CN108100263A - 一种直升机综合环控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直升机综合环控系统，属于直升机电传操纵系统基准调整技术领域。综合环控系统包括通风加温除雾系统、蒸发循环制冷系统及综合控制系统；所述通风加温除雾系统由引气系统及空气分配系统组成；所述引气系统从动力系统引入热气，由动力系统一端的管路经关断阀、单向阀、电动活门后与集成混合装置连接；所述引气系统靠近所述集成混合装置设置有吸气风扇，用于抽吸环境空气；所述蒸发循环制冷系统设置有蒸发器，所述蒸发器设置在集成所述混合装置内，用于降低集成混合装置内的混合气体的温度；所述综合控制系统控制混合气体的温度，混合气体经集成混合装置传输给空气分配系统。本发明实现了综合环控系统更紧凑、重量更轻、操作更便捷。
Description
技术领域
本发明属于直升机环境控制技术领域，具体涉及一种直升机综合环控系统。
背景技术
直升机综合环控系统包括通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统，传统通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统各自独立，包括独立控制系统、独立空气分配系统，既增加了飞行员的操作负荷，又增加了载机的布置空间和重量。
发明内容
本发明的目的：为解决上述问题，本发明提供一种直升机综合环控系统，实现了通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统集成设计，一方面实现了控制系统集成，另一方面实现了空气分配系统集成，通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统共用一套空气分配系统，通过控制部件实现流量分配需求。
本发明的技术方案：一种直升机综合环控系统，综合环控系统包括通风加温除雾系统、蒸发循环制冷系统及综合控制系统；
所述通风加温除雾系统由引气系统及空气分配系统组成；
所述引气系统从动力系统引入热气，由动力系统一端的管路经关断阀、单向阀、电动活门后与集成混合装置连接；
所述引气系统靠近所述集成混合装置设置有吸气风扇，用于抽吸环境空气；
所述蒸发循环制冷系统设置有蒸发器，所述蒸发器设置在集成所述混合装置内，用于降低集成混合装置内的混合气体的温度；
所述综合控制系统控制混合气体的温度，混合气体经集成混合装置传输给空气分配系统。
优选地，所述蒸发循环制冷系还包括压缩机、冷凝器、膨胀阀及制冷剂；
压缩机进气端与所述蒸发器的出口连接，压缩机的排气端依次与所述冷凝器及膨胀阀连接，最后流入蒸发器；
所述冷凝器的换热端放出大量的热，通过主减滑油散热系统的风机将制冷剂的热量排到外界环境中。
优选地，所述集成混合装置内设置有温度传感器、温度继电器、过滤器及引射器；
所述温度传感器与所述综合控制系统连接，用于测量混合气体的温度；
所述过滤器靠近吸气风扇设置，用于过滤其抽吸的环境大气。
优选地，所述混合装置设置有排水口，用于将其内部水排出。
优选地，所述综合控制系统采集舱内温度及舱外温度，结合集成混合装置内的气体温度进而控制电动活门的开度及压缩机工作状态。
本发明技术方案的有益效果：本发明实现了直升机通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统在零组件和空气分配系统设计上的集成，实现了蒸发循环制冷系统与主减滑油散热系统在零组件设计上的集成，实现了综合环控系统更紧凑、重量更轻、操作更便捷。
附图说明
图1为本发明直升机综合环控系统的一优选实施例的通风加温除雾系统示意图；
图2为本发明直升机综合环控系统的一优选实施例的集成混合装置示意图；
图3为本发明直升机综合环控系统的一优选实施例的蒸发循环制冷系统示意图；
图4为本发明直升机综合环控系统的一优选实施例的结构组成示意图；
其中，1-关断阀，2-单向阀，3-电动活门，4-吸气风扇，5-集成混合装置，6-压缩机，7-冷凝器，8-膨胀阀，9-蒸发器，10-排水口，11-温度传感器，12温度继电器，13-过滤器。
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。
如图1至图4所示：一种直升机综合环控系统，综合环控系统包括通风加温除雾系统、蒸发循环制冷系统及综合控制系统；
其中，通风加温除雾系统由引气系统及空气分配系统组成；
通风加温除雾系统中的引气系统从动力系统引入热气，由动力系统一端的管路经关断阀1、单向阀2、电动活门3后与集成混合装置5连接；
引气系统靠近集成混合装置5设置有吸气风扇4，用于抽吸环境空气，引气将吸气风扇4抽吸的环境冷空气在集成混合装置5中进行加热。
蒸发循环制冷系统设置有蒸发器9，蒸发器9设置在集成混合装置5内，用于降低集成混合装置5内的混合气体的温度，通过综合控制系统控制冷热混合空气温度；将温度适宜的混合空气送入空气分配系统分配给舱室加温和玻璃表面除雾；通风通过吸气风扇4抽吸环境空气，经过空气分配系统送入舱室。
本实施例中，蒸发循环制冷系统由压缩机6、冷凝器7、膨胀阀8、蒸发器9和制冷剂管路组成，主要通过制冷剂的相变原理实现对舱室的冷却，其控制过程如下：压缩机6吸入蒸发器9出口过来的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排出压缩机6；高温高压的过热制冷剂气体进入冷凝器7，放出大量的热，通过主减滑油散热系统风机将制冷剂的热量排到外界环境中，随着温度的降低，制冷剂气体冷凝成液体；温度和压力较高的制冷剂液体通过膨胀阀8节流降压，压力和温度急剧下降，以气液两相状态排出膨胀阀8；两相状态的制冷剂进入蒸发器9；
吸气风扇4将舱室内和环境的混合空气经过蒸发器9吸入集成混合装置5，制冷剂温度低于混合空气温度，吸收混合空气中的热量，在出口处成为过热状态的低温低压的制冷剂蒸气，之后进入压缩机，一个工作循环结束。集成混合装置5中温度降低的混合空气通过空气分配系统送入舱室制冷。
本装置的蒸发循环制冷系统取消冷凝风机，冷凝器7的散热通过主减滑油散热系统共用风道和风扇实现；
蒸发循环制冷系统取消蒸发风机，蒸发器9的冷风通过引气系统吸气风扇4的强迫对流作用实现。
本实施例中，集成混合装置5集通风、引射加温、温度监控、冷却、过滤、排水功能于一体，支持不同功能接口预留和功能拓展；集成混合装置5内设置有温度传感器11、温度继电器12、过滤器13及引射器；温度传感器11与综合控制系统连接，用于测量混合气体的温度；过滤器14靠近吸气风扇4设置，用于过滤其抽吸的环境大气。
可以理解的是：混合装置5设置有排水口10，用于将其内部水排出，考虑直升机雨天飞行及蒸发器冷却空气产生冷凝水，集成混合装置5设计时考虑了积水的排放功能。
本实施例中，综合控制系统采集舱内温度及舱外温度，结合集成混合装置内的气体温度进而控制电动活门3的开度及压缩机6工作状态。通过软件控制实现各种工作模式和提供告警。综合控制系统通过采集外界环境温度、舱内温度信息进行判断系统加温或制冷，其中系统温度设定范围为10至30℃，判断逻辑如下：
1)加温逻辑：当外界环境温度-舱内设定目标温度<0时，控制系统软件经过计算判断，启动加温系统，打开关断阀1、单向阀2、电动活门3、吸气风扇4，同时根据舱内温度传感器反馈的温度与驾驶员设定温度值进行比较，若低于设定温度值，控制系统将控制电动活门3的开启度增大，直至舱内温度达到设定目标温度后，电控活门3开启度保持不变，实现舱室加温控制；
2)制冷逻辑：当外界环境温度-舱内设定目标温度>0时,控制系统软件经过计算判断，启动制冷系统,压缩机6开始工作，同时根据舱内温度传感器反馈的温度值与设定的目标温度值进行比较，如低于目标温度值，制冷系统待机，压缩机6停止工作，若高于目标温度值，压缩机6继续工作，系统继续制冷。
本发明一方面实现了控制系统集成，减少了一个控制盒；另一方面实现了空气分配系统集成，通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统共用一套空气分配系统，通过控制部件实现流量分配需求；另外，实现了通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统零部件集成，如取消了蒸发风机，降低蒸发循环制冷系统重量；实现了蒸发循环制冷系统和主减滑油散热系统集成，取消了冷凝风机；实现了综合环控系统更紧凑、重量更轻、操作更便捷。
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 (5)
1.一种直升机综合环控系统，其特征在于：综合环控系统包括通风加温除雾系统、蒸发循环制冷系统及综合控制系统；
所述通风加温除雾系统由引气系统及空气分配系统组成；
所述引气系统从动力系统引入热气，由动力系统一端的管路经关断阀(1)、单向阀(2)、电动活门(3)后与集成混合装置(5)连接；
所述引气系统靠近所述集成混合装置(5)设置有吸气风扇(4)，用于抽吸环境空气；
所述蒸发循环制冷系统设置有蒸发器(9)，所述蒸发器(9)设置在集成所述混合装置(5)内，用于降低集成混合装置(5)内的混合气体的温度；
所述综合控制系统控制混合气体的温度，混合气体经集成混合装置(5)传输给空气分配系统。
2.根据权利要求1所述的直升机综合环控系统，其特征在于：所述蒸发循环制冷系还包括压缩机(6)、冷凝器(7)、膨胀阀(8)及制冷剂；
压缩机(6)进气端与所述蒸发器(9)的出口连接，压缩机(6)的排气端依次与所述冷凝器(7)及膨胀阀(8)连接，最后流入蒸发器(9)；
所述冷凝器(7)的换热端放出大量的热，通过主减滑油散热系统的风机将制冷剂的热量排到外界环境中。
3.根据权利要求1所述的直升机综合环控系统，其特征在于：所述集成混合装置(5)内设置有温度传感器(11)、温度继电器(12)、过滤器(13)及引射器；
所述温度传感器(11)与所述综合控制系统连接，用于测量混合气体的温度；
所述过滤器(14)靠近吸气风扇(4)设置，用于过滤其抽吸的环境大气。
4.根据权利要求1所述的直升机综合环控系统，其特征在于：所述混合装置(5)设置有排水口(10)，用于将其内部水排出。
5.根据权利要求1所述的直升机综合环控系统，其特征在于：所述综合控制系统采集舱内温度及舱外温度，结合集成混合装置内的气体温度进而控制电动活门(3)的开度及压缩机(6)工作状态。
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