的体积流量的减少,减少向被所述空调单元 (14)冷却的空气供应的所述热压缩空气的体积流量,直到所述飞行器空调系统(1〇)的所述 空调单元(14)以所述空调单元(14)的最大冷却能力工作为止。
4. 根据权利要求3所述的方法,其中如果确定向由所述空调单元(14)冷却的空气供应 热压缩空气,但是所述飞行器空调系统(10)的所述空调单元(14)以所述空调单元(14)的最 大冷却能力工作,那么增加进入所述混合室(26)内的再循环空气的体积流量,并且其中根 据进入所述混合室(26)内的再循环空气的体积流量的增加,减少向被所述空调单元(14)冷 却的空气供应的热压缩空气的体积流量。
5. —种飞行器空调系统(10),包括: 用于确定待空气调节的飞行器区(28)的加热需求或冷却需求的装置, 空调单元(14), 绕过所述空调单元(14)的旁通管路(22),以及 控制单元(34),所述控制单元(34)适合于控制从所述待空气调节的飞行器区(28)排出 的再循环空气的体积流量以及进入所述飞行器空调系统(10)的混合室(26)内的压缩空气 的体积流量,使得满足所述待空气调节的飞行器区(2S)的所述加热需求或冷却需求,同时 最小化进入所述飞行器空调系统(1〇)的所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量, 其中当所述飞行器空调系统(10)的所述空调单元(14)通过以所述空调单元(14)的最 大冷却能力工作来把所述压缩空气冷却至所述空调单元的出口区域的最低可能的温度并 且中断热压缩空气向被所述空调单元(14)冷却的空气的供应时,进入所述混合室(26)内的 压缩空气的体积流量对应于预定的最小值,并且 其中,如果确定所述待空气调节的飞行器区(28)的加热需求并且进入所述混合室(26) 内的压缩空气的体积流量超过所述预定的最小值,那么所述控制单元(34)适合于: -增加从所述待空气调节的飞行器区(28)排出的进入所述混合室(26)内的再循环空气 的体积流量, -根据进入所述混合室(26)内的再循环空气的体积流量的增加,减少进入所述混合室 (26)内的压缩空气的体积流量,直到进入所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量达到所 述预定的最小值为止,以及 -在进入所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量已经达到所述预定的最小值以后, 所述混合室(26)内的混合空气的实际温度一对应于所述混合室(2(3)内的混合空气的设定 温度,就停止增加进入所述混合室(26)内的再循环空气的体积流量,所述混合室(26)内的 混合空气的设定温度与所述待空气调节的飞行器区(28)的所述加热需求相关联。
6.根据权利要求5所述的系统,其中所述控制单元(34)适合于,如果确定所述混合室 (26)内的混合空气的实际温度低于所述混合室(26)内的混合空气的设定温度,但是进入所 述混合室(26)内的再循环空气的体积流量己经达到预定的最大值,那么从所述预定的最小 值起增加进入所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量。
7.根据权利要求5所述的系统,其中,如果确定所述待空气调节的飞行器区(28)的冷却 需求并且进入所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量超过预定的最小值,那么所述控制 单元(34)适合于: -减少被所述飞行器空调系统(10)的所述空调单元(14)冷却的进入所述混合室(26)内 的空气的体积流量,以及 -减少向被所述空调单元(14)冷却的空气供应的所述热压缩空气的体积流量,直到所 述飞行器空调系统(10)的所述空调单元(14)以所述空调单元(14)的最大冷却能力工作为 止。
8. 根据权利要求7所述的系统,其中所述控制单元(34)适合于通过关闭设置在所述旁 通管路(22)内的旁通阀门(24)减少向被所述空调单元(M)冷却的空气供应的热压缩空气 的体积流量,所述旁通管路(22)与压缩气源(1¾连接并且通往管路(20)内,所述管路(20) 将所述空调单元(14)连接至位于所述空调单元(14)下游的所述混合室(26)。
9. 根据权利要求7或8所述的系统,其中所述控制单元(34)适合于,如果确定向被所述 空调单元(14)冷却的空气供应热压缩空气,但是所述飞行器空调系统(10)的所述空调单元 (14)以所述空调单元(14)的最大冷却能力工作,那么增加进入所述混合室(26)内的再循环 空气的体积流量,并且适合于根据进入所述混合室(26)内的再循环空气的体积流量的增 加,减少向被所述空调单元(14)冷却的空气供应的热压缩空气的体积流量。
10.根据权利要求6所述的系统,其中,如果确定所述待空气调节的飞行器g (28)的冷 却需求并且进入所述混合室(26)内的压缩空气的体积流量超过预定的最小值,那么所述控 制单元(34)适合于: _减少被所述飞行器空调系统(10)的所述空调单元(14)冷却的进入所述混合室(26)内 的空气的体积流量,以及 -减少向被所述空调单元(14)冷却的空气供应的所述热压缩空气的体积流量,直到所 述飞行器空调系统(10)的所述空调单元(14)以所述空调单元(14)的最大冷却能力工作为 止。
11.根据权利要求10所述的系统,其中所述控制单元C34)适合于通过关闭设置在所述 旁通管路(22)内的旁通阀门(24)减少向被所述空调单元(14)冷却的空气供应的热压缩空 气的体积流量,所述旁通管路(22)与压缩气源(12)连接并且通往管路(20)内,^述管路 (20)将所述空调单元(14)连接至位于所述空调单元(14)下游的所述混合室(26):
12.根据权利要求10或11所述的系统,其中所述控制单兀(34)适合于,如果确定向被所 述空调单元(14)冷却的空气供应热压缩空气,但是所述飞行器空调系统(1〇)的所述空调单 元(14)以所述空调单元(14)的最大冷却能力工作,那么增加进入所述混合室(26)内的再循 环空气的体积流量,并且适合于根据进入所述混合室(26)内的再循环空气的体积流量的增 力口,减少向被所述空调单元(14)冷却的空气供应的热压缩空气的体积流量。八
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106136388A (zh) * 2015-03-24 2016-11-23 华北理工大学 一种自供电定位腰带
WO2016170141A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 Airbus Operations Gmbh Electrically driven aircraft air conditioning system and method for operating such an aircraft air conditioning system
EP3138774A1 (en) * 2015-09-04 2017-03-08 Airbus Operations GmbH Aircraft air conditioning system with a reduced process air demand
CN106043707B (zh) * 2016-06-29 2019-01-11 中国商用飞机有限责任公司 飞机座舱温度控制系统和方法
US10414505B2 (en) 2016-09-02 2019-09-17 Embraer S.A. Aircraft air conditioning system airflow regulation
DE102016223531A1 (de) * 2016-11-28 2018-05-30 Airbus Operations Gmbh Kabinenabluftunterstützt betreibbare Flugzeugklimaanlage mit einem pneumatisch angetriebenen Umgebungsluftkompressor
RU2699317C1 (ru) * 2018-09-14 2019-09-04 Публичное акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Иркут" Способ вентиляции пассажирского салона самолёта и смеситель-распределитель воздуха

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101384484A (zh) * 2006-02-16 2009-03-11 空中客车德国有限公司 用于改善飞行器压力舱中的空气质量的系统
CN101511675A (zh) * 2006-09-11 2009-08-19 空中客车德国有限公司 飞行器的空气供应系统以及在空气供应系统中混合两股空气流的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2937011A (en) * 1957-08-23 1960-05-17 United Aircraft Corp Aircraft air conditioning system and temperature control means therefor
US6655168B2 (en) * 2001-07-05 2003-12-02 Shimadzu Corporation Aircraft air conditioner
DE10361688B4 (de) * 2003-12-30 2008-04-10 Airbus Deutschland Gmbh Vorrichtung zur Steuerung der Versorgungslufttemperatur eines Passagierflugzeugs
DE102004039667A1 (de) * 2004-08-16 2006-03-02 Airbus Deutschland Gmbh Luftversorgung in einem Flugzeug
JP4353053B2 (ja) * 2004-10-04 2009-10-28 株式会社デンソー 車両用空調装置
DE102006014572B4 (de) * 2006-03-29 2008-08-28 Airbus Deutschland Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Luftverteilung in einem Frachtflugzeug
US7607318B2 (en) * 2006-05-25 2009-10-27 Honeywell International Inc. Integrated environmental control and auxiliary power system for an aircraft
DE102006032979A1 (de) * 2006-07-17 2008-01-24 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Flugzeugklimaanlage und Verfahren zum Betreiben einer Flugzeugklimaanlage
US7871038B2 (en) * 2007-05-17 2011-01-18 The Boeing Company Systems and methods for providing airflow in an aerospace vehicle
DE102007049926A1 (de) * 2007-10-18 2009-04-23 Airbus Deutschland Gmbh System und Verfahren zur Klimatisierung zumindest eines Teilbereichs eines Flugzeugs
DE102008035123B4 (de) * 2008-07-28 2015-01-15 Airbus Operations Gmbh System und Verfahren zur Klimatisierung einer Flugzeugkabine
DE102008053320B4 (de) 2008-10-27 2010-12-02 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren und System zur Steuerung einer Flugzeugklimaanlage mit optimiertem Treibstoffverbrauch
DE102008053668B4 (de) * 2008-10-29 2010-11-25 Airbus Deutschland Gmbh System und Verfahren zur Klimatisierung einer Flugzeugkabine mit verbesserter Kühlleistung
DE102010054448A1 (de) 2010-12-14 2012-06-14 Airbus Operations Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Flugzeugklimaanlage

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101384484A (zh) * 2006-02-16 2009-03-11 空中客车德国有限公司 用于改善飞行器压力舱中的空气质量的系统
CN101511675A (zh) * 2006-09-11 2009-08-19 空中客车德国有限公司 飞行器的空气供应系统以及在空气供应系统中混合两股空气流的方法

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