CN103332298A - 一种变频高精度飞机地面空调机组及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频高精度飞机地面空调机组及其控制方法，本空调机组包括框架结构、空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统、制热系统和自动控制系统；框架结构包括空调箱，安装在空调箱上的第一轴流风机、第二轴流风机和第三轴流风机；各系统都设置在框架结构内；第一轴流风机、第二轴流风机、第三轴流风机、空调送风系统、各制冷系统和制热系统分别都与自动控制系统连接。本发明设计合理、高效节能、调节精度高、智能程度高、结构紧凑、体积小、重量轻、安全性能高、运行稳定可靠；节约能源、减少环境污染；出风温度调节精度高。

Description

一种变频高精度飞机地面空调机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及飞机地面空调设备领域，尤其涉及的是一种变频高精度飞机地面空调机组及其控制方法。

背景技术

目前一般的飞机地面空调机组，全新风空气经过机组的多个(级)制冷系统的直接蒸发制冷或电加热器加热处理后，冷空气或热空气经绝热输送软管和快速接头通过飞机空调送风口送入飞机机舱和驾驶室，为停靠在机场的飞机提供经过处理的一定流量、温度、压力的冷却空气。

但由于该类飞机地面空调机组采用定频制冷系统和非高精度的控制方法，部分负荷运行时能耗大，运行费用高，环境污染严重，不符合国家倡导的节能和环保政策；多压缩机的控制方式，仅能通过开停压缩机用于控制出风温度，使其控制出风温度精度低，每开停一台压缩机，出风温度的波动范围为8~10℃甚至更高，出风温度和制冷量输出极不稳定，使飞机机舱内部的冷却效果不佳，时热时冷，使飞机机舱内部精密、昂贵的机械和电气设备的冷却效果不佳，降低了飞机机舱内部精密设备的运行可靠性和使用寿命，影响飞机的安全性能和使用寿命；同时，也使机舱内人员所处的环境舒适性低，甚至影响飞机操控人员的精神状态，间接影响飞机的安全驾驶。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变频高精度飞机地面空调机组及其控制方法，旨在解决现有的飞机地面空调机组高能耗、高污染、低环境控制精度、低环境舒适性和保障性等技术不足的问题。

本发明的技术方案如下：一种变频高精度飞机地面空调机组，其中，包括框架结构、空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统、制热系统和自动控制系统；所述框架结构包括空调箱，安装在空调箱上的第一轴流风机、第二轴流风机和第三轴流风机，所述空调箱包括进风端和送风端；所述空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统、制热系统和自动控制系统都设置在框架结构内；第一轴流风机、第二轴流风机、第三轴流风机、空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统和制热系统分别都与自动控制系统连接，由自动控制系统控制动作。

所述的变频高精度飞机地面空调机组，其中，所述空调送风系统包括空气过滤器、第一风道、第一变频高压鼓风机、第二变频高压鼓风机和第二风道；所述空气过滤器设置在空调箱的进风端，第一变频高压鼓风机、第二变频高压鼓风机设置在空调箱内；第二风道设置在空调箱的送风端；所述空气过滤器通过第一风道分别与第一变频高压鼓风机和第二变频高压鼓风机连接，第一变频高压鼓风机和第二变频高压鼓风机分别连接第二风道，第二风道上设置有送风口；所述第一变频高压鼓风机和第二变频高压鼓风机还与变频高压鼓风机变频器连接，变频高压鼓风机变频器与自动控制系统连接；所述空调送风系统还包括送风软管和风管装置，风管装置内设置有多条风管，所述送风口通过送风软管外接风管，所述送风软管与风管通过快速接头连接；所述送风口上设置有电动防火阀，所述电动防火阀与自动控制系统连接。

所述的变频高精度飞机地面空调机组，其中，所述第一制冷系统包括第一压缩机、第一冷凝器、第一蒸发器、第一储液器和第一干燥过滤器；所述第一压缩机与第一冷凝器连接，第一压缩机与第一蒸发器连接，第一蒸发器与第一干燥过滤器连接，第一干燥过滤器与第一储液器连接，第一储液器与第一冷凝器连接；第一蒸发器设置在第一风道内；所述第一压缩机与自动控制系统连接；所述第一蒸发器和第一干燥过滤器之间设置有第一热力膨胀阀；所述第一压缩机和第一蒸发器、第一压缩机和第一冷凝器之间设置有第一逆止阀和第一压力保护器。

所述的变频高精度飞机地面空调机组，其中，第二制冷系统包括第二蒸发器，第二蒸发器设置在第一风道内，置于第一蒸发器后面；所述第二制冷系统的其他结构与第一制冷系统一致。

所述的变频高精度飞机地面空调机组，其中，所述第三变频制冷系统包括第三变频压缩机、第三冷凝器、第三前级蒸发器、第三后级蒸发器、第三储液器、第三干燥过滤器和第三汽液分离器；所述第三变频压缩机分别与第三冷凝器、第三汽液分离器连接，第三汽液分离器分别与第三前级蒸发器、第三后级蒸发器连接；第三前级蒸发器设置在第一风道内一侧，置于第二蒸发器之后；第三后级蒸发器设置在第二风道内一侧；第三冷凝器与第三储液器连接，第三储液器与第三干燥过滤器连接，第三干燥过滤器分别与第三前级蒸发器、第三后级蒸发器连接；所述第三变频压缩机还与第三压缩机变频器连接，第三压缩机变频器与自动控制系统连接；所述第三变频压缩机和第三冷凝器、第三变频压缩机和汽液分离器之间设置有第三逆止阀和第三压力保护器；所述第三前级蒸发器和第三汽液分离器、第三后级蒸发器和第三汽液分离器之间设置有第三电子膨胀阀，所述第三电子膨胀阀与第三电子膨胀阀控制器连接，第三电子膨胀阀控制器与自动控制系统连接。

所述的变频高精度飞机地面空调机组，其中，所述第四变频制冷系统包括第四前级蒸发器和第四后级蒸发器，第四前级蒸发器设置在第一风道内另一侧，与第三前级蒸发器相邻设置；第四后级蒸发器设置在第二风道内另一侧，与第三后级蒸发器相邻设置；所述第四变频制冷系统的其他结构与第三变频制冷系统一致。

所述的变频高精度飞机地面空调机组，其中，所述制热系统包括电加热器，电加热器装置设置在第一风道内，置于空气过滤器和第一蒸发器之间；所述电加热器与电加热器固态继电器连接，电加热器固态继电器与自动控制系统连接。

所述的变频高精度飞机地面空调机组，其中，所述自动控制系统包括电气控制箱、传感器组、烟雾探测器、数据采集系统和中央控制系统；所述传感器组包括流量传感器、压力传感器、送风温度传感器、送风湿度传感器、机舱温度传感器和机舱湿度传感器，所述烟雾探测器、流量传感器、压力传感器、送风温度传感器和送风湿度传感器设置在空调箱送风端，机舱温度传感器和机舱湿度传感器设置在机舱内；所述烟雾探测器、流量传感器、压力传感器、送风温度传感器、送风湿度传感器、机舱温度传感器和机舱湿度传感器都与数据采集系统连接，数据采集系统与中央控制系统连接；所述第一轴流风机、第二轴流风机、第三轴流风机、变频高压鼓风机变频器、电动防火阀、第一压缩机、第三压缩机变频器连接、第三电子膨胀阀控制器和电加热器固态继电器分别都与中央控制系统连接。

一种上述任意一项所述的变频高精度飞机地面空调机组的控制方法，其在，具体包括以下步骤：

步骤A：通过传感器组和烟雾探测器实时探测机舱内和空调箱体内的环境信息，；

步骤B：环境信息通过数据采集系统反馈到中央控制系统；

步骤C：中央控制系统比对反馈环境信息是否在标准环境信息的允许范围内，是，执行步骤D；否，执行步骤E；

步骤D：执行步骤A-C；

步骤E：中央控制系统分别控制第一轴流风机、第二轴流风机、第三轴流风机、空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统和制热系统动作，调节机舱和空调箱体内的环境条件至标准环境信息的允许范围内。

所述的变频高精度飞机地面空调机组的控制方法，其中，所述步骤A中的传感器组包括流量传感器、压力传感器、送风温度传感器、送风湿度传感器、机舱温度传感器和机舱湿度传感器。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种变频高精度飞机地面空调机组及其控制方法，本变频高精度飞机地面空调机组设计合理、高效节能、调节精度高、智能程度高、结构紧凑、体积小、重量轻、安全性能高、运行稳定可靠；节约能源、减少环境污染，符合国家倡导的节能和环保政策；出风温度调节精度高，提高飞机机舱内部精密设备的冷却效果、运行可靠性和使用寿命，同时，为机舱内人员和操控人员提供舒适的环境，提高飞机操控人员的精神状态，提升飞机的驾驶安全性，具有重要的经济和社会意义。

附图说明

图1是本发明中频高精度飞机地面空调机组的俯视图。

图2是本发明中频高精度飞机地面空调机组的结构示意图。

图3是本发明中频高精度飞机地面空调机组吊装式的结构示意图。

图4是本发明中频高精度飞机地面空调机组落地式的结构示意图。

图5是本发明中频高精度飞机地面空调机组吊装安装的结构示意图。

图6是本发明中频高精度飞机地面空调机组落地安装的结构示意图。

图7是本发明中频高精度飞机地面空调机组控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1-6所示，所述变频高精度飞机地面空调机组包括框架结构、空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统、制热系统和自动控制系统；所述空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统、制热系统和自动控制系统都设置在框架结构内，空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统和制热系统分别都与自动控制系统连接，由自动控制系统控制动作。

如图3和图4所示，所述框架结构包括空调箱A10，安装在空调箱A10上的第一轴流风机A30、第二轴流风机A40和第三轴流风机A50，所述第一轴流风机A30、第二轴流风机A40和第三轴流风机A50都与自动控制系统连接；所述空调箱A10包括进风端和送风端。

如图3所示，为了方便本变频高精度飞机地面空调机组实现吊装式安装，所述框架结构还包括设置在空调箱A10上部的吊装件A20；所述第一轴流风机A30、第二轴流风机A40和第三轴流风机A50设置在空调箱A10内，置于空调箱A10的底部。

如图4所示，为了方便本变频高精度飞机地面空调机组实现落地式安装，所述框架结构A00还包括设置在空调箱A10下部的固定件A60；所述第一轴流风机A30、第二轴流风机A40和第三轴流风机A50设置在空调箱A10外，置于空调箱A10的顶部。

所述空调送风系统包括空气过滤器B10、第一风道B20、第一变频高压鼓风机B30、第二变频高压鼓风机B70和第二风道B40；所述空气过滤器B10设置在空调箱A10的进风端，第一变频高压鼓风机B30、第二变频高压鼓风机B70设置在空调箱A10内；第二风道B40设置在空调箱A10的送风端；所述空气过滤器B10通过第一风道B20分别与第一变频高压鼓风机B30和第二变频高压鼓风机B70连接，第一变频高压鼓风机B30和第二变频高压鼓风机B70分别连接第二风道B40，第二风道B40上设置有送风口：热风由空气过滤器B10进入，经第一风道B20分别进入第一变频高压鼓风机B30和第二变频高压鼓风机B70，再由第二风道B40经送风口排出。

为了对第一变频高压鼓风机B30和第二变频高压鼓风机B70实现变频控制，所述第一变频高压鼓风机B30和第二变频高压鼓风机B70还与变频高压鼓风机变频器连接，变频高压鼓风机变频器与自动控制系统连接。

为了方便冷风经送风口排到不同的地方，所述空调送风系统还包括送风软管B90和风管装置，风管装置内设置有多条风管，所述送风口通过送风软管外接风管，所述送风软管B90与风管通过快速接头B80连接。

为了配合防火安全，所述送风口上设置有电动防火阀B50，所述电动防火阀B50与与自动控制系统连接：风从第二风道B40出来经过电动防火阀B50再由送风口排出。

所述第一制冷系统包括第一压缩机C10、第一冷凝器C20、第一蒸发器C30、第一储液器C70和第一干燥过滤器C80；所述第一压缩机C10与第一冷凝器C20连接，第一压缩机C10与第一蒸发器C30连接，第一蒸发器C30与第一干燥过滤器C80连接，第一干燥过滤器C80与第一储液器C70连接，第一储液器C70与第一冷凝器C20连接；第一蒸发器C30设置在第一风道B20内，置于空气过滤器B10后面，风从空气过滤器B10进入，再经过第一蒸发器C30；所述第一压缩机C10与自动控制系统连接。

为了实现冷凝压力至蒸发压力的节流，所述第一蒸发器C30和第一干燥过滤器C80之间设置有第一热力膨胀阀C90。

为了保护设备，所述第一压缩机C10和第一蒸发器C30、第一压缩机C10和第一冷凝器C20之间设置有第一逆止阀和第一压力保护器。

第二制冷系统包括第二蒸发器D30，第二蒸发器D30设置在第一风道B20内，置于第一蒸发器C30后面，风从空气过滤器B10进入，经过第一蒸发器C30，再经过第二蒸发器D30。所述第二制冷系统的其他结构与第一制冷系统C00一致。

所述第三变频制冷系统包括第三变频压缩机E10、第三冷凝器E20、第三前级蒸发器E30、第三后级蒸发器E40、第三储液器E70、第三干燥过滤器E80和第三汽液分离器E50；所述第三变频压缩机E10分别与第三冷凝器E20、第三汽液分离器E50连接，第三汽液分离器E50分别与第三前级蒸发器E30、第三后级蒸发器E40连接；第三前级蒸发器E30设置在第一风道B20内一侧，置于第二蒸发器D30之后；第三后级蒸发器E40设置在第二风道B40内一侧；第三冷凝器E20与第三储液器E70连接，第三储液器E70与第三干燥过滤器E80连接，第三干燥过滤器E80分别与第三前级蒸发器E30、第三后级蒸发器E40连接；所述第三变频压缩机E10与自动控制系统连接。

为了实现对第三变频压缩机E10的变频控制，所述第三变频压缩机E10还与第三压缩机变频器连接，第三压缩机变频器与自动控制系统连接。

为了保护设备，所述第三变频压缩机E10和第三冷凝器E20、第三变频压缩机E10和汽液分离器E50之间设置有第三逆止阀和第三压力保护器。

为了实现冷凝压力至蒸发压力的节流，所述第三前级蒸发器E30和第三汽液分离器E50、第三后级蒸发器E40和第三汽液分离器E50之间设置有第三电子膨胀阀E90，所述第三电子膨胀阀E90与第三电子膨胀阀控制器连接，第三电子膨胀阀控制器与自动控制系统连接。

所述第四变频制冷系统包括第四前级蒸发器F30和第四后级蒸发器F40，第四前级蒸发器F30设置在第一风道B20内另一侧，与第三前级蒸发器E30相邻设置；第四后级蒸发器F40设置在第二风道B40内另一侧，与第三后级蒸发器E40相邻设置；所述第四变频制冷系统F00的其他结构与第三变频制冷系统E00一致。

所述制热系统包括电加热器G10，电加热器装置G10设置在第一风道B20内，置于空气过滤器B10和第一蒸发器C30之间；所述电加热器G10与电加热器固态继电器连接，电加热器固态继电器与自动控制系统连接。

所述自动控制系统包括电气控制箱H10、传感器组、烟雾探测器H50、数据采集系统和中央控制系统，所述传感器组包括流量传感器H60、压力传感器H70、送风温度传感器H80、送风湿度传感器H90、机舱温度传感器H20和机舱湿度传感器H30，所述烟雾探测器H50、流量传感器H60、压力传感器H70、送风温度传感器H80和送风湿度传感器H90设置在空调箱A10送风端，机舱温度传感器H20和机舱湿度传感器H30设置在机舱内；所述烟雾探测器H50、流量传感器H60、压力传感器H70、送风温度传感器H80、送风湿度传感器H90、机舱温度传感器H20和机舱湿度传感器H30都与数据采集系统连接，数据采集系统与中央控制系统连接。

为了对本变频高精度飞机地面空调机组实现智能控制，所述自动控制系统还包括显示操作系统，所述显示操作系统与中央控制系统连接。

所述第一轴流风机A30、第二轴流风机A40、第三轴流风机A50、变频高压鼓风机变频器、电动防火阀B50、第一压缩机C10、第三压缩机变频器连接、第三电子膨胀阀控制器和电加热器固态继电器分别都与中央控制系统连接。

新风进风先通过空气过滤器B10过滤后形成洁净空气后，进入第一风道B20，通过制热系统，制热工况时采用制热系统进行调温，进入第一蒸发器C30进行冷却，然后进入第二蒸发器D30进一步冷却，然后进入第三前级蒸发器E30和第四前级蒸发器F30进行冷却调温，然后经过第一高压鼓风机B30和第二高压鼓风机B70的压缩后升温升压形成高静压空气，进入第二风道B40，最后经过第三后级蒸发器E40和第四后级蒸发器F40进行冷却调温，通过电动防火阀B50进入送风口，然后可通过专用送风软管B90和快速接头B80送至飞机机舱。

第三变频制冷系统和第四变频制冷系统中制冷剂系统流程是，低温低压的制冷剂蒸气经过变频压缩机压缩后，形成高温高压蒸气，进入冷凝器冷却形成制冷剂液体，制冷剂液体经过电子膨胀阀节流后，形成低温低压液体，分成两部分，分别进入第三前级蒸发器E30和第四前级蒸发器F30和第三后级蒸发器E40和第四后级蒸发器F40进行蒸发吸收送风空气的热量，形成低温低压蒸气，汇流到压缩机的吸气口。

根据设定的出风温湿度要求，由中央控制系统自动计算制冷量的需求，采用变频器变频调节方式，无级调节变频压缩机的运转频率和转速，无级调节制冷剂的循环量，精确控制制冷系统制冷量和出风温湿度，实现控制温度精度波动范围为0.5~1℃甚至更高，使机组的出风温度稳定，提高飞机机舱内部精密设备的冷却效果、运行可靠性和使用寿命，同时，为机舱内人员和操控人员提供舒适的环境，提高飞机操控人员的精神状态，提升飞机的驾驶安全性。

所述制热系统的电加热器G10采用固态继电器进行控制，可根据出风温湿度的要求，无级调节电加热器G10的加热量，精确控制加热量和出风温度，提高机舱的温湿度控制精度，实现控制温度精度波动范围为0.5~1℃甚至更高，提高机舱环境的舒适性。

高压鼓风机采用变频控制器进行控制，无级调节风机电机的转速，精确调节机组送风量和送风压力，针对不同型号的飞机，根据需求提供合适的送风量和风压，更加节能、舒适和人性化。

机组设置一套送风温湿度传感器(送风温度传感器H80和送风湿度传感器H90)和一套机舱温湿度传感器(机舱温度传感器H20和机舱湿度传感器H30)，送风温湿度传感器设置于机组出风口处，用于探测机组出风的温湿度，机舱温湿度传感器设置于廊桥与飞机机舱舱门连接处，用于探测飞机机舱的温湿度，当机舱舱门未关闭之前，本发明采用机舱温湿度传感器的探测数据进行自动控制，实现机舱内部高精度的温湿度控制，当机舱舱门关闭后，采用送风温湿度传感器的探测数据进行自动控制，实现送风高精度的温湿度控制，使机组的出风温湿度稳定，确保在空调机使用全过程中，均实现送风高精度的温湿度控制。

本发明的出风口可以为单送风口，也可为双送风口：当为单送风口时，机组仅能供应榨体飞机使用；当为双送风口时，机组可供应宽体飞机使用，也可通过控制面板，设定第一送风口或第二送风口，并通过控制第一高压鼓风机B30、第二高压鼓风机B70、电动防火阀B50自动选择送第一风口或第二送风口或同时供风。

中央控制系统根据显示操作系统的机舱温湿度设定、出风流量或飞机机型设定、出风温湿度设定、出风压力设定、送风口选择设定(可以选择第一送风口或第二送风口或第一送风口和第二送风口同时开启)的输入要求，通过传感器数据采集系统采集实际运行中的出风流量、出风温湿度、出风压力、机舱温湿度等数据，自动计算和控制各执行系统，控制送风机和电动防火阀B50的开启选择，控制高压鼓风机变频器的输出频率和空气流量，控制第三变频制冷系统和第四变频制冷系统的频率和制冷量，控制第一制冷系统和第二制冷系统的开启或停机，控制制热系统的加热量，调节出风参数与设定值相吻合。

在空调箱A10中安装的制热系统空气流方向后方安装有烟雾探测器H50，使机组使用更安全，如制热系统出现故障产生烟雾时，可立即切断第一高压鼓风机B30和第二高压鼓风机B70的电源，切断空气流，同时，关闭电动防火阀B50，防止带烟雾的空气进入飞机机舱。

本发明可吊装于民用机场的登机廊桥下面，也可座地安装于登机廊桥下面或周围，通过专用送风软管B90送风，为停靠在登机廊桥的飞机提供经过处理的具有精确流量的，具一定洁净度、精确温湿度和高静压的新鲜空气。

如图7所示，一种基于上述任意一项所述的变频高精度飞机地面空调机组的控制方法，具体包括以下步骤：

步骤A：通过传感器组和烟雾探测器H50实时探测机舱内和空调箱体A10内的环境信息；

步骤B：环境信息通过数据采集系统反馈到中央控制系统；

步骤C：中央控制系统比对反馈环境信息是否在标准环境信息的允许范围内，是，执行步骤D；否，执行步骤E；

步骤D：执行步骤A-C；

步骤E：中央控制系统分别控制第一轴流风机A30、第二轴流风机A40、第三轴流风机A50、空调送风系统B00、第一制冷系统C00、第二制冷系统D00、第三变频制冷系统E00、第四变频制冷系统F00和制热系统G00动作，调节机舱和空调箱体D50内的环境条件至标准环境信息的允许范围内。

所述步骤A中的传感器组包括流量传感器H60、压力传感器H70、送风温度传感器H80、送风湿度传感器H90、机舱温度传感器H20和机舱湿度传感器H30。

现有的采用多压缩机控制的飞机地面空调机组出风温度波动范围为8~10℃甚至更高，出风温度时冷时热；本发明在制冷时，采用变频高精度控制方式，精确的控制出风温湿度，提高机舱的温湿度控制精度和机舱的高舒适性，实现控制温度精度波动范围为0.5~1℃甚至更高，使机组的出风温度稳定，出风温度稳定性和控制精度大大提升，提高飞机机舱内部精密设备的冷却效果、运行可靠性和使用寿命，同时，为机舱内人员和操控人员提供舒适的环境，提高飞机操控人员的精神状态，提升飞机的驾驶安全性。

现有的采用多压缩机控制的飞机地面空调机组出风温度波动范围为8~10℃甚至更高，出风温度时冷时热；本发明在制热时，制热系统的电加热器采用固态继电器进行控制，可根据出风温湿度的要求，无级调节电加热器的加热量，精确控制加热量和出风温度，提高机舱的温湿度控制精度，实现控制温度精度波动范围为0.5~1℃甚至更高，出风温度稳定性和控制精度大大提升，提高机舱环境的舒适性，为机舱内人员和操控人员提供舒适的环境，提高飞机操控人员的精神状态，提升飞机的驾驶安全性。

本发明的高压鼓风机采用变频控制器进行控制，无级调节风机电机的转速，精确调节机组送风量和送风压力，针对不同型号的飞机，根据需求提供合适的送风量和风压，更加节能、舒适和人性化。

本发明采用变频高精度节能控制方式，在部分负责情况下，变频制冷系统由于冷量调节，制冷剂流量远小于满载时的流量，此时，变频制冷系统原按照满载配套的蒸发器和冷凝器换热面积相对于小流量的制冷剂，面较裕量大为提升，从而降低了系统的冷凝温度，升高了系统的蒸发温度，整体上提升了制冷系统的能效比，例如在50%负荷时，能效比提升高达60%，与采用多压缩机控制方式的一般飞机地面空调机组相比，制冷系统节能效果明显，实现节约能源、减少环境污染，符合国家倡导的节能和环保政策。

本发明采用变频高精度节能控制方式，变频制冷系统的压缩机的转速可高达7200r/min，而普通定频压缩机仅2960r/min，变频压缩机的转速提升近143%，也即达到相同制冷量的情况下，如果采用变频压缩机，可以大大减少压缩机的体积和重量，相对于吊装式安装，重量和体积要求都特别高的飞机地面空调机组来说，减少整体的体积和重量，有利于飞机地面空调机组向轻型化、小型化发展。

本发明设置一套送风温湿度传感器和一套机舱温湿度传感器，送风温湿度传感器设置于机组出风口处，用于探测机组出风的温湿度，机舱温湿度传感器设置于廊桥与飞机机舱舱门连接处，用于探测飞机机舱的温湿度，当机舱舱门未关闭之前，变频高精度飞机地面空调机组采用机舱温湿度传感器的探测数据进行自动控制，实现机舱内部高精度的温湿度控制，当机舱舱门关闭后，采用送风温湿度传感器的探测数据进行自动控制，实现送风高精度的温湿度控制，使机组的出风温湿度稳定，确保在空调机使用全过程中，均实现送风高精度的温湿度控制。

本发明在安装在空调箱内的电加热系统空气流方向后方安装有烟雾探测器，使机组使用更安全，如电加热系统出现故障产生烟雾时，可立即切断高压鼓风机的电源，切断空气流，同时，关闭电动防火阀，防止带烟雾的空气进入飞机机舱。

本发明有效地解决了现有技术中的飞机地面空调机组存在的能耗高、污染大、调节精度低、体积大、重量重、智能程度低、安全性能差等缺陷和不足，设计合理、高效节能、调节精度高、智能程度高、结构紧凑、体积小、重量轻、安全性能高、运行稳定可靠。它节约能源、减少环境污染，符合国家倡导的节能和环保政策，出风温度调节精度高，提高飞机机舱内部精密设备的冷却效果、运行可靠性和使用寿命，同时，为机舱内人员和操控人员提供舒适的环境，提高飞机操控人员的精神状态，提升飞机的驾驶安全性。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频高精度飞机地面空调机组，其特征在于，包括框架结构、空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统、制热系统和自动控制系统；所述框架结构包括空调箱，安装在空调箱上的第一轴流风机、第二轴流风机和第三轴流风机，所述空调箱包括进风端和送风端；所述空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统、制热系统和自动控制系统都设置在框架结构内；第一轴流风机、第二轴流风机、第三轴流风机、空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统和制热系统分别都与自动控制系统连接，由自动控制系统控制动作。

2.根据权利要求1所述的变频高精度飞机地面空调机组，其特征在于，所述空调送风系统包括空气过滤器、第一风道、第一变频高压鼓风机、第二变频高压鼓风机和第二风道；所述空气过滤器设置在空调箱的进风端，第一变频高压鼓风机、第二变频高压鼓风机设置在空调箱内；第二风道设置在空调箱的送风端；所述空气过滤器通过第一风道分别与第一变频高压鼓风机和第二变频高压鼓风机连接，第一变频高压鼓风机和第二变频高压鼓风机分别连接第二风道，第二风道上设置有送风口；所述第一变频高压鼓风机和第二变频高压鼓风机还与变频高压鼓风机变频器连接，变频高压鼓风机变频器与自动控制系统连接；所述空调送风系统还包括送风软管和风管装置，风管装置内设置有多条风管，所述送风口通过送风软管外接风管，所述送风软管与风管通过快速接头连接；所述送风口上设置有电动防火阀，所述电动防火阀与自动控制系统连接。

3.根据权利要求2所述的变频高精度飞机地面空调机组，其特征在于，所述第一制冷系统包括第一压缩机、第一冷凝器、第一蒸发器、第一储液器和第一干燥过滤器；所述第一压缩机与第一冷凝器连接，第一压缩机与第一蒸发器连接，第一蒸发器与第一干燥过滤器连接，第一干燥过滤器与第一储液器连接，第一储液器与第一冷凝器连接；第一蒸发器设置在第一风道内；所述第一压缩机与自动控制系统连接；所述第一蒸发器和第一干燥过滤器之间设置有第一热力膨胀阀；所述第一压缩机和第一蒸发器、第一压缩机和第一冷凝器之间设置有第一逆止阀和第一压力保护器。

4.根据权利要求3所述的变频高精度飞机地面空调机组，其特征在于，第二制冷系统包括第二蒸发器，第二蒸发器设置在第一风道内，置于第一蒸发器后面；所述第二制冷系统的其他结构与第一制冷系统一致。

5.根据权利要求4所述的变频高精度飞机地面空调机组，其特征在于，所述第三变频制冷系统包括第三变频压缩机、第三冷凝器、第三前级蒸发器、第三后级蒸发器、第三储液器、第三干燥过滤器和第三汽液分离器；所述第三变频压缩机分别与第三冷凝器、第三汽液分离器连接，第三汽液分离器分别与第三前级蒸发器、第三后级蒸发器连接；第三前级蒸发器设置在第一风道内一侧，置于第二蒸发器之后；第三后级蒸发器设置在第二风道内一侧；第三冷凝器与第三储液器连接，第三储液器与第三干燥过滤器连接，第三干燥过滤器分别与第三前级蒸发器、第三后级蒸发器连接；所述第三变频压缩机还与第三压缩机变频器连接，第三压缩机变频器与自动控制系统连接；所述第三变频压缩机和第三冷凝器、第三变频压缩机和汽液分离器之间设置有第三逆止阀和第三压力保护器；所述第三前级蒸发器和第三汽液分离器、第三后级蒸发器和第三汽液分离器之间设置有第三电子膨胀阀，所述第三电子膨胀阀与第三电子膨胀阀控制器连接，第三电子膨胀阀控制器与自动控制系统连接。

6.根据权利要求5所述的变频高精度飞机地面空调机组，其特征在于，所述第四变频制冷系统包括第四前级蒸发器和第四后级蒸发器，第四前级蒸发器设置在第一风道内另一侧，与第三前级蒸发器相邻设置；第四后级蒸发器设置在第二风道内另一侧，与第三后级蒸发器相邻设置；所述第四变频制冷系统的其他结构与第三变频制冷系统一致。

7.根据权利要求6所述的变频高精度飞机地面空调机组，其特征在于，所述制热系统包括电加热器，电加热器装置设置在第一风道内，置于空气过滤器和第一蒸发器之间；所述电加热器与电加热器固态继电器连接，电加热器固态继电器与自动控制系统连接。

8.根据权利要求7所述的变频高精度飞机地面空调机组，其特征在于，所述自动控制系统包括电气控制箱、传感器组、烟雾探测器、数据采集系统和中央控制系统；所述传感器组包括流量传感器、压力传感器、送风温度传感器、送风湿度传感器、机舱温度传感器和机舱湿度传感器，所述烟雾探测器、流量传感器、压力传感器、送风温度传感器和送风湿度传感器设置在空调箱送风端，机舱温度传感器和机舱湿度传感器设置在机舱内；所述烟雾探测器、流量传感器、压力传感器、送风温度传感器、送风湿度传感器、机舱温度传感器和机舱湿度传感器都与数据采集系统连接，数据采集系统与中央控制系统连接；所述第一轴流风机、第二轴流风机、第三轴流风机、变频高压鼓风机变频器、电动防火阀、第一压缩机、第三压缩机变频器连接、第三电子膨胀阀控制器和电加热器固态继电器分别都与中央控制系统连接。

9.一种如权利要求1-8任意一项所述的变频高精度飞机地面空调机组的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤A：通过传感器组和烟雾探测器实时探测机舱内和空调箱体内的环境信息；

步骤B：环境信息通过数据采集系统反馈到中央控制系统；

步骤C：中央控制系统比对反馈环境信息是否在标准环境信息的允许范围内，是，执行步骤D；否，执行步骤E；

步骤D：执行步骤A-C；

步骤E：中央控制系统分别控制第一轴流风机、第二轴流风机、第三轴流风机、空调送风系统、第一制冷系统、第二制冷系统、第三变频制冷系统、第四变频制冷系统和制热系统动作，调节机舱和空调箱体内的环境条件至标准环境信息的允许范围内。

10.根据权利要求9所述的变频高精度飞机地面空调机组的控制方法，其特征在于，所述步骤A中的传感器组包括流量传感器、压力传感器、送风温度传感器、送风湿度传感器、机舱温度传感器和机舱湿度传感器。

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