CN107505957A - 一种制冷系统地面试验温度控制装置 - Google Patents

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史璐璐
张国良
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    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller

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Abstract

本发明公开了一种制冷系统地面试验温度控制装置，属于机上制冷系统试验技术领域。包括：混合腔、座舱、冷路、热路、控制系统及配平活门；所述座舱与混合腔通过第一管路连接，且所述第一管路设置有管路温度传感器；所述冷路与所述混合腔的冷路入口连接，所述热路与所述混合腔的热路入口连接，所述混合腔的热路入口处设置有配平活门；所述控制系统根据所述管路温度传感器的实测值及管路温度的目标值控制配平活门的开度，进而调节混合腔的气体温度。本发明制冷系统地面试验温度控制装置的控制系统由可编程控制器、模拟量输入模块组成，完成组件温度控制活门、冷风道调节活门、配平活门的调节，以满足组件出口温度和管路温度的控制要求。

Description

一种制冷系统地面试验温度控制装置
技术领域
本发明属于机上制冷系统试验技术领域，具体涉及一种制冷系统地面试验温度控制装置。
背景技术
目前，机上制冷系统初期设计时，需要在地面进行原理摸底试验，由于没有配套的控制系统，只能对系统的最大制冷/制热能力进行摸底，无法对系统的一些调节活门进行冷热路配比的精确调节，不能完成对调节活门等执行机构的控制特性的摸底，因此针对系统控温的稳定性和精确性无法进行考核。对后期的研制周期和经济效益造成损失。
发明内容
本发明的目的：为了解决上述问题，本发明提出了一种制冷系统地面试验温度控制装置，设置有可编程控制系统及模拟量输入模块组成，完成温度控制活门、冷风道调节活门、配平活门的调节，以满足组件出口温度和管路温度的控制要求。
本发明的技术方案：一种制冷系统地面试验温度控制装置，包括：混合腔、座舱、冷路、热路、控制系统及配平活门；
所述座舱与混合腔通过第一管路连接，且所述第一管路设置有管路温度传感器；
所述冷路与所述混合腔的冷路入口连接，所述热路与所述混合腔的热路入口连接，
所述混合腔的热路入口处设置有配平活门；
所述控制系统根据所述管路温度传感器的实测值及管路温度的目标值控制配平活门的开度，进而调节混合腔的气体温度。
优选地，所述冷路设置有制冷组件；
所述制冷组件的排气端与所述混合腔的冷路入口连接，所述制冷组件的进气端分别与冷路和热路连接；
与所述制冷组件进气端连接的热路分支管路上设置有温度控制活门；
与所述制冷组件进气端连接的冷路上设置有冷风道调节活门。
优选地，所述制冷组件的排气端设置有制冷组件出口温度传感器；
所述制冷组件出口温度传感器、温度控制活门及冷风道调节活门与所述控制系统连接。
优选地，所述控制系统包括：控制器、模拟量输入模块及人机界面；
人机界面及模拟量输入模块分别与控制器连接，模拟量输入模块分别与管路温度传感器及制冷组件出口温度传感器连接；
所述控制器读取模拟量输入模块采集第一管路的温度值和制冷组件出口处温度值及人机界面设定第一管路的温度目标值，计算出制冷组件排气口处的温度目标值，所述控制器根据制冷组件排气出口温度目标值调节温度控制活门及冷风道调节活门的张度。
优选地，所述控制器为可编程控制器。
本发明技术方案的有益技术效果：本发明制冷系统地面试验温度控制装置实现即制冷系统地面试验过程中组件温度控制活门、冷风道调节活门、配平活门的调节，以满足制冷系统出口温度和管路温度的精确度和稳定性考核，系统由可编程控制器、模拟量输入模块组成，完成组件温度控制活门、冷风道调节活门、配平活门的调节，以满足组件出口温度和管路温度的控制要求。
附图说明
图1为本发明制冷系统地面实验温度控制装置的一优选实施例的组成示意图；
图2为图1所示实施例的逻辑控制原理示意图；
图3为图1所示实施例的控制系统组成示意图；
其中，1-控制器，2-模拟量输入模块，3-冷风道调节活门，4-温度控制活门，5-配平活门，6-管路温度传感器，7-制冷组件出口温度传感器，8-人机界面，9-混合腔，10-座舱，11-第一管路，12-制冷组件，13-冷路，14-热路，15-热路分支管路。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明,请参阅图1至图3；
一种制冷系统地面试验温度控制装置，包括：混合腔9、座舱10、冷路13、热路14、控制系统及配平活门5；
冷路13与混合腔9的冷路入口连接，热路14与混合腔9的热路入口连接，座舱10与混合腔9通过第一管路11连接，来自冷路13的低温气体与来自热路14的高温气体经混合腔9混合后，通过第一管路输出到座舱10内。
第一管路11设置有管路温度传感器6，用于测量流入第一管路11的气体温度，并将实际测量的温度参数输送给控制系统。
混合腔9的热路入口处设置有配平活门5，通过调节配平活门5的张度，从而调节流入混合腔9的高温气体流量。
控制系统根据管路温度传感器6的实测值及管路温度的目标值控制配平活门5的开度，进而调节混合腔9内气体温度。
本实施例中，冷路13设置有制冷组件12，制冷组件12的排气端与混合腔9的冷路入口连接，经制冷组件12冷却后的气体流入到混合腔9内。
与制冷组件12进气端连接的热路分支管路15上设置有温度控制活门4，通过控制温度控制活门4的张度实现对流入制冷组件12的高温气体流量调节，进而调节由冷路13流入混合腔9的冷却气体的温度。
与制冷组件12进气端连接的冷路13上设置有冷风道调节活门3，通过控制冷风道调节活门3的张度实现对流入制冷组件12的低温气体流量调节，进而调节调节由冷路13流入混合腔9的冷却气体的温度。
本实施例中，制冷组件12的排气端设置有制冷组件出口温度传感器7，用于测量经过制冷组件12流向混合腔9冷路入口气体的温度；
制冷组件出口温度传感器7、温度控制活门4及冷风道调节活门3分别与控制系统连接。
本实施例中，控制系统包括：控制器1、模拟量输入模块2及人机界面8；人机界面8能够设定第一管路11的管路内气体温度；
人机界面8及模拟量输入模块2分别与控制器1连接，模拟量输入模块2分别与管路温度传感器6及制冷组件出口温度传感器7连接；
控制器1读取模拟量输入模块2采集的第一管路11内气体的温度值和制冷组件出口处气体温度值及人机界面设定第一管路的温度目标值，计算出制冷组件排气口处的温度目标值，控制器1根据制冷组件12排气出口温度目标值调节温度控制活门4及冷风道调节活门3的张度。
可以理解的是：本实施例中，控制器1为可编程控制器，实现了系统温度的自动控制。
本实施例中，冷路13的进气口位于冲压空气的流动线路上，引入冲压空气作为冷却气体，既保证了冷却效果，也降低了飞机制冷组件的能源消耗。
热路14从发动机引气，引入发动机的高温高压气体作为热路的升温气体，合理利用了飞机发动机的余热。
本发明的根据制冷组件出口温度目标值和实测值输出控制信号，通过控制温度控制活门4和冷风道调节活门3的开度达到控制制冷组件12出口温度目的。制冷组件出口温度需要降低时，温度控制活门向关闭方向运动，冷风道调节活门向打开方向运动。
如果升高制冷组件出口温度，开大温度控制活门，冷风道调节活门向关闭方向运动，增加加热路流量。同时根据管路温度目标值和实测值输出控制信号，通过控制配平活门5开度达到控制第一管路11温度目的。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种制冷系统地面试验温度控制装置，其特征在于，包括：混合腔(9)、座舱(10)、冷路(13)、热路(14)、控制系统及配平活门(5)；
所述座舱(10)与混合腔(9)通过第一管路(11)连接，且所述第一管路(11)设置有管路温度传感器(6)；
所述冷路(13)与所述混合腔(9)的冷路入口连接，所述热路(14)与所述混合腔(9)的热路入口连接，
所述混合腔(9)的热路入口处设置有配平活门(5)；
所述控制系统根据所述管路温度传感器(6)的实测值及管路温度的目标值控制配平活门(5)的开度，进而调节混合腔(9)内气体温度。
2.根据权利要求1所述的制冷系统地面试验温度控制装置，其特征在于：所述冷路(13)设置有制冷组件(12)；
所述制冷组件(12)的排气端与所述混合腔(9)的冷路入口连接；
与所述制冷组件(12)进气端连接的热路分支管路(15)上设置有温度控制活门(4)；
与所述制冷组件(12)进气端连接的冷路上设置有冷风道调节活门(3)。
3.根据权利要求2所述的制冷系统地面试验温度控制装置，其特征在于：所述制冷组件(12)的排气端设置有制冷组件出口温度传感器(7)；
所述制冷组件出口温度传感器(7)、温度控制活门(4)及冷风道调节活门(3)与所述控制系统连接。
4.根据权利要求3所述的制冷系统地面试验温度控制装置，其特征在于：所述控制系统包括：控制器(1)、模拟量输入模块(2)及人机界面(8)；
人机界面(8)及模拟量输入模块(2)分别与控制器(1)连接，模拟量输入模块(2)分别与管路温度传感器(6)及制冷组件出口温度传感器(7)连接；
所述控制器(1)读取模拟量输入模块(2)采集的第一管路的温度值和制冷组件出口处温度值及人机界面设定第一管路的温度目标值，计算出制冷组件排气口处的温度目标值，所述控制器(1)根据制冷组件(12)排气出口温度目标值调节温度控制活门(4)及冷风道调节活门(3)的张度。
5.根据权利要求4所述的制冷系统地面试验温度控制装置，其特征在于：所述控制器(1)为可编程控制器。
6.根据权利要求1所述的制冷系统地面试验温度控制装置，其特征在于：所述冷路(13)的进气口位于冲压空气的流动线路上。
7.根据权利要求1所述的制冷系统地面试验温度控制装置，其特征在于：所述热路(14)从发动机引气。
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