CN109533345A - 一种直升机综合环控控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种直升机综合环控控制系统，属于直升机电气环控设计技术领域。该系统包括用于接收用户输入控制面板、监测客舱及驾驶舱的多个温度及压力传感器，以及控制模块，所述控制模块用于接收用户输入，并根据输入值与多个监测值比对，选择性对驾驶舱和/或客舱进行加温通风、驾驶舱除雾控制。本申请将通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统各用电设备、驱动设备、传感器等进行集中管理和控制，实现控制直升机座舱环境的目的，同时考虑了人体不同部位对冷热的敏感度，实现了不同工作模式不同部位不同送风量，流场和温度场分布更合理，舒适度更佳。
Description
技术领域
本申请属于直升机电气环控系统设计技术领域，具体涉及一种直升机综合环控控制系统。
背景技术
直升机驾驶舱及客舱的通风除湿、加温等通常采用分系统独立完成，资源利用率较低，新型的直升机通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统对集成化程度越来越高，需要制定相应的综合控制系统。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种直升机综合环控控制系统，本申请直升机综合环控控制系统目的在于将通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统各用电设备、驱动设备、传感器等进行集中管理和控制，实现控制直升机座舱环境的目的，同时考虑了人体不同部位对冷热的敏感度，实现了不同工作模式不同部位送风，流场和温度场分布更合理，舒适度更佳。
本申请直升机综合环控控制系统，主要包括：
终端信息接收模块，用于接收用户在控制终端处的输入；
多个传感器，分别用于监测驾驶舱及客舱内温度、驾驶舱及客舱两侧进气混合装置末端管路温度、驾驶舱及客舱除霜温度、制冷系统工作压力、驾驶舱及客舱两侧蒸发器的回风温度；
控制模块，根据将所述终端信息接收模块接收的输入与多个传感器反馈的各监测值比对，选择性对驾驶舱和/或客舱进行环境控制，所述环境控制包括加温通风、制冷除湿以及通风除雾。
优选的是，所述接收的用户在控制终端处的输入包括模式选择信号以及区域选择信号，
其中，所述模式包括除雾、通风以及温控；
所述区域包括前舱及后舱。
优选的是，所述模式选择信号为通风时，所述控制终端处的输入还包括通风强度及通风样式，所述通风样式包括新风及回风。
优选的是，所述模式选择信号为温控时，所述控制终端处的输入还包括温控样式，所述温控样式包括自动通风及手动通风，所述自动通风时，所述控制终端处的输入还包括第一目标温度值，所述手动通风时，所述控制终端处的输入还包括第二目标温度值。
优选的是，所述控制模块包括客舱加温通风控制单元，所述客舱加温通风控制单元包括：
通风子单元，用于在通风模式下，根据通风样式及通风强度对客舱进行通风；
加温子单元，用于在自动通风样式下，根据客舱内温度传感器反馈的温度值与所述第一目标温度值进行比较，如果客舱内温度传感器反馈的温度值小于所述第一目标温度值，实时调节加温设备的活门开启程度，控制对客舱进行加温；
所述加温子单元还用于在手动通风样式下，根据客舱内温度传感器反馈的温度值与所述第二目标温度值进行比较，调节加温设备的活门开启程度至匹配所述第二目标温度值。
优选的是，还包括驾驶舱制冷除湿控制单元，用于根据驾驶舱蒸发器的回风温度及制冷系统工作压力与设定值的比较结果控制驾驶舱制冷除湿。
优选的是，还包括客舱制冷除湿控制单元，用于根据客舱蒸发器的回风温度及制冷系统工作压力与设定值的比较结果控制客舱制冷除湿。
优选的是，还包括显示单元，用于显示设定温度、故障代码以及温控信息。
优选的是，所述显示单元集成在飞机管理系统中。
优选的是，所述控制终端集成在照明系统中。
本发明的优点包括：
1)实现了对单舱或多舱环境独立控制，控制精度高；
2)根据人体不同部位控制阀门位置进行不同风量送风，舒适性更好；
3)采用双余度设计，可靠性更高；
4)控制模块和控制面板集成在一个装置上；
5)显示单元集成在飞机管理系统中；
6)导光板控制单元集成在照明系统中。
附图说明
图1为本申请直升机综合环控控制系统的一优选实施例的系统架构示意图。
图2为本申请图1所示实施例的控制面板示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式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。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
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所示，本申请直升机综合环控控制系统由控制模块、控制面板、驾驶舱内部温度传感器、客舱内部温度传感器、驾驶舱左混合温度传感器、驾驶舱右混合温度传感器、客舱左混合温度传感器、客舱右混合温度传感器、驾驶舱压力温度传感器、驾驶舱左回风温度传感器、驾驶舱右回风温度传感器、客舱压力温度传感器、客舱左回风温度传感器、客舱右回风温度传感器、显示单元、数据输入单元组成。
其中，控制模块由驾驶舱通风加温除雾控制单元、客舱加温通风控制单元、驾驶舱制冷除湿控制单元、客舱制冷除湿控制单元组成。
本申请直升机综合环控控制系统用来控制通风加温除雾系统和蒸发循环制冷系统，其中通风加温除雾系统由单向阀、引气管路、混合装置、分配管路、驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇、驾驶舱电动活门、客舱左侧空气分配选择阀、客舱右侧空气分配选择阀、客舱左侧新风/回风调节阀，客舱右侧新风/回风调节阀、客舱左侧吸气风扇、客舱右侧吸气风扇、客舱电动活门。蒸发循环制冷系统由驾驶舱压缩机、驾驶舱冷凝器、驾驶舱左蒸发器、驾驶舱右蒸发器、驾驶舱舱膨胀阀、客舱压缩机、客舱冷凝器、客舱左蒸发器、客舱右蒸发器、客舱膨胀阀、制冷剂管路组成。
本申请提供了一种直升机综合环控控制系统，包括：
终端信息接收模块，用于接收用户在控制终端处的输入；
多个传感器，分别用于监测驾驶舱及客舱内温度、驾驶舱及客舱两侧进气混合装置末端管路温度、驾驶舱及客舱除霜温度、制冷系统工作压力、驾驶舱及客舱两侧蒸发器的回风温度；
控制模块，根据将所述终端信息接收模块接收的输入与多个传感器反馈的各监测值比对，选择性对驾驶舱和/或客舱进行环境控制，所述环境控制包括加温通风、制冷除湿以及通风除雾。
本实施例中，用户在控制终端处的输入参考图2，本实施例的控制终端为集成在机体内的控制面板，该控制面板处于高亮显示状态，可以理解的是，其集成于直升机的照明系统中。
在一些可选实施方式中，所述接收的用户在控制终端处的输入包括模式选择信号、区域选择信号，参考图2，所述模式包括除雾、通风以及温控；所述区域包括前舱及后舱。
在一些可选实施方式中，所述模式选择信号为通风时，所述控制终端处的输入还包括通风强度及通风样式，所述通风样式包括新风及回风。
在一些可选实施方式中，所述模式选择信号为温控时，所述控制终端处的输入还包括温控样式，所述温控样式包括自动通风及手动通风，所述自动通风时，所述控制终端处的输入还包括第一目标温度值，所述手动通风时，所述控制终端处的输入还包括第二目标温度值。
在一些可选实施方式中，所述控制模块包括客舱加温通风控制单元，所述客舱加温通风控制单元包括：
通风子单元，用于在通风模式下，根据通风样式及通风强度对客舱进行通风；
加温子单元，用于在自动通风样式下，根据客舱内温度传感器反馈的温度值与所述第一目标温度值进行比较，如果客舱内温度传感器反馈的温度值小于所述第一目标温度值，实时调节加温设备的活门开启程度，控制对客舱进行加温；
所述加温子单元还用于在手动通风样式下，根据客舱内温度传感器反馈的温度值与所述第二目标温度值进行比较，调节加温设备的活门开启程度至匹配所述第二目标温度值。
本实施例还具有以下实施方案：
驾驶舱通风加温除雾控制单元，在自动加温模式下根据驾驶舱内温度传感器反馈的温度与设定温度比较、驾驶舱左右混合温度传感器检测的温度与设计值比较，控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇工作，驾驶舱电动活门打开；
驾驶舱通风加温除雾控制单元，手动加温模式下，温度设定旋钮旋转至右极限位置，控制面板显示屏显示“H”,控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇工作，驾驶舱电动活门开启度逐渐增大；
驾驶舱通风加温除雾控制单元，手动降温模式下，温度设定旋钮旋转至左极限位置，控制面板显示屏显示“L”，控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇工作，驾驶舱电动活门开启度逐渐减小；
驾驶舱内温度传感器，用于检测驾驶舱内温度；
驾驶舱左侧混合温度传感器，自动加温和除雾模式下，用于检测左侧混合装置末端管路的温度；
驾驶舱右侧混合温度传感器，自动加温和除雾模式下，用于检测右侧混合装置末端管路的温度；
驾驶舱压力温度传感器，自动制冷模式下，用于检测驾驶舱除霜温度和制冷系统工作压力；
驾驶舱左回风温度传感器，自动制冷模式下，用于检测驾驶舱左侧蒸发器回风温度；
驾驶舱右回风温度传感器，自动制冷模式下，用于检测驾驶舱左侧蒸发器回风温度；
客舱内温度传感器，用于检测客舱内温度；
客舱左侧混合温度传感器，自动加温模式下，用于检测左侧混合装置末端管路的温度；
客舱右侧混合温度传感器，自动加温模式下，用于检测左侧混合装置末端管路的温度；
客舱压力温度传感器，自动制冷模式下，用于检测客舱除霜温度和制冷系统工作压力；
客舱左回风温度传感器，自动制冷模式下，用于检测客舱左侧蒸发器回风温度；
客舱右回风温度传感器，自动制冷模式下，用于检测客舱左侧蒸发器回风温度。
在一些可选实施方式中，还包括驾驶舱制冷除湿控制单元，用于根据驾驶舱蒸发器的回风温度及制冷系统工作压力与设定值的比较结果控制驾驶舱制冷除湿。
在一些可选实施方式中，还包括客舱制冷除湿控制单元，用于根据客舱蒸发器的回风温度及制冷系统工作压力与设定值的比较结果控制客舱制冷除湿。
上述实施方式例如可以是：
驾驶舱通风加温除雾控制单元，按照控制面板的输入指令，除雾模式下根据驾驶舱左右混合温度传感器检测的温度与设计值比较，控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇工作，驾驶舱电动活门打开；
驾驶舱通风加温除雾控制单元，按照控制面板的输入指令，通风模式下，控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇工作，控制驾驶舱电动活门关闭；
驾驶舱通风加温除雾控制单元，按照控制面板的输入指令，自动加温模式下根据驾驶舱内温度传感器反馈的温度与设定温度比较、驾驶舱左右混合温度传感器检测的温度与设计值比较，控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇工作，驾驶舱电动活门打开；
驾驶舱通风加温除雾控制单元，按照控制面板的输入指令，手动加温模式下，温度设定旋钮旋转至右极限位置，控制面板显示屏显示“H”,控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇工作，驾驶舱电动活门开启度逐渐增大；
驾驶舱通风加温除雾控制单元，按照控制面板的输入指令，手动降温模式下，温度设定旋钮旋转至左极限位置，控制面板显示屏显示“L”，控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇工作，驾驶舱电动活门开启度逐渐减小；
客舱通风加温控制单元，按照控制面板的输入指令，在自动加温模式下，根据客舱内温度传感器反馈的温度与设定温度比较、客舱左右混合温度传感器检测的温度与设计值比较，控制左侧空气分配选择阀、右侧空气分配选择阀、客舱左侧新风/回风调节阀，客舱右侧新风/回风调节阀、客舱左侧吸气风扇、客舱右侧吸气风扇工作，客舱电动活门打开；
客舱通风加温控制单元，按照控制面板的输入指令，在手动加温模式下，温度设定旋钮旋转至右极限位置，控制面板显示屏显示“H”,控制左侧空气分配选择阀、右侧空气分配选择阀、客舱左侧新风/回风调节阀，客舱右侧新风/回风调节阀、客舱左侧吸气风扇、客舱右侧吸气风扇工作，客舱电动活门开启度逐渐增大；
客舱通风加温控制单元，按照控制面板的输入指令，在手动降温模式下，温度设定旋钮旋转至右极限位置，控制面板显示屏显示“L”,控制左侧空气分配选择阀、右侧空气分配选择阀、客舱左侧新风/回风调节阀，客舱右侧新风/回风调节阀、客舱左侧吸气风扇、客舱右侧吸气风扇工作，客舱电动活门开启度逐渐减小；
客舱通风加温控制单元，按照控制面板的输入指令，通风模式下，控制客舱左侧空气分配选择阀、客舱右侧空气分配选择阀、客舱左侧新风/回风调节阀，客舱右侧新风/回风调节阀、客舱左侧吸气风扇、客舱右侧吸气风扇工作，客舱电动活门关闭；
驾驶舱制冷除湿控制单元，按照控制面板的输入指令，自动制冷模式下，检测到驾驶舱左右回风温度传感器反馈的温度大于设定温度2℃时，控制驾驶舱压缩机、驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀，驾驶舱右侧新风/回风调节阀、驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇运转；
驾驶舱制冷除湿控制单元，按照控制面板的输入指令，自动制冷模式下，检测到驾驶舱压力温度传感器反馈的温度小于1℃时，控制驾驶舱空气分配选择阀、驾驶舱左侧新风/回风调节阀、驾驶舱右侧新风/回风调节阀，驾驶舱左侧吸气风扇、驾驶舱右侧吸气风扇运转，控制驾驶舱压缩机停止运转；
客舱制冷除湿控制单元，按照控制面板的输入指令，自动制冷模式下，检测到客舱左右回风温度传感器反馈的温度大于设定温度2℃时，控制客舱压缩机、左侧空气分配选择阀、右侧空气分配选择阀、客舱左侧新风/回风调节阀，客舱右侧新风/回风调节阀、客舱左侧吸气风扇、客舱右侧吸气风扇运转；
驾驶舱制冷除湿控制单元，按照控制面板的输入指令，自动制冷模式下，检测到客舱压力温度传感器反馈的温度小于1℃时，控制左侧空气分配选择阀、右侧空气分配选择阀、客舱左侧新风/回风调节阀，客舱右侧新风/回风调节阀、客舱左侧吸气风扇、客舱右侧吸气风扇运转，控制客舱压缩机停止运转；
本发明直升机综合环控控制系统可以控制增大不同送风部位的空气分配量，符合人体舒适性要求。加温时，通过控制驾驶舱空气分配选择阀、客舱左右侧空气分配选择阀的位置，增大下部空气分配量，满足飞行员脚部加温需求；制冷或通风时，通过控制驾驶舱加温/通风/除雾选择阀、客舱加温/通风选择阀的位置，增大上部空气分配量，满足头部凉爽感需求。
本发明直升机综合环控控制系统可以单舱或多舱环境进行控制，按需使用。当客舱无人员使用需求，驾驶舱可单独进行环境控制，将区域选择旋钮顺时针置于前舱；当地面维护、驾驶舱无人员使用需求时，客舱可单独进行环境控制，将区域选择旋钮逆时针置于后舱；当两舱同时有使用需求时，顺时针(或逆时针)一次经过前舱位，停歇3s、然后置于后舱位(后舱位，停歇3s、然后置于前舱位)，可实现两舱同时进行环境控制。
在一些可选实施方式中，还包括显示单元，用于显示设定温度、故障代码以及温控信息。在一些可选实施方式中，还包括导光板控制单元，用于控制面板日夜转换的调节，导光板控制单元集成在照明系统中。在一些可选实施方式中，所述显示单元集成在飞机管理系统中。
本申请直升机综合环控控制系统中的混合温度传感器、吸气风扇、新风/回风调节阀、加温/通风选择阀、电动活门等驱动部件两套设备，每套设备独立控制，实现双余度设计，一个控制回路故障或一个设备失效，另一侧可继续提供使用，提高可靠性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种直升机综合环控控制系统，其特征在于，包括：
终端信息接收模块，用于接收用户在控制终端处的输入；
多个传感器，分别用于监测驾驶舱及客舱内温度、驾驶舱及客舱两侧进气混合装置末端管路温度、驾驶舱及客舱除霜温度、制冷系统工作压力、驾驶舱及客舱两侧蒸发器的回风温度；
控制模块，根据将所述终端信息接收模块接收的输入与多个传感器反馈的各监测值比对，选择性对驾驶舱和/或客舱进行环境控制，所述环境控制包括加温通风、制冷除湿以及通风除雾。
2.如权利要求1所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，所述接收的用户在控制终端处的输入包括模式选择信号以及区域选择信号，
其中，所述模式包括除雾、通风以及温控；
所述区域包括前舱及后舱。
3.如权利要求2所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，所述模式选择信号为通风时，所述控制终端处的输入还包括通风强度及通风样式，所述通风样式包括新风及回风。
4.如权利要求3所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，所述模式选择信号为温控时，所述控制终端处的输入还包括温控样式，所述温控样式包括自动通风及手动通风，所述自动通风时，所述控制终端处的输入还包括第一目标温度值，所述手动通风时，所述控制终端处的输入还包括第二目标温度值。
5.如权利要求4所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，所述控制模块包括客舱加温通风控制单元，所述客舱加温通风控制单元包括：
通风子单元，用于在通风模式下，根据通风样式及通风强度对客舱进行通风；
加温子单元，用于在自动通风样式下，根据客舱内温度传感器反馈的温度值与所述第一目标温度值进行比较，如果客舱内温度传感器反馈的温度值小于所述第一目标温度值，实时调节加温设备的活门开启程度，控制对客舱进行加温；
所述加温子单元还用于在手动通风样式下，根据客舱内温度传感器反馈的温度值与所述第二目标温度值进行比较，调节加温设备的活门开启程度至匹配所述第二目标温度值。
6.如权利要求1所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，还包括驾驶舱制冷除湿控制单元，用于根据驾驶舱蒸发器的回风温度及制冷系统工作压力与设定值的比较结果控制驾驶舱制冷除湿。
7.如权利要求1所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，还包括客舱制冷除湿控制单元，用于根据客舱蒸发器的回风温度及制冷系统工作压力与设定值的比较结果控制客舱制冷除湿。
8.如权利要求1所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，还包括显示单元，用于显示设定温度、故障代码以及温控信息。
9.如权利要求8所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，所述显示单元集成在飞机管理系统中。
10.如权利要求1所述的直升机综合环控控制系统，其特征在于，所述控制终端集成在照明系统中。
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