CN105292493B - 适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统 - Google Patents

适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于民用客机座舱的下送上回气流通道的空调系统，包括送风口、回风口和客机座舱的环控系统，送风口设置在乘客座椅的底部和座舱走廊的地板上；回风口的设置可以是客机座舱的顶部或侧壁或顶部和侧壁；送风口与客机座舱的环控系统的送风管道相连，回风口与回风管道相连。其中，座舱走廊地板上的送风口设为常开，乘客座椅下设有压力控制的送风系统，乘客座椅的上部设有风量控制系统。飞机的环控系统将新鲜空气送至乘客座椅底部的送风口，通过乘客的热羽流卷吸至呼吸区，再送入客机座舱顶部的回风口形成了气流通道。与传统的客机座舱的气流组织相比，本发明能够更高效地排除污染物。并减少环控系统的新风处理能耗。

Description

适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统
技术领域
本发明涉及民用客机座舱的气流组织设计，尤其涉及一种适民用客机座舱的空调系统。
背景技术
目前，民航运输作为现代化运输方式之一，作用日益突出，是不可或缺的交通工具。调查表明，座舱内有大约25％的乘客对座舱内的热环境表示不满意。由于飞机这种具有特殊性的交通工具，需要乘客在非常有限的自由活动空间内度过短则几个小时长则数十小时的行程，其机舱环境的舒适性和健康性就显得尤为重要。
常用民用客机座舱的气流组织采用混合送风系统，这种气流组织会在客舱内形成明显的涡旋流动造成局部空气的滞留。新鲜空气通过天花板区域或侧壁的风口以一定的动量进入客舱，送风射流与乘客散发的热羽流相互混合，形成大尺度环流，如图1中的箭头所示。不利于排除污染物，而且乘客之间散发物质的相互干扰，严重影响机舱内的空气品质。
同时，环控系统送风过程中的新风处理也是客机的主要能耗来源之一，相关研究表明，每处理1kw负荷的新风，需要消耗整个环控系统20kw的能量，如何提高客舱送风利用效率，减少送风量，对降低客机的能耗十分重要。
对于常用的过道送风会遇到和顶部送风一样的问题，即靠近过道乘客吹风感强，而靠窗位置的乘客则缺少新鲜空气。使得机舱内不同位置的乘客周围气流速度分布不均匀，造成热舒适较差。
发明内容
本发明的目的是为了改善机舱内的空气质量，减少污染物传播，提供一种适用于民用客机座舱的个性化地板送风的空调系统，该系统采用个性化地板送风的下送上回气流组织，能够提高舱内流场分布的能量利用效率，降低民用客舱送风量需求，实现环控系统的节能。具体适用于营造健康、舒适和节能的客舱环境控制系统。
为了解决上述技术问题，本发明提出的适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统，包括送风口、回风口和客机座舱的环控系统，所述送风口设置在乘客座椅的底部和客机座舱走廊的地板上，所述送风口的送风速度在0.1m/s和0.3m/s之间；所述回风口的设置位置有以下A、B、C三种情形之一：A、设置在客机座舱的顶部，B、设置在客机座舱的侧壁，C、设置在客机座舱的顶部和侧壁；所述送风口与客机座舱的环控系统的送风管道相连，所述回风口与回风管道相连，从而在客机座舱内自送风口并经过客机座舱内的乘客区域至回风口形成了下送上回气流通道，其中，设置在客机座舱走廊地板上的送风口设为常开，所述乘客座椅下设有压力控制的送风口开关系统，所述乘客座椅的上部设有风量控制系统；所述压力控制的送风口开关系统包括压力传感器、自动控制器和电动调节阀，所述压力传感器设置在乘客座椅的坐垫上，所述压力传感器用于检测和接收压力信号，并将压力信号传输给自动控制器，所述自动控制器控制所述电动调节阀的开启或关闭，从而开启或关闭设置在该乘客座椅底部的送风口；所述风量控制系统包括与一手动调节面板相连的风量控制器，所述风量控制器与所述电动调节阀相连，所述手动调节面板设置在乘客座椅的上部，通过所述手动调节面板控制电动调节阀的开度，从而控制该乘客座椅底部送风口的风量。
进一步讲，所述送风口采用圆形散流器或方形散流器或格栅结构。
所述回风口包括沿气流设置的内风口和外风口，所述内风口采用孔板风口，所述外风口由初效过滤材料制成，从而将回风初步过滤后送至客机座舱的环控系统处理。
本发明适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统可以适用于单通道或双通道客机座舱。
与我国常用民用单通道客机座舱的气流组织混合送风系统相比，本发明系统中所采用的下送上回气流组织是一种可以将新鲜空气直接送到人体呼吸区域的送风方式，不会在客舱内形成明显的涡旋流动造成局部空气的滞留，能够更高效地排除污染物，通过个性送风可以保护乘客不受邻近其他乘客引起的不良气流的影响，减少乘客之间散发物质的相互干扰，减少污染物的散发。在人体周围形成一个微环境来阻隔外界的影响，改善了座舱空气品质。同时其具有更高的气流能量利用效率，可以通过降低民用客舱送风量需求来减少客机环控系统的新风处理能耗。总之，本发明使用的气流组织使机舱内的气流分布均匀，解决了乘客的舒适健康问题，增加了乘客满意度。
附图说明
图1是民用客机现有气流组织示意图；
图2是本发明空调系统形成的第一种下送上回气流通道的示意图；
图3是本发明空调系统形成的第二种下送上回气流通道的示意图；
图4是本发明空调系统形成的第三种下送上回气流通道的示意图；
图5是本发明空调系统的通风的侧视图；
图6是本发明中设置在座椅底部处出风口及其控制结构的示意图；
图7-1是空调系统送风口形式一的示意图；
图7-2是空调系统送风口形式二的示意图；
图7-3是空调系统送风口形式三的示意图；
图7-4是空调系统送风口形式四的示意图；
图8-1是本发明空调系统回风口结构立体示意图；
图8-2是图8-1所示回风口结构的侧视图；
图9是本发明空调系统形成的第四种下送上回气流通道的示意图；
图10是本发明空调系统形成的第五种下送上回气流通道的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
本发明一种适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统，包括送风口10、回风口20和客机座舱的环控系统，所述送风口10设置在乘客座椅30的底部和客机座舱走廊40的地板上，所述回风口20的设置位置有以下A、B、C三种情形之一：
A、所述回风口20设置在客机座舱的顶部21，自客机座舱内乘客座椅30下部的送风口10经过客机座舱内的乘客区域至客机座舱顶部的回风口形成了气流通道，如图3和图10所示，飞机的环控系统将待被供应的空气送至乘客座椅底部的送风口，通过乘客散发的热羽流作用，卷吸送入的新鲜空气，经过客机座舱内的乘客区域至客机座舱顶部的回风口形成了气流通道，该形式的气流通道可以使机舱内的气流分布均匀。减少了相邻乘客间相互影响，增加了乘客满意度。图10示出了双通道客机座舱的下送上回高效地板送风气流组织。
B、所述回风口20设置在客机座舱的侧壁22，如图2所示，飞机的环控系统将待被供应的空气送至乘客座椅底部的送风口，通过乘客散发的热羽流作用，卷吸送入的新鲜空气，经过客机座舱内的乘客区域至客机座舱顶部的回风口形成了气流通道。所述送风口10与客机座舱的环控系统的送风管道相连，如图5所示，空气在客机座舱内扩散流动和通风换气，带走乘员和舱内设备的余热和污染物，最后从座舱顶部的回风口排出。本发明下送上回的气流组织并没有在机舱两侧形成造成污染物滞留的涡旋，而是在通过乘客区域后，迅速从客舱顶部的回风口排出。将新鲜空气直接送到人体呼吸区域的送风方式，在人体周围形成一个微环境来阻隔外界的影响。通过个性送风可以保护乘客不受邻近其他乘客的影响，减少污染物的散发。
C、所述回风口20设置在客机座舱的顶部21和侧壁22，如图4所示，飞机的环控系统将待被供应的空气送至乘客座椅底部的送风口，通过乘客散发的热羽流作用，卷吸送入的新鲜空气，经过客机座舱内的乘客区域至客机座舱顶部21和侧壁22的回风口20形成了气流通道。图9示出了在客机座舱的顶部21和侧壁22均设有回风口的双通道客机座舱的下送上回高效地板送风气流组织。
使用本发明中的环控系统将待被供应的空气送至乘客座椅30底部的送风口10，通过乘客散发的热羽流作用，卷吸送入的新鲜空气，经过客机座舱内的乘客区域至客机座舱顶部的回风口形成了气流通道，如图2至图3及图9和图10中的箭头所示。
本发明中，所述送风口10的送风速度范围最好控制在0.1m/s和0.3m/s之间，送风口10形式根据不同机舱内部的布局形式可以选用方形或圆形，如图7-1、图7-2、图7-3和图7-4所示根据风口的具体位置可以选择圆形散流器或方形散流器或格栅结构，在无人乘坐时，送风速度设定为0.1m/s，能够以较低的风速实现均匀送风，其中，设置在客机座舱走廊40的地板上的送风口10设为常开，将送风口与环控系统送风管道相连，用于将经过环控系统处理后的空气送入客舱环境。
如图8-1和图8-2所示，所述回风口20包括沿气流设置的内风口23和外风口24，所述内风口23采用孔板风口，所述外风口24由初效过滤材料制成，用于将回风初步过滤，回风口与回风管道相连接，用于从客舱环境快速排出携带污染物和余热余湿的空气，采用该结构的或风口可以将回风初步过滤后送至客机座舱的环控系统处理。
所述回风口20与回风管道相连，从而在客机座舱内自送风口10并经过客机座舱内的乘客区域至回风口20形成了下送上回气流通道，如图2、图3、图4、图9和图10中的箭头所示；设置在客机座舱走廊地板上的送风口设为常开，
如图6所示，所述乘客座椅30下设有压力控制的送风口开关系统，所述乘客座椅30的上部设有风量控制系统；所述压力控制的送风口开关系统包括压力传感器32、自动控制器33和电动调节阀34，所述压力传感器32设置在乘客座椅30的坐垫上，所述压力传感器32用于检测和接收压力信号，并将压力信号传输给自动控制器33，所述自动控制器33控制所述电动调节阀34的开启或关闭，从而开启或关闭设置在该乘客座椅30底部的送风口；所述风量控制系统包括与一手动调节面板35相连的风量控制器36，所述风量控制器36与所述电动调节阀34相连，所述手动调节面板35设置在乘客座椅30的上部，通过所述手动调节面板35控制电动调节阀34的开度，从而控制该乘客座椅30底部送风口的风量。有乘客乘坐时自动加大送风量，在没有乘客乘坐时，为节能并保证机舱内气流分布均匀，以最小送风量供气，乘客乘坐后可根据需要调节送风流量满足舒适度。
本发明技术方案能通用于现有的民用单通道(如图2、图3和图4所示)和双通道(如图9和图10所示)客机环控系统，通过对环控系统中送风管道、回风管道和座椅的改造来实现。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统，包括送风口(10)、回风口(20)和客机座舱的环控系统，其特征在于：
所述送风口(10)设置在乘客座椅(30)的底部和客机座舱走廊(40)的地板上，所述送风口(10)的送风速度在0.1m/s和0.3m/s之间；
所述回风口(20)的设置位置有以下A、B、C三种情形之一：
A、所述回风口(20)设置在客机座舱的顶部(21)，
B、所述回风口(20)设置在客机座舱的侧壁(22)，
C、所述回风口(20)设置在客机座舱的顶部(21)和侧壁(22)；
所述送风口(10)与客机座舱的环控系统的送风管道相连，所述回风口(20)与回风管道相连，从而在客机座舱内自送风口(10)并经过客机座舱内的乘客区域至回风口(20)形成了下送上回气流通道，其中，设置在客机座舱走廊地板上的送风口设为常开，
所述乘客座椅(30)下设有压力控制的送风口开关系统，所述乘客座椅(30)的上部设有风量控制系统；所述压力控制的送风口开关系统包括压力传感器(32)、自动控制器(33)和电动调节阀(34)，所述压力传感器(32)设置在乘客座椅(30)的坐垫上，所述压力传感器(32)用于检测和接收压力信号，并将压力信号传输给自动控制器(33)，所述自动控制器(33)控制所述电动调节阀(34)的开启或关闭，从而开启或关闭设置在该乘客座椅(30)底部的送风口；所述风量控制系统包括与一手动调节面板(35)相连的风量控制器(36)，所述风量控制器(36)与所述电动调节阀(34)相连，所述手动调节面板(35)设置在乘客座椅(30)的上部，通过所述手动调节面板(35)控制电动调节阀(34)的开度，从而控制该乘客座椅(30)底部送风口的风量。
2.根据权利要求1所述适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统，其中，所述送风口(10)采用圆形散流器或方形散流器或格栅结构。
3.根据权利要求1所述适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统，其中，所述回风口(20)包括沿气流设置的内风口(23)和外风口(24)，所述内风口(23)采用孔板风口，所述外风口(24)由初效过滤材料制成，从而将回风初步过滤后送至客机座舱的环控系统处理。
4.根据权利要求1所述适用于民用客机座舱的具有下送上回气流通道的空调系统，其中的客机座舱为单通道或双通道。
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