DE19936643C2

DE19936643C2 - Vorrichtung zur Klimatisierung des Kabinenbereiches eines Passagierflugzeuges

Info

Publication number: DE19936643C2
Application number: DE1999136643
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Mueller; Karen Wichern
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2019-08-05
Also published as: DE19936643A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Klimatisierung des Kabinenbereiches eines Passagierflugzeuges besteht aus wenigstgens einer Luftmischereinheit, die einerseits über wenigstens eine Rezirkulationseinheit mit der Flugzeugkabine und andererseits über wenigstens ein Mengenregelventil und wenigstens ein Klimaaggregat mit einer Frischluftzufuhr verbunden ist. Ferner umfaßt sie eine Steuer- und Regeleinrichtung, die mit Überwachungssensoren zur Erfassung von Parametern, die die Luftqualität charakterisieren, versehen ist. Über die Steuer- und Regeleinrichtung sind die Komponenten der Frischluftzufuhr und der Rezirkulationseinheit beaufschlagbar. In einem Speicher der Steuer- und Regeleinrichtung sind Vorgabedaten für die von den Sensoren erfaßten Parameter zur Durchführung einer selbsttätigen Regelung abgelegt. Von den Sensoren werden dabei neben dem Kabinendruck und der Temperatur ständig die Zusammensetzung sowie die Strömungsgeschwindigkeit der Kabinenluft gemessen. Der Kabinenbereich kann ferner in mehrere Komfortzonen unterteilt sein, in denen jeweils Sensoren angeordnet sind und denen Regelventile zugeordnet sind, die von der Steuer- und Regeleinrichtung beaufschlagbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Klimatisierung des Kabinenbereiches eines Pas sagierflugzeuges, mit wenigstens einer Luftmischereinheit, die einerseits über wenigstens eine Rezir kulationeinheit mit der Flugzeugkabine und andererseits über wenigstens ein Luftmengen-Regelventil und wenigstens ein Klimaaggregat mit einer Frischluftzufuhr verbunden ist, sowie mit einer Steuer- und Regeleinrichtung, die mit Überwachungssensoren zur Erfassung des Käbinenluftdruckes und der Kabinenlufttemperatur und mit weiteren Sensoren zur Erfassung weiterer die Luftqualität und damit den Komfort der Passagiere bestimmender Luftparameter verbunden ist, welche über die Komponen ten der Frischluftzufuhr und der Rezirkulationeinheit beaufschlagbar sind, wobei diese Sensoren an eine Auswertelogik der Steuer- und Regeleinrichtung angeschlossen sind und in einem Speicher der Steuer- und Regeleinrichtung entsprechende Vorgabedaten für die von den Sensoren erfassten Pa rameter zur Durchführung einer selbsttätigen Regelung ablegbar sind, dabei ermittelt ein in der Aus wertelogik enthaltener Rechner aus den sensitiv erfassten und aus den vorgespeicherten Daten die erforderlichen Frischluft- und Rezirkulationsluftmengen.

Mit der US 5,791,982 A zählt eine derartige Vorrichtung zur Klimatisierung des Kabinenbereiches eines Passagierflugzeuges zum Stand der Technik. Weiterhin ist aus der US 4,261,416 A eine Vor richtung zur Klimatisierung des Kabinenbereiches eines Passagierflugzeuges bekannt, bei der ein Luftmengen-Regelventil, das zwischen der Frischluftzufuhr und dem Klimagerät angeordnet ist, sowie wenigstens ein Rezirkulationsgebläse der Rezirkulationseinheit, das mit der Luftmischereinheit ver bunden ist, an eine Steuer- und Regeleinrichtung angeschlossen sind. Außerdem ist bei dieser An ordnung wenigstens ein weiterer Sensor ein zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit der Kabi nenluft dienender Sensor, mit dessen an die Steuer- und Regeleinrichtung übermittelten Daten die Luftgeschwindigkeit der in den Kabinenbereich geleiteten Ventilationsluft beeinflusst wird.

Ferner sind der Fachwelt Kabinenumluftsysteme der anfangs angegebenen Art bekannt, die der Kli matisierung der Rumpfeinheiten von Passagierflugzeugen dienen. Mit ihrer Hilfe wird der Frischluft mengenstrom für einen Passagierflugzeug-Druckrumpf geregelt und es wird ein Recycling der Kabi nenluft durchgeführt, wobei in der Regel der Druck und/oder die Temperatur der Kabinenluft über wacht werden. Dabei wird dem Druckrumpf sowohl am Boden als auch während des Fluges ein kon stanter Frischluftvolumenstrom zur Ventilation der Kabine, des Cockpits, der Elektronik- sowie der Frachträume zugeführt und es wird insbesondere in der Kabine und im Cockpit die Luftqualität durch diesen Volumenstrom gewährleistet.

Um die Temperatur und die Luftgeschwindigkeit in der Ventilationsluft für die Flugzeuginsassen mög lichst angenehm zu gestalten, wird üblicherweise ein konstanter Luftstrom in der Art sogenannter Rezirkulationsluft der Frischluft beigemischt. Bei der Rezirkulationsluft handelt es sich um verbrauch te Kabinenluft, die wiederverwendet wird. Die den Frischluftaufbereitungseinrichtungen, d. h. den Kli maaggregaten (sogenannte Klimapacks), zugeordneten Luftmengensteuerventile (Flow Control Val ves) werden zumeist im Hinblick auf einen konstanten Volumenstrom (Bleed Air) geregelt.

Eine Veränderung der Mengenströme erfolgt bei diesen bekannten Vorrichtungen nur im Fehlerfall. Ausnahmen sind ein etwaiger zusätzlicher Luftbedarf für eine Frachtraumbelüftung und ein sogenannter Economy-Modus für die Kabine, mit denen der Luftstrom auf einen anderen, dann aber wieder konstanten Wert eingestellt werden kann.

Da außerdem auch der Kohlendioxidanteil in der Kabinenluft maßgeblich die Luftqualität beeinflußt, ist bei einer aus der EP 0 301 607 B1 bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgese hen, daß zusätzlich zum Kabinendruck auch die Kohlendioxidkonzentration erfasst und unterhalb eines bestimmten Niveaus gehalten wird. Die mittels eines Drucksensors sowie eines Kohlendioxid sensors meßtechnisch überwachten Werte werden jeweils einer Steuer- und Regeleinrichtung zuge leitet, die einen Soll-/Ist-Vergleich durchführt und die entweder das Klimaaggregat oder ein Entlüf tungsventil der Rezirkulationseinrichtung ansteuert.

Den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist gemeinsam, dass sowohl die gewünschte Lufttemperatur als auch die zuzuführende Luftmenge vom Piloten vorgewählt und in das System eingegeben werden müssen. Dies muß zum einen vor jedem Flug als auch während des Fluges jeweils manuell erfolgen, wobei nicht oder in nur unzureichender Weise auf weitere Parameter, die den Komfort in der Kabine beeinflussen, reagiert werden kann, so daß diese unberücksichtigt bleiben.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Klimatisierung des Kabi nenbereiches eines Passagierflugzeuges derart zu verbessern, dass mit ihr - neben der Überwa chung des Kabinenluftdrucks und der Kabinenlufttemperatur - auf günstige Art und Weise auch ande re Parameter der Kabinenluft kabinenzonal erfasst werden, um eine passagierkomfortable Luftver sorgung der einzelnen Komfortzonen eines zonal unterteilten Kabinenbereiches mit hoher Luftqualität zu gewährleisten. Die Verbesserung dieser Vorrichtung soll sich auf einfache Weise einem vorhande nen System zur Flugzeug-Klimatisierung integrieren lassen und somit ohne weiteres für eine Nach rüstung geeignet sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Systems zur Flugzeugklimatisierung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kabinenbereich in mehrere Komfortzonen unterteilt. In jeder dieser Zonen befinden sich ein oder mehrere weitere Sensoren 10 bis 13, die an eine zentrale Steuer- und Regeleinrichtung 16 angeschlossen sind. Letztere ist wiederum mit einem Luftmengen-Regelventil 14 sowie mit einem oder mehreren Rezirkulationsgebläsen 15 verbunden, wobei das Luftmengen-Regelventil 14 zwischen einer Frischluftzufuhr 17 und einem Klimaaggregat 18 angeordnet ist, während sich der bzw. die Rezirkulationsgebläse 15 in Strömungsrichtung gesehen wieder hinter einem Entlüftungsventil 19 für die verbrauchte Luft aus der zu versorgenden, in der Figur nicht dargestellten Flugzeugkabine befinden.

Dem Luftmengen-Regelventil 14 sowie den Rezirkulationsgebläsen 15 nachgeschaltet ist eine Reihe von Regelventilen 20 bis 27, die jeweils die Frischluft- und Rezirkulationsluftzufuhr für die einzelnen Komfortbereiche der Flugzeugkabine steuern und die zu diesem Zweck von der Auswertelogik der Steuer- und Regeleinrichtung 16 in Abhängigkeit von den Luftparametern, die von den weiteren Sen soren 10 bis 13 gemessenen wurden, beaufschlagt werden.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung sind die zusätzlichen Komponenten, d. h. die Steuer- und Regeleinrichtung 16 sowie die mit ihr verbundenen weiteren Sensoren 10 bis 13, auf einfache Weise in ein bereits vorhandenes System zur Flugzeugklimatisierung integrierbar und somit ohne weiteres für eine Nachrüstung bereits im Einsatz befindlicher Flugzeuge geeignet.

Claims

Vorrichtung zur Klimatisierung des Kabinenbereiches eines Passagierflugzeuges, mit wenigstens einer Luftmischereinheit, die einerseits über wenigstens eine Rezirkulationseinheit mit der Flugzeugkabine und andererseits über wenigstens ein Luftmengen-Regelventil (14) und we nigstens ein Klimaaggregat (18) mit einer Frischluftzufuhr verbünden ist, sowie mit einer Steuer- und Regeleinrichtung (16), die mit Überwachungssensoren zur Erfassung des Kabinenluftdruckes und der Kabinenlufttemperatur und mit weiteren Sensoren (10 bis 13) zur Erfassung weiterer die Luftqualität und damit den Komfort der Passagiere bestimmender Luftparameter verbunden ist, welche über Komponenten der Frischluftzufuhr und der Rezirkulationseinheit beaufschlagbar sind, wobei diese Sensoren (10 bis 13) an eine Auswertelogik der Steuer- und Regeleinrichtung (16) angeschlossen sind und in einem Speicher der Steuer- und Regeleinrichtung (16) entsprechende Vorgabedaten für die von den Sensoren (10 bis 13) erfassten Parameter zur Durchführung einer selbsttätigen Regelung ablegbar sind, dabei ermittelt ein in der Auswertelogik enthaltener Rechner aus den sensitiv erfassten und aus den vorgespeicherten Daten die erforderlichen Frischluft- und Rezirkulationsluftmengen, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftmengen-Regelventil (14), das zwischen der Frischluftzufuhr und dem Klimaaggregat (18) angeordnet ist, sowie wenigstens ein Rezirkulationsgebläse (15) der Rezirkulationseinheit, das mit der Luftmischereinheit verbunden ist, an die Steuer- und Regeleinrichtung (16) angeschlossen sind, außerdem dass wenigstens einer der weiteren Sensoren (10 bis 13) ein zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit der Kabinen luft dienender Sensor ist, wobei der Auswertelogik eine weitere Logik nachgeschalten ist, über die das Luftmengen-Regelventil (14) sowie das Rezirkulationsgebläse (15) selbsttätig geregelt wird, und dass der Kabinenbereich in mehrere Komfortzonen unterteilt ist, in denen jeweils Sensoren (10 bis 13) angeordnet sind, und jeder Komfortzone Regelventile (20 bis 27) zugeordnet sind, die von der Steuer- und Regeleinrichtung (16) beaufschlagbar sind.