KR102208492B1

KR102208492B1 - Temperature controlling system

Info

Publication number: KR102208492B1
Application number: KR1020160086259A
Authority: KR
Inventors: 김명효
Original assignee: 한화에어로스페이스 주식회사
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2021-01-27
Also published as: KR20180005927A

Abstract

본 발명의 일 실시예는 외기를 압축하여 제1 압축 가스를 생성하고, 외부로 제1 배기 가스를 배출하는 보조동력부와, 상기 보조동력부로부터 공급되는 제1 압축 가스를 사용하여 유입되는 외기를 압축하여 제2 압축 가스를 생성하고, 외부로 토출되는 상기 제2 압축 가스와 상기 제1 압축 가스를 열교환하고, 상기 제2 압축 가스를 외부로 공급하여 외부의 온도를 조절하는 환경제어부와, 상기 보조동력부와 상기 환경제어부를 연결하며, 상기 제1 압축 가스를 상기 보조동력부로부터 상기 환경제어부로 안내하는 제1 유로와, 상기 제1 유로로부터 분지되며, 상기 보조동력부와 상기 환경제어부를 연결하여 상기 제1 압축 가스를 상기 보조동력부로부터 상기 환경제어부로 안내하는 제2 유로 및 상기 제2 유로에 배치되어 상기 제1 배기 가스와 상기 제1 압축 가스를 열교환하는 제1 열교환부를 포함하는 온도 조절 시스템을 제공한다.An embodiment of the present invention is an auxiliary power unit for generating a first compressed gas by compressing the outside air and discharging the first exhaust gas to the outside, and the outside air introduced using the first compressed gas supplied from the auxiliary power unit. An environment control unit configured to compress a second compressed gas to generate a second compressed gas, heat exchange between the second compressed gas and the first compressed gas discharged to the outside, and supply the second compressed gas to the outside to control an external temperature; A first flow path that connects the auxiliary power unit and the environment control unit and guides the first compressed gas from the auxiliary power unit to the environment control unit, and is branched from the first flow channel, and the auxiliary power unit and the environment control unit A second flow path for guiding the first compressed gas from the auxiliary power unit to the environment control unit by connecting to and a first heat exchange unit disposed in the second flow path to exchange heat between the first exhaust gas and the first compressed gas It provides a temperature control system.

Description

Temperature controlling system {Temperature controlling system}

본 발명의 실시예는 온도 조절 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 보조 동력 장치로부터 배출된 배기 가스를 이용하여 온도 조절이 가능한 온도 조절 시스템에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a temperature control system, and more particularly, to a temperature control system capable of adjusting the temperature using exhaust gas discharged from an auxiliary power unit.

보조 동력 장치는 주엔진에 보조적인 동력을 공급하도록 만들어진 장치이다. 이러한 보조 동력 장치는 항공기에 구비될 수 있다. 이때, 항공기의 보조 동력 장치는 항공기가 지상에 있을 때와 이착륙 도중, 즉 주 엔진인 추진 기관이 꺼져 있을 때나 추진 기관에 많은 추력을 발생시킬 것이 요구되는 경우에 사용되는 것이다.The auxiliary power unit is a device designed to supply auxiliary power to the main engine. Such an auxiliary power unit may be provided on an aircraft. At this time, the auxiliary power unit of the aircraft is used when the aircraft is on the ground and during take-off and landing, that is, when the main engine, the propulsion engine, is turned off, or when it is required to generate a large amount of thrust to the propulsion engine.

항공기용 추진 기관인 가스 터빈 엔진은 고정익 항공기의 추진기관, 회전익 항공기의 축출력 기관으로 활용되는 구성품이다. 이러한 가스 터빈 엔진의 시동을 위해서는 우선 자체 연료 분사 및 점화 없이 보조 동력 장치를 이용하여 가스 터빈 엔진을 설정 회전수 이상으로 가속시켜줘야 한다. 이렇게 가속된 가스 터빈 엔진은 이후 자체 연료 분사 및 점화를 통해 정상 운용 회전수에 도달하게 된다. 이때까지를 가스 터빈 엔진의 시동 구간이라고 하며, 가스 터빈 엔진의 정지 상태에서 정상 운용 회전수까지 도달하는 시간을 시동 시간이라고 한다.The gas turbine engine, which is an aircraft propulsion engine, is a component used as a propulsion engine for fixed-wing aircraft and a shaft output engine for rotary-wing aircraft. In order to start such a gas turbine engine, it is necessary to accelerate the gas turbine engine above a set rotational speed using an auxiliary power device without self-injection and ignition. The accelerated gas turbine engine then reaches its normal operating speed through its own fuel injection and ignition. Up to this point is referred to as the starting section of the gas turbine engine, and the time from the stop state of the gas turbine engine to the normal operating speed is referred to as the starting time.

기존의 가스 터빈 엔진은 상술한 보조 동력 장치로부터 추기된 압축 공기를 이용하여 공기 터빈 시동기(Air Turbine Starter; ATS)를 구동시킴으로써 가스 터빈 엔진이 가속되고, 시동이 되도록 설계된다. 가스 터빈 엔진의 시동 성능이란 주어진 시간 내에 충분한 가속을 시켜주는 성능을 의미한다. 공기 터빈 시동기는 보조 동력 장치로부터 공급되는 압축 공기의 온도 및 압력이 높을수록 큰 가속 성능을 갖는다. 따라서, 가스 터빈 엔진의 시동 성능 향상을 위해서는 공기 터빈 시동기로 공급되는 보조 동력 장치의 압축 공기의 온도 및 압력을 높이는 것이 중요하다. Existing gas turbine engines are designed to accelerate and start gas turbine engines by driving an air turbine starter (ATS) using compressed air extracted from the above-described auxiliary power unit. The starting performance of a gas turbine engine refers to the ability to accelerate enough within a given time. The air turbine starter has a greater acceleration performance as the temperature and pressure of the compressed air supplied from the auxiliary power unit increase. Accordingly, it is important to increase the temperature and pressure of the compressed air of the auxiliary power unit supplied to the air turbine starter in order to improve the starting performance of the gas turbine engine.

이러한 보조 동력 장치의 성능을 향상시키기 위해서 한국공개특허 제10-2013-0058849호(발명의 명칭: 보조 동력 장치 및 이를 포함한 보조 시동 장치)는 폐열을 회수하여 공기 터빈 시동기로 공급하는 기술이 개시되어 있다. In order to improve the performance of such an auxiliary power unit, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0058849 (name of the invention: auxiliary power unit and auxiliary starting unit including the same) discloses a technology for recovering waste heat and supplying it to an air turbine starter. have.

한편, 환경 제어 장치(Environment control system)는 캐빈(cabin) 및 항공기 날개에 온도가 조절된 공기를 공급하는 냉난방 모드의 제어가 필요하다. 보조 동력 장치는 이러한 환경 제어 장치(ECS)에 추기된 압축 공기를 공급하게 되는데, 주엔진 시동용 고온 고압의 압축 공기는 환경 제어 장치(ECS)의 냉방 모드로의 제어가 어려운 문제점이 있다.On the other hand, the environment control system (Environment control system) is required to control the heating and cooling mode supplying air with controlled temperature to the cabin (cabin) and aircraft wings. The auxiliary power unit supplies additional compressed air to the environmental control unit ECS, and the high temperature and high pressure compressed air for starting the main engine has a problem that it is difficult to control the environment control unit ECS in the cooling mode.

한국공개특허공보 제10-2013-0058849호Korean Patent Application Publication No. 10-2013-0058849

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 주 엔진 시동뿐만 아니라 환경 제어 장치(ECS)의 냉난방 모드를 제어할 수 있는 온도 조절 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve various problems including the above problems, and an object of the present invention is to provide a temperature control system capable of controlling not only the main engine start but also the cooling/heating mode of an environmental control device (ECS).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 환경제어부는, 상기 보조동력부와 연결되어 상기 제1 압축 가스를 사용하여 동력을 발생시키는 팽창부, 상기 팽창부에 의해 구동되며, 외기를 압축하여 제2 압축 가스를 생성하는 압축부 및 상기 팽창부로부터 배출된 제2 배기 가스와 상기 제2 압축 가스를 열교환시켜 외부로 공급하는 제2 열교환부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the environment control unit is driven by the expansion unit connected to the auxiliary power unit to generate power using the first compressed gas, the expansion unit, and compresses outside air to generate a second A compression unit that generates compressed gas and a second heat exchange unit that heat-exchanges the second exhaust gas and the second compressed gas discharged from the expansion unit and supplies it to the outside.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 유로에 설치되어 상기 제1 유로를 선택적으로 개폐하는 제1 밸브 및 상기 제2 유로에 설치되어 상기 제2 유로를 선택적으로 개폐하는 제2 밸브를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a first valve installed in the first flow path to selectively open and close the first flow path, and a second valve installed in the second flow path to selectively open and close the second flow path. can do.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 환경제어부에서 조절하는 상기 외기의 온도를 근거로 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브 중 적어도 하나를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a control unit for controlling at least one of the first valve and the second valve based on the temperature of the outside air controlled by the environment control unit may be included.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 유로로부터 분지되며, 상기 보조동력부와 상기 제2 열교환부를 연결하여 상기 제1 압축 가스를 상기 보조동력부로부터 상기 제2 열교환부로 안내하는 제1 바이패스 유로 및 상기 제2 유로로부터 분지되며, 상기 제2 열교환부와 상기 제1 열교환부를 연결하여 열교환된 상기 제1 압축 가스를 상기 제1 열교환부로부터 상기 제2 열교환부로 안내하는 제2 바이패스 유로를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, a first bifurcated from the first flow path and connected to the auxiliary power unit and the second heat exchange unit to guide the first compressed gas from the auxiliary power unit to the second heat exchange unit. A second bypass flow path branched from the pass flow path and the second flow path and configured to connect the second heat exchange part and the first heat exchange part to guide the heat-exchanged first compressed gas from the first heat exchange part to the second heat exchange part. It may further include.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 바이패스 유로에 설치되며 상기 제1 바이패스 유로를 통해 안내되는 상기 제1 압축 가스의 유량을 조절하는 제3 밸브, 상기 제2 바이패스 유로에 설치되며 상기 제2 바이패스 유로를 통해 안내되는 상기 제1 압축 가스의 유량을 조절하는 제4 밸브 및 상기 제3 밸브가 상기 제1 밸브와 동시에 작동되도록 제어하고, 상기 제4 밸브가 상기 제2 밸브와 동시에 작동되도록 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다..In an embodiment of the present invention, a third valve installed in the first bypass flow path and configured to adjust a flow rate of the first compressed gas guided through the first bypass flow path, and installed in the second bypass flow path The fourth valve and the third valve are controlled to be operated simultaneously with the first valve to control the flow rate of the first compressed gas guided through the second bypass flow path, and the fourth valve is the second valve. It may further include a; control unit for controlling to operate at the same time.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the detailed contents, claims and drawings for carrying out the following invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템은 고온의 배기 가스를 이용하는 제1 열교환부를 통해 고온 고압의 압축 가스를 주 엔진 장치로 제공함으로써, 효율적으로 주 엔진 시동이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템은 제1 바이패스 유로 및 제2 바이패스 유로를 포함하고, 열교환된 제1 압축 가스 및 열교환되지 않은 제1 압축 가스를 제2 열교환부로 모두 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템은 주 엔진을 효율적으로 시동시킬 수 있음과 동시에 환경제어부의 냉방 모드 및 난방모드 모두를 효과적으로 수행할 수 있다.The temperature control system according to an exemplary embodiment of the present invention provides a high-temperature, high-pressure compressed gas to the main engine device through a first heat exchanger using a high-temperature exhaust gas, thereby efficiently starting the main engine. In addition, the temperature control system according to an embodiment of the present invention includes a first bypass flow path and a second bypass flow path, and supplies both the heat-exchanged first compressed gas and the unheated first compressed gas to the second heat exchange unit. I can. Accordingly, the temperature control system according to an embodiment of the present invention can efficiently start the main engine and can effectively perform both the cooling mode and the heating mode of the environmental control unit.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 제어 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3a는 도 1의 온도 조절 시스템이 냉방 모드로 작동하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3b는 도 1의 온도 조절 시스템이 난방 모드로 작동하는 모습을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a schematic view of a temperature control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing a control relationship between a controller according to an embodiment of the present invention.
3A is a view showing a state in which the temperature control system of FIG. 1 operates in a cooling mode.
3B is a view showing a state in which the temperature control system of FIG. 1 operates in a heating mode.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In the present invention, since various transformations can be applied and various embodiments can be provided, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. In the following embodiments, terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. The terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another component.

이하의 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하의 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the following examples are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the following examples, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more It is to be understood that other features or possibilities of the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof are not preliminarily excluded.

본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명의 실시예의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 잇는 것과 유사하게, 본 발명의 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.Embodiments of the present invention may be represented by functional block configurations and various processing steps. These functional blocks may be implemented with various numbers of hardware or/and software configurations that perform specific functions. For example, embodiments of the present invention can directly control one or more microprocessors or execute various functions by other control devices, such as memory, processing, logic, and look-up tables. Circuit configurations can be employed. Similar to how the components of an embodiment of the present invention can be implemented with software programming or software elements, an embodiment of the present invention includes various algorithms implemented with a combination of data structures, processes, routines or other programming components. , C, C++, Java, assembler (assembler), such as programming or scripting language. Functional aspects can be implemented with an algorithm running on one or more processors. In addition, embodiments of the present invention may employ conventional techniques for electronic environment setting, signal processing, and/or data processing. Terms such as mechanism, element, means, and configuration may be widely used, and are not limited to mechanical and physical configurations. The term may include a meaning of a series of routines of software in connection with a processor or the like.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템(100)의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a schematic view of a temperature control system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 온도 조절 시스템(100)은, 보조동력부(110), 환경제어부(120), 제1 유로(R1), 제2 유로(R2) 및 제1 열교환부(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the temperature control system 100 includes an auxiliary power unit 110, an environment control unit 120, a first flow path R1, a second flow path R2, and a first heat exchange unit 130. do.

보조동력부(110)는 외기를 압축하여 제1 압축 가스(S1)를 생성하고, 외부로 제1 배기 가스(G1)를 배출할 수 있다. 보조동력부(110)는 적어도 하나의 제1 압축부(112)를 포함할 수 있다. The auxiliary power unit 110 may compress outside air to generate a first compressed gas S1 and discharge the first exhaust gas G1 to the outside. The auxiliary power unit 110 may include at least one first compression unit 112.

일 실시예로서, 보조 동력부(110)는 제1 압축부(112)와 연결된 제1 팽창부(114), 연소부(116)를 더 포함할 수 있다. 제1 압축부(112)는 유입되는 외기를 압축하여 제1 압축 가스(S1)를 생성할 수 있다. 제1 압축부(112)로는 터보 압축기, 회전 압축기, 왕복동 압축기 등이 사용될 수 있다. 제1 연소부(116)는 제1 압축부(112)에서 생성된 제1 압축 가스(S1)의 일부와 연료를 연소시켜 제1 연소 가스(M1)를 발생시킬 수 있다. 제1 팽창부(114)는 연소부(116)로부터 생성된 제1 연소 가스(M1)를 공급받아 제1 압축부(112)를 구동시키고, 고온의 제1 배기 가스(G1)를 배출할 수 있다. As an embodiment, the auxiliary power unit 110 may further include a first expansion unit 114 and a combustion unit 116 connected to the first compression unit 112. The first compression unit 112 may generate a first compressed gas S1 by compressing incoming external air. As the first compression unit 112, a turbo compressor, a rotary compressor, a reciprocating compressor, or the like may be used. The first combustion unit 116 may generate a first combustion gas M1 by burning a part of the first compressed gas S1 and fuel generated by the first compression unit 112. The first expansion unit 114 is supplied with the first combustion gas M1 generated from the combustion unit 116 to drive the first compression unit 112 and discharge the high-temperature first exhaust gas G1. have.

일 실시예에 따른 보조동력부(110)의 제1 압축부(112)는 제1 회전축(118)으로부터 동력을 전달받아 공기를 압축시키는 구성을 가지고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 본 발명에 따른 제1 압축부(112)는 별개의 모터(미도시)와 연결되어 상기 모터에 의해 동력을 전달받아 구동될 수도 있으며, 그 경우 제어부(150)가 해당 모터를 제어하게 된다. 이때, 제1 팽창부(114)는 구비되지 않을 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 보조동력부(110)가 제1 압축부(112), 제1 팽창부(114) 및 제1 연소부(116)를 포함하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.The first compression unit 112 of the auxiliary power unit 110 according to an embodiment has a configuration that receives power from the first rotation shaft 118 to compress air, but the present invention is not limited thereto. In other words, the first compression unit 112 according to the present invention may be connected to a separate motor (not shown) and driven by receiving power by the motor, in which case the controller 150 controls the motor. do. In this case, the first expansion part 114 may not be provided. Hereinafter, for convenience of description, the case where the auxiliary power unit 110 includes the first compression unit 112, the first expansion unit 114 and the first combustion unit 116 will be described.

환경제어부(120)는 보조동력부(110)와 연결되어 제1 압축 가스(S1)를 사용하여 외기의 온도를 상승시키거나 하강시켜 외부로 공급할 수 있다. 구체적으로, 환경제어부(120)는 보조동력부(110)로부터 공급되는 제1 압축 가스(S1)를 사용하여 유입되는 외기를 압축하여 제2 압축가스를 생성할 수 있다. 또한, 환경제어부(120)는 외부로 토출되는 제2 압축 가스(S2)와 제1 압축 가스(S1)를 열교환하고, 제2 압축 가스(S2)를 외부로 공급하여 외부의 온도를 조절할 수 있다. 환경제어부(120)는 제2 팽창부(124), 제2 압축부(122) 및 제2 열교환부(126)을 포함할 수 있다. The environment control unit 120 is connected to the auxiliary power unit 110 and may raise or lower the temperature of the outside air using the first compressed gas S1 and supply it to the outside. Specifically, the environment control unit 120 may generate a second compressed gas by compressing the incoming outdoor air using the first compressed gas S1 supplied from the auxiliary power unit 110. In addition, the environment control unit 120 may heat-exchange the second compressed gas S2 and the first compressed gas S1 discharged to the outside, and supply the second compressed gas S2 to the outside to adjust the external temperature. . The environment control unit 120 may include a second expansion unit 124, a second compression unit 122, and a second heat exchange unit 126.

제2 팽창부(124)는 보조동력부(110)와 연결되어 제1 압축 가스(S1)를 사용하여 동력을 발생시킬 수 있다. 제2 팽창부(124)는 제2 압축부(122)와 제2 회전축(128)으로 연결되며, 동력을 발생시켜 제2 압축부(122)를 구동시킬 수 있다. 제2 팽창부(124)는 동력을 발생시키는 과정에서 고온의 제2 배기 가스(G2)를 배출할 수 있다.The second expansion unit 124 may be connected to the auxiliary power unit 110 to generate power using the first compressed gas S1. The second expansion unit 124 is connected to the second compression unit 122 and the second rotation shaft 128, and may generate power to drive the second compression unit 122. The second expansion unit 124 may discharge the high-temperature second exhaust gas G2 in the process of generating power.

제2 압축부(122)는 제2 팽창부(124)에 의해 구동되며, 외기를 압축하여 제2 압축 가스를 생성할 수 있다. 제2 압축부(122)는 제2 회전축(128)에 의해 제2 팽창부(124)와 연결되며, 제2 회전축(128)이 회전되면 외기를 압축하게 된다. The second compression unit 122 is driven by the second expansion unit 124 and may generate a second compressed gas by compressing the outside air. The second compression unit 122 is connected to the second expansion unit 124 by the second rotation shaft 128, and when the second rotation shaft 128 is rotated, the outside air is compressed.

제2 열교환부(126)는 제2 팽창부(124)로부터 배출된 제2 배기 가스(G2)와 제2 압축 가스(S2)를 열교환시켜 외부로 공급할 수 있다. 제2 열교환부(126)는 예를 들어 복수 개의 관을 구비하며 복수개의 관의 외면에 제2 배기 가스(G2)가 접촉하고 복수개의 관 내부에 압축된 제2 압축 가스(S2)를 통과시켜 관벽을 통해 열교환을 발생시킬 수 있다. 고온의 제2 배기 가스(G2)를 이용하는 경우, 제2 압축 가스의 온도는 올라가고, 제2 배기 가스(G2)의 온도는 내려갈 수 있다. 이때, 제2 열교환부(126)는 후술하는 제1 바이패스 유로(B1) 및 제2 바이패스 유로(B2)를 통해 제1 압축 가스를 공급받을 수 있다. 제1 압축가스(S1)은 제1 유로(R1) 및 제1 바이패스 유로(B1)를 거치는 제1-1 압축가스(S1-1)와, 제2 유로(R2) 및 제2 바이패스 유로(B2)를 거치는 제1-2 압축가스(S1-2)를 포함할 수 있다. 제1 바이패스 유로(B1)를 통해 공급되는 제1-1 압축 가스(S1-1)는 제1 열교환부(130)을 통과하지 않아 제1-2 압축가스(S1-2)에 비해 낮은 에너지 준위를 가질 수 있다. 제2 열교환부(126)는 상기한 바와 같이 에너지 준위가 다른 제1-1 압축가스(S1-1)와 제1-2 압축가스(S1-2)를 이용하여 제2 압축 가스의 온도를 조절할 수 있다. The second heat exchange unit 126 may heat-exchange the second exhaust gas G2 and the second compressed gas S2 discharged from the second expansion unit 124 and supply them to the outside. The second heat exchange unit 126 includes, for example, a plurality of tubes, and the second exhaust gas G2 contacts the outer surfaces of the plurality of tubes and passes the compressed second compressed gas S2 inside the plurality of tubes. Heat exchange can be generated through the pipe wall. When the high-temperature second exhaust gas G2 is used, the temperature of the second compressed gas may increase and the temperature of the second exhaust gas G2 may decrease. In this case, the second heat exchange unit 126 may receive the first compressed gas through the first bypass flow path B1 and the second bypass flow path B2 to be described later. The first compressed gas S1 is the 1-1 compressed gas S1-1 passing through the first flow path R1 and the first bypass flow path B1, the second flow path R2, and the second bypass flow path. It may include a 1-2 compressed gas (S1-2) passing through (B2). The 1-1 compressed gas S1-1 supplied through the first bypass flow path B1 does not pass through the first heat exchange unit 130 and thus has lower energy than the 1-2 compressed gas S1-2. You can have a level. As described above, the second heat exchange unit 126 may control the temperature of the second compressed gas by using the 1-1 compressed gas (S1-1) and the 1-2 compressed gas (S1-2) having different energy levels. I can.

열교환된 제2 압축 가스(S2)는 제1 외부 장치로 제공될 수 있다. 이때, 상기 제1 외부 장치는 상기 제2 압축 가스를 통하여 냉방 또는 난방이 수행될 수 있다. 상기 제1 외부 장치는 캐빈(cabin, 20), 날개(wing) 및 엔진실(nacelle, 30) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제1 외부 장치가 캐빈(20) 및 엔진실(30)을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2 압축 가스(S2)를 통하여 캐빈(20)은 냉방이 수행되고, 엔진실(30)은 난방이 수행되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The heat-exchanged second compressed gas S2 may be provided to the first external device. In this case, the first external device may perform cooling or heating through the second compressed gas. The first external device may include at least one of a cabin 20, a wing, and a nacelle 30. Hereinafter, for convenience of explanation, a case where the first external device includes the cabin 20 and the engine compartment 30 will be described in detail. In addition, hereinafter, for convenience of explanation, a case in which the cabin 20 is cooled and the engine room 30 is heated through the second compressed gas S2 will be described in detail.

상기와 같은 경우 캐빈(20)에는 주엔진 시동시에도 냉방이 가능하도록 저온의 제2 압축 가스(S2)가 제공되어야 한다. 또한, 엔진실(30)에는 구동 효율을 높이기 위해 난방이 가능하도록 고온의 제2 압축 가스(S2)가 제공되어야 한다.In the above case, the second compressed gas S2 of low temperature must be provided to the cabin 20 so that cooling is possible even when the main engine is started. In addition, the engine compartment 30 must be provided with a high-temperature second compressed gas S2 to enable heating in order to increase driving efficiency.

한편, 보조동력부(110)와 환경제어부(120)는 제1 유로(R1) 및 제2 유로(R2)를 통해 연결될 수 있다.Meanwhile, the auxiliary power unit 110 and the environment control unit 120 may be connected through a first flow path R1 and a second flow path R2.

제1 유로(R1)는 보조동력부(110)와 환경제어부(120)를 연결하며, 제1 압축 가스(S1)를 보조동력부(110)로부터 환경제어부(120)로 안내할 수 있다. 구체적으로, 제1 유로(R1)는 보조동력부(110)의 제1 압축부(112)와 환경제어부(120)의 제2 팽창부(124)를 연결할 수 있다. 제1 유로(R1)에는 제1 유로(R1)를 선택적으로 개폐할 수 있는 제1 밸브(V1)가 설치될 수 있다. 이때, 제1 밸브(V1)는 외부로부터 제어신호 또는 전기 신호 등에 따라 제어되는 솔레노이드 밸브 형태일 수 있다. 제1 유로(R1)을 통해 공급되는 제1 압축가스(S1)는 제1 열교환부(130)를 거치지 않아 에너지 준위가 상대적으로 낮은 제1-1 압축가스(S1-1)일 수 있다. The first flow path R1 connects the auxiliary power unit 110 and the environment control unit 120, and may guide the first compressed gas S1 from the auxiliary power unit 110 to the environment control unit 120. Specifically, the first flow path R1 may connect the first compression unit 112 of the auxiliary power unit 110 and the second expansion unit 124 of the environment control unit 120. A first valve V1 capable of selectively opening and closing the first flow path R1 may be installed in the first flow path R1. In this case, the first valve V1 may be in the form of a solenoid valve controlled according to a control signal or an electric signal from the outside. The first compressed gas S1 supplied through the first flow path R1 may be the 1-1 compressed gas S1-1 having a relatively low energy level without passing through the first heat exchange unit 130.

제2 유로(R2)는 제1 유로(R1)로부터 분지되며, 보조동력부(110)와 환경제어부(120)를 연결하여 제1 압축 가스(S1)를 보조동력부(110)로부터 환경제어부(120)로 안내할 수 있다. 제1 유로(R1)와 마찬가지로, 제2 유로(R2)는 보조동력부(110)의 제1 압축부(112)와 환경제어부(120)의 제2 팽창부(124)를 연결할 수 있다. 제2 유로(R2)에는 제2 유로(R2)를 선택적으로 개폐할 수 있는 제2 밸브(V2)가 설치될 수 있다. 제1 열교환부(130)는 제2 유로(R2)에 배치되어 제1 배기 가스(G1)와 제1 압축 가스(S1)를 열교환할 수 있다. 제1 열교환부(130)에서 열교환하는 방식에는 제한이 없으나, 일 실시예로서, 제1 열교환부(130)는 제2 열교환부(126)와 동일 방식으로 열교환을 발생시킬 수 있다. 다시 말해, 제1 열교환부(130)는 복수 개의 관을 구비하며 관외에 제1 배기 가스가 접촉하고 관내에 압축된 제1 압축 가스를 통과시켜 관벽을 통해 열교환을 발생시킬 수 있다. 이때, 고온의 제1 배기 가스(G2)는 온도가 내려가고, 제1 압축 가스(S1)는 온도가 상승할 수 있다.The second flow path R2 is branched from the first flow path R1, and connects the auxiliary power unit 110 and the environment control unit 120 to transfer the first compressed gas S1 from the auxiliary power unit 110 to the environment control unit ( 120). Like the first flow path R1, the second flow path R2 may connect the first compression unit 112 of the auxiliary power unit 110 and the second expansion unit 124 of the environment control unit 120. A second valve V2 capable of selectively opening and closing the second flow path R2 may be installed in the second flow path R2. The first heat exchange unit 130 may be disposed in the second flow path R2 to exchange heat between the first exhaust gas G1 and the first compressed gas S1. Although there is no limitation on the method of heat exchange in the first heat exchange part 130, as an embodiment, the first heat exchange part 130 may generate heat exchange in the same manner as the second heat exchange part 126. In other words, the first heat exchange unit 130 may include a plurality of tubes, and the first exhaust gas may contact outside the tube, and the first compressed gas compressed in the tube may be passed to generate heat exchange through the tube wall. In this case, the temperature of the high-temperature first exhaust gas G2 may decrease, and the temperature of the first compressed gas S1 may increase.

상기와 같이 제2 유로(R2)에는 제1 열교환부(130)가 배치되므로, 제2 유로(R2)를 통해 제2 팽창부(124)로 공급된 제1-2 압축 가스(S1-2)는 제1 유로(R1)를 통해 안내된 제1-1 압축 가스(S1-1)에 비해 상대적으로 고온일 수 있다. As described above, since the first heat exchange part 130 is disposed in the second flow path R2, the 1-2 compressed gas S1-2 supplied to the second expansion part 124 through the second flow path R2 May be relatively high temperature compared to the 1-1 compressed gas S1-1 guided through the first flow path R1.

한편, 온도 조절 시스템(100)은 제1 바이패스 유로(B1) 및 제2 바이패스 유로(B2)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the temperature control system 100 may further include a first bypass flow path B1 and a second bypass flow path B2.

제1 바이패스 유로(B1)는 제1 유로(R1)로부터 분지될 수 있다. 제1 바이패스 유로(B1)는 보조동력부(110)와 제2 열교환부(126)를 연결하여 제1 압축 가스를 보조동력부(110)로부터 제2 열교환부(126)로 안내할 수 있다. 제1 바이패스 유로(B1)에는 제3 밸브(V3)가 설치될 수 있다. 제3 밸브(V3)는 제1 바이패스 유로(B1)를 통해 안내되는 제1-1 압축 가스(S1-1)의 유량을 조절하는 조절밸브일 수 있다.The first bypass flow path B1 may be branched from the first flow path R1. The first bypass flow path B1 may connect the auxiliary power unit 110 and the second heat exchange unit 126 to guide the first compressed gas from the auxiliary power unit 110 to the second heat exchange unit 126. . A third valve V3 may be installed in the first bypass flow path B1. The third valve V3 may be a control valve that adjusts the flow rate of the 1-1 compressed gas S1-1 guided through the first bypass flow path B1.

제2 바이패스 유로(B2)는 제2 유로(R2)로부터 분지될 수 있다. 제2 바이패스 유로(B2)는 제2 열교환부(126)와 제1 열교환부(130)를 연결하여 제1 열교환부(130)를 통해 열교환된 제1-2 압축 가스(S1-2)를 제1 열교환부(130)로부터 제2 열교환부(126)로 안내할 수 있다. 제2 바이패스 유로(B2)에는 제4 밸브(V4)가 설치될 수 있다. 제4 밸브(V4)는 제2 바이패스 유로(B2)를 통해 안내되는 제1-2 압축가스(S1-2)의 유량을 조절하는 조절밸브 일 수 있다. The second bypass flow path B2 may be branched from the second flow path R2. The second bypass flow path B2 connects the second heat exchange part 126 and the first heat exchange part 130 to transfer the 1-2 compressed gas S1-2 heat-exchanged through the first heat exchange part 130. It is possible to guide from the first heat exchange part 130 to the second heat exchange part 126. A fourth valve V4 may be installed in the second bypass flow path B2. The fourth valve V4 may be a control valve that adjusts the flow rate of the 1-2 compressed gas S1-2 guided through the second bypass flow path B2.

한편, 보조동력부(110)는 생성된 제1 압축 가스(S1)를 제2 외부 장치로 공급하는 기능을 수행한다. 이때, 제2 외부 장치는 주 엔진 장치(10)일 수 있다. 주 엔진 장치(10)는 공기 터빈 시동기(ATS, 11) 및 공기 터빈 시동기(11)와 연결된 주 엔진(12)을 포함할 수 있다. 보조동력부(110)는 제3 유로(R3)를 통해 외부 장치인 주 엔진 장치(10)와 연결될 수 있다. Meanwhile, the auxiliary power unit 110 performs a function of supplying the generated first compressed gas S1 to a second external device. In this case, the second external device may be the main engine device 10. The main engine device 10 may include an air turbine starter ATS 11 and a main engine 12 connected to the air turbine starter 11. The auxiliary power unit 110 may be connected to the main engine device 10 which is an external device through the third flow path R3.

제3 유로(R3)는 제2 유로(R2)로부터 분지되며, 제1 열교환부(130)와 주 엔진 장치(10)를 연결하여 열교환된 제1-2 압축 가스(S1-2)를 제1 열교환부(130)로부터 주 엔진 장치(10)로 안내할 수 있다. 제3 유로(R3)를 통해 안내된 제1 압축 가스는 제1 열교환부(130)에 의해 열교환된 제1-2 압축 가스(S1-2)로서, 고온의 제1 압축 가스일 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템(100)은 주 엔진 장치(10)로 에너지 준위가 높은 고온 고압의 제1 압축 가스(S1)를 공급할 수 있어, 적은 유량을 통해서도 주 엔진 장치(10)를 효율적으로 구동할 수 있다. 제3 유로(R3)에는 제3 유로(R3)를 개폐할 수 있는 제5 밸브(V5)가 설치될 수 있다.The third flow path R3 is branched from the second flow path R2, and the 1-2 compressed gas S1-2 heat-exchanged by connecting the first heat exchange unit 130 and the main engine unit 10 It is possible to guide from the heat exchange unit 130 to the main engine device 10. The first compressed gas guided through the third flow path R3 is the 1-2 compressed gas S1-2 heat-exchanged by the first heat exchange unit 130 and may be a high-temperature first compressed gas. Accordingly, the temperature control system 100 according to an embodiment of the present invention can supply the first compressed gas S1 of high temperature and high pressure with a high energy level to the main engine device 10, so that the main engine device (10) can be driven efficiently. A fifth valve V5 capable of opening and closing the third flow path R3 may be installed in the third flow path R3.

제1 압축부(112)로부터 주 엔진 장치(10)로 제1 압축 가스(S1)를 공급하는 경우 제1 압축 가스(S1)의 온도가 낮아 주 엔진 장치(10)의 시동 시 시동이 잘 걸리지 않거나 시간이 많이 소요될 수 있다. 또한, 주 엔진 장치(10)로 유입되는 제1 압축 가스(S1)의 에너지 준위가 낮아 주 엔진 장치(10)를 효율적으로 구동하는 것이 어렵다. 그러나 본 발명의 실시예들에서는 제1 압축부(112)에서 토출된 제1 압축 가스(S1)가 제1 열교환부(130)를 통하여 제1 배기 가스(G1)와 열교환함으로써 제1 압축 가스(S1)의 온도를 상승시킬 수 있다. 이러한 경우 주 엔진 장치(10)에는 고온 고압의 제1 압축 가스(S1)가 공급되므로, 적은 양의 제1 압축 가스(S1)를 통해 시동을 걸 수 있고, 시동 시간을 단축시킬 수 있다. When the first compressed gas (S1) is supplied from the first compression unit (112) to the main engine unit (10), the temperature of the first compressed gas (S1) is low, so it is difficult to start when the main engine unit (10) starts. Or it can be time consuming. In addition, since the energy level of the first compressed gas S1 flowing into the main engine unit 10 is low, it is difficult to efficiently drive the main engine unit 10. However, in the embodiments of the present invention, the first compressed gas (S1) discharged from the first compression unit (112) exchanges heat with the first exhaust gas (G1) through the first heat exchange unit (130). The temperature of S1) can be increased. In this case, since the high-temperature and high-pressure first compressed gas S1 is supplied to the main engine device 10, the starting can be started through a small amount of the first compressed gas S1, and the starting time can be shortened.

한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(150)의 제어 관계를 개략적으로 나타낸 블록도이다.Meanwhile, FIG. 2 is a block diagram schematically showing a control relationship between the controller 150 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 제어부(150)는 전기 회로, 집적회로칩 등을 포함하며, 온도 조절 시스템(100)을 운용하는 프로그램에 따라 연산을 수행하여 피제어부들을 제어하는 기능을 가진다. 제어부(150)는 환경제어부(120)에서 조절하는 외기의 온도를 근거로 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 캐빈(20) 내의 온도를 측정하는 제1 센서(21) 및 날개 및 주엔진실(30)의 온도를 측정하는 제2 센서(31)로부터 외기의 온도를 입력 받을 수 있다. 제어부(150)는 사용자의 외부 입력을 통해 캐빈(20)과, 날개 및 주 엔진실(30) 중 어느 하나의 온도를 선택적으로 조절할 수 있다. 사용자가 캐빈(20)을 선택하는 경우 제어부(150)는 제1 센서(21)로부터 측정된 캐빈(20)의 온도를 입력 받을 수 있다. Referring to FIG. 2, the controller 150 includes an electric circuit, an integrated circuit chip, and the like, and has a function of controlling controlled units by performing an operation according to a program operating the temperature control system 100. The control unit 150 may control at least one of the first valve V1 and the second valve V2 based on the temperature of the outside air controlled by the environment control unit 120. Specifically, the control unit 150 may receive the temperature of the outside air from the first sensor 21 that measures the temperature in the cabin 20 and the second sensor 31 that measures the temperature of the wing and the main engine room 30. have. The control unit 150 may selectively adjust the temperature of any one of the cabin 20, the wing, and the main engine compartment 30 through an external input from the user. When the user selects the cabin 20, the controller 150 may receive the measured temperature of the cabin 20 from the first sensor 21.

예를 들면, 캐빈(20)의 온도를 조절하는 경우, 제어부(150)는 캐빈(20)의 목표 온도에 대응되는 제2 배기가스(G2) 및 제1 압축가스(S1)의 제1 온도(T1)를 설정할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 온도측정부(140)를 통해 제2 열교환부(126)에 제2 배기가스(G2) 및 제1 압축가스(S1)가 공급되기 직전의 제2 온도(T2)를 입력 받을 수 있다. 이때, 제2 온도(T2)가 제1 온도(T1)와 다른 경우 제어부(150)는 제2 온도(T2)가 제1 온도(T1)와 같아지도록 제1 밸브(V1) 및 제2 밸브(V2)를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 제3 밸브(V3)가 제1 밸브(V1)와 동시에 작동되도록 제어하고, 제4 밸브(V4)가 제2 밸브(V2)와 동시에 작동되도록 제어할 수 있다. For example, when adjusting the temperature of the cabin 20, the controller 150 may be configured to the first temperature of the second exhaust gas G2 and the first compressed gas S1 corresponding to the target temperature of the cabin 20 ( T1) can be set. In addition, the control unit 150 measures the second temperature T2 immediately before the second exhaust gas G2 and the first compressed gas S1 are supplied to the second heat exchange unit 126 through the temperature measurement unit 140. Input can be received. At this time, when the second temperature T2 is different from the first temperature T1, the control unit 150 controls the first valve V1 and the second valve so that the second temperature T2 is equal to the first temperature T1. V2) can be controlled. In addition, the controller 150 may control the third valve V3 to operate simultaneously with the first valve V1 and control the fourth valve V4 to operate simultaneously with the second valve V2.

환경제어부(120)는 제4 유로(R4)를 통해 캐빈(20)과 연결될 수 있으며, 제5 유로(R5)를 통해 날개 및 엔진실(30)과 연결될 수 있다. 제4 유로(R4)에는 제6 밸브(V6)가 설치되고, 제5 유로(R5)에는 제7 밸브(V7)가 설치될 수 있다. 제어부(150)는 냉방 모드에서 제6 밸브(V6)를 개방하고, 제7 밸브(V7)를 폐쇄할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 난방 모드에서 제6 밸브(V6)를 폐쇄하고, 제7 밸브(V7)를 개방시킬 수 있다.The environment control unit 120 may be connected to the cabin 20 through the fourth flow path R4, and may be connected to the wing and the engine compartment 30 through the fifth flow path R5. A sixth valve V6 may be installed in the fourth flow path R4, and a seventh valve V7 may be installed in the fifth flow path R5. The controller 150 may open the sixth valve V6 and close the seventh valve V7 in the cooling mode. In addition, the controller 150 may close the sixth valve V6 and open the seventh valve V7 in the heating mode.

이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템(100)의 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a control method of the temperature control system 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3A and 3B.

도 3a는 도 1의 온도 조절 시스템(100)이 냉방 모드로 작동하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 3b는 도 1의 온도 조절 시스템(100)이 난방 모드로 작동하는 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 3A is a diagram illustrating a state in which the temperature control system 100 of FIG. 1 operates in a cooling mode, and FIG. 3B is a diagram illustrating a state in which the temperature control system 100 of FIG. 1 operates in a heating mode.

도 3a를 참조하면, 온도 조절 시스템(100)이 제1 외부 장치 중 캐빈(20)을 냉방 모드로 작동하는 경우, 제어부(150)는 캐빈(20)과 연결된 제1 센서(21)로부터 캐빈(20)의 목표 온도를 제공받을 수 있다. 제어부(150)는 캐빈(20)의 목표 온도에 대응되는 제2 배기가스(G2) 및 제1 압축가스(G1)의 제1 온도(T1)을 설정할 수 있다. 제2 배기가스(G2)는 제2 팽창부(124)를 통해 배출되는 고온의 가스로서, 제2 열교환부(126)는 실질적으로 제1 압축가스(S1)의 온도 및 유량을 이용하여 제2 압축가스(S2)의 온도를 제어하여 캐빈(20)으로 공급할 수 있다. Referring to FIG. 3A, when the temperature control system 100 operates the cabin 20 of the first external devices in a cooling mode, the controller 150 controls the cabin from the first sensor 21 connected to the cabin 20. The target temperature of 20) can be provided. The controller 150 may set the second exhaust gas G2 and the first temperature T1 of the first compressed gas G1 corresponding to the target temperature of the cabin 20. The second exhaust gas G2 is a high-temperature gas discharged through the second expansion unit 124, and the second heat exchange unit 126 substantially uses the temperature and flow rate of the first compressed gas S1 to By controlling the temperature of the compressed gas (S2) can be supplied to the cabin (20).

제어부(150)는 제1 밸브(V1) 및 제3 밸브(V3)가 제1 유로(R1) 및 제1 바이패스 유로(B1)를 각각를 개방하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 제2 밸브(V2) 및 제4 밸브(V4)가 제2 유로(R2) 및 제2 바이패스 유로(B2)를 각각 폐쇄되도록 제어할 수 있다. 제1 밸브(V1)가 개방되는 경우, 보조동력부(110)로부터 생성된 제1 압축 공기는 제1 유로(R1)를 통해 제1 열교환부(130)를 거치지 않고 제2 팽창부(124)로 공급될 수 있다. 이때, 제어부(150)는 제3 밸브(V3)를 통해 상대적으로 낮은 에너지 준위를 갖는 제1-1 압축가스(S1-1)가 제2 열교환부(126)로 제공되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 온도측정부(140)로부터 측정된 제1 압축가스(S1)의 제2 온도(T2)가 설정된 제1 온도(T1)보다 높은 경우, 제어부(150)는 제3 밸브(V3)를 조절하여 제2 열교환부(126)로 제공되는 제1-1 압축가스(S1-1)의 유량을 증가시킬 수 있다. 반대로, 제2 온도(T2)가 설정된 제1 온도(T1)보다 낮은 경우, 제어부(150)는 제3 밸브(V3)를 조절하여 제2 열교환부(126)로 제공되는 제1-1 압축가스(S1-1)의 유량을 감소시킬 수 있다. 여기서, 제3 밸브(V3)는 제1 바이패스 유로(B1)가 개방되는 정도를 조절하여 제1-1 압축가스(S1-1)의 유량을 제어하는 밸브일 수도 있고, 개방 및 폐쇄 주기를 조절하여 제1-1 압축가스(S1-1)의 유량을 제어하는 밸브일 수도 있다. The controller 150 may control the first valve V1 and the third valve V3 to open the first flow path R1 and the first bypass flow path B1, respectively. In addition, the controller 150 may control the second valve V2 and the fourth valve V4 to close the second flow path R2 and the second bypass flow path B2, respectively. When the first valve V1 is opened, the first compressed air generated from the auxiliary power unit 110 does not pass through the first heat exchange unit 130 through the first flow path R1 and the second expansion unit 124 Can be supplied as In this case, the controller 150 may control the 1-1 compressed gas S1-1 having a relatively low energy level to be supplied to the second heat exchange unit 126 through the third valve V3. Specifically, when the second temperature T2 of the first compressed gas S1 measured by the temperature measuring unit 140 is higher than the set first temperature T1, the controller 150 opens the third valve V3. By adjusting it, the flow rate of the 1-1 compressed gas S1-1 provided to the second heat exchange part 126 may be increased. Conversely, when the second temperature T2 is lower than the set first temperature T1, the control unit 150 adjusts the third valve V3 to provide the 1-1 compressed gas to the second heat exchange unit 126. The flow rate of (S1-1) can be reduced. Here, the third valve V3 may be a valve that controls the flow rate of the 1-1 compressed gas S1-1 by controlling the degree of opening of the first bypass flow path B1, or the opening and closing cycles. It may be a valve that controls the flow rate of the 1-1 compressed gas (S1-1).

열교환되지 않은 제1-1 압축 가스(S1-1)는 상대적으로 낮은 온도를 갖기 때문에, 제2 열교환부(126)는 제1-1 압축 가스(S1-1)를 이용하여 제2 압축 가스(S2)의 온도를 하강시킬 수 있고, 냉방용으로 외부로 공급할 수 있다. 한편, 제어부(150)는 제1 밸브(V1) 및 제3 밸브(V3)와 함께 제5 밸브(V5)를 개방하도록 제어할 수 있다. 개방된 제5 밸브(V5)를 통해, 제1 열교환부(130)를 거쳐 열교환된 제1-2 압축 가스(S1-2)는 주 엔진 장치(10)의 공기 터빈 시동기(11)로 공급되어 동력을 생산할 수 있다. 열교환된 제1-2 압축 가스(S1-2)는 고온 고압의 압축 가스로서 적은 유량으로도 공기 터빈 시동기(11)가 동력을 생산할 수 있도록 할 수 있다. 이와 같이, 제어부(150)는 캐빈(20)의 냉방 모드 및 주 엔진 시동을 동시에 수행할 수 있다. 이를 통해, 주 엔진 시동시에도 캐빈(20)에 냉방이 가능해 객실 내 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.Since the 1-1 compressed gas S1-1, which is not heat-exchanged, has a relatively low temperature, the second heat exchange unit 126 uses the 1-1 compressed gas S1-1 to obtain a second compressed gas ( The temperature of S2) can be lowered and can be supplied to the outside for cooling. Meanwhile, the controller 150 may control to open the fifth valve V5 together with the first valve V1 and the third valve V3. The 1-2 compressed gas S1-2 heat-exchanged through the first heat exchange part 130 through the opened fifth valve V5 is supplied to the air turbine starter 11 of the main engine device 10 Can produce power. The heat-exchanged 1-2 compressed gas S1-2 is a high-temperature, high-pressure compressed gas and may allow the air turbine starter 11 to generate power with a small flow rate. In this way, the controller 150 may simultaneously perform the cooling mode of the cabin 20 and starting the main engine. Through this, it is possible to cool the cabin 20 even when the main engine is started, so that a comfortable environment in the cabin can be provided.

도 2b를 참조하면, 온도 조절 시스템(100)이 날개 및 주엔진실(30)을 난방 모드로 작동하는 경우, 제어부(150)는 날개 및 주엔진실(30)과 연결된 제2 센서(31)로부터 날개 및 주 엔진실(30)의 목표 온도를 제공받을 수 있다. 제어부(150)는 날개 및 주 엔진실(30)의 목표 온도에 대응되는 제2 배기가스(G2) 및 제1 압축가스(G1)의 제1 온도(T1)을 설정할 수 있다. 제2 배기가스(G2)는 제2 팽창부(124)를 통해 배출되는 고온의 가스로서, 제2 열교환부(126)는 실질적으로 제1 압축가스(S1)의 온도 및 유량을 이용하여 제2 압축가스(S2)의 온도를 제어하여 캐빈(20)으로 공급할 수 있다. Referring to FIG. 2B, when the temperature control system 100 operates the blades and the main engine compartment 30 in a heating mode, the controller 150 is configured to control the blades from the second sensor 31 connected to the blades and the main engine compartment 30. And a target temperature of the main engine compartment 30 may be provided. The control unit 150 may set the first temperature T1 of the second exhaust gas G2 and the first compressed gas G1 corresponding to the target temperature of the wing and the main engine compartment 30. The second exhaust gas G2 is a high-temperature gas discharged through the second expansion unit 124, and the second heat exchange unit 126 substantially uses the temperature and flow rate of the first compressed gas S1 to By controlling the temperature of the compressed gas (S2) can be supplied to the cabin (20).

제어부(150)는 제2 밸브(V2) 및 제4 밸브(V4)가 제2 유로(R2) 및 제2 바이패스 유로(B2)를 각각를 개방하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 제1 밸브(V1) 및 제3 밸브(V3)가 제1 유로(R1) 및 제1 바이패스 유로(B1)를 각각 폐쇄되도록 제어할 수 있다. 제2 밸브(V2)가 개방되는 경우, 보조동력부(110)로부터 생성된 제1 압축 공기는 제2 유로(R2)를 통해 제1 열교환부(130)를 거쳐 제2 팽창부(124)로 공급될 수 있다. 이때, 제어부(150)는 제4 밸브(V4)를 통해 상대적으로 높은 에너지 준위를 갖는 제1-2 압축가스(S1-2)가 제2 열교환부(126)로 제공되도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 온도측정부(140)로부터 측정된 제1 압축가스(S1)의 제2 온도(T2)가 설정된 제1 온도(T1)보다 높은 경우, 제어부(150)는 제4 밸브(V4)를 조절하여 제2 열교환부(126)로 제공되는 제1-2 압축가스(S1-2)의 유량을 감소시킬 수 있다. 반대로, 제2 온도(T2)가 설정된 제1 온도(T1)보다 낮은 경우, 제어부(150)는 제4 밸브(V4)를 조절하여 제2 열교환부(126)로 제공되는 제1-2 압축가스(S1-2)의 유량을 감소시킬 수 있다. 여기서, 제4 밸브(V4)는 제2 바이패스 유로(B2)가 개방되는 정도를 조절하여 제1-2 압축가스(S1-2)의 유량을 제어하는 밸브일 수도 있고, 개방 및 폐쇄 주기를 조절하여 제1-2 압축가스(S1-2)의 유량을 제어하는 밸브일 수도 있다. The controller 150 may control the second valve V2 and the fourth valve V4 to open the second flow path R2 and the second bypass flow path B2, respectively. Further, the controller 150 may control the first valve V1 and the third valve V3 to close the first flow path R1 and the first bypass flow path B1, respectively. When the second valve V2 is opened, the first compressed air generated from the auxiliary power unit 110 is transferred to the second expansion unit 124 through the first heat exchange unit 130 through the second flow path R2. Can be supplied. In this case, the control unit 150 may control to provide the 1-2 compressed gas S1-2 having a relatively high energy level to the second heat exchange unit 126 through the fourth valve V4. Specifically, when the second temperature T2 of the first compressed gas S1 measured by the temperature measuring unit 140 is higher than the set first temperature T1, the controller 150 opens the fourth valve V4. By adjusting the flow rate of the 1-2 compressed gas (S1-2) provided to the second heat exchange unit 126 can be reduced. Conversely, when the second temperature T2 is lower than the set first temperature T1, the control unit 150 adjusts the fourth valve V4 to provide 1-2 compressed gas to the second heat exchange unit 126. The flow rate of (S1-2) can be reduced. Here, the fourth valve V4 may be a valve that controls the flow rate of the 1-2 compressed gas S1-2 by controlling the degree to which the second bypass flow path B2 is opened, or the opening and closing cycles. It may be a valve that controls the flow rate of the 1-2 compressed gas (S1-2).

열교환된 제1-2 압축 가스(S1-2)는 상대적으로 높은 온도를 갖기 때문에, 제2 열교환부(126)는 제1-2 압축 가스(S1-2)를 이용하여 제2 압축 가스(S2)의 온도를 상승시킬 수 있고, 난방용으로 외부로 공급할 수 있다.Since the heat-exchanged 1-2 compressed gas S1-2 has a relatively high temperature, the second heat exchange unit 126 uses the 1-2 compressed gas S1-2 to provide the second compressed gas S2. ), and can be supplied to the outside for heating.

한편, 제어부(150)는 제2 밸브(V2) 및 제4 밸브(V4)와 함께 제5 밸브(V5)를 작동시킬 수 있다. 개방된 제5 밸브(V5)를 통해, 제1 열교환부(130)를 거쳐 열교환된 제1-2 압축 가스(S1-2)는 주 엔진 장치(10)의 공기 터빈 시동기(11)로 공급되어 동력을 생산할 수 있다. 제어부(150)는 캐빈(20)의 냉방 모드 및 주 엔진 시동을 동시에 수행할 수 있다. Meanwhile, the controller 150 may operate the fifth valve V5 together with the second valve V2 and the fourth valve V4. The 1-2 compressed gas S1-2 heat-exchanged through the first heat exchange part 130 through the opened fifth valve V5 is supplied to the air turbine starter 11 of the main engine device 10 Can produce power. The controller 150 may simultaneously perform the cooling mode of the cabin 20 and starting the main engine.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템(100)은 고온의 배기 가스를 이용하는 제1 열교환부(130)를 통해 고온 고압의 압축 가스를 주 엔진 장치(10)로 제공함으로써, 효율적으로 주 엔진 시동이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템(100)은 제1 바이패스 유로(B1) 및 제2 바이패스 유로(B2)를 포함하고, 열교환된 제1 압축 가스 및 열교환되지 않은 제1 압축 가스를 제2 열교환부(126)로 모두 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 조절 시스템(100)은 주 엔진을 효율적으로 시동시킬 수 있음과 동시에 환경제어부(120)의 냉방 모드 및 난방모드의 전환을 효과적으로 수행할 수 있다.As described above, the temperature control system 100 according to an embodiment of the present invention provides a high-temperature, high-pressure compressed gas to the main engine device 10 through the first heat exchange unit 130 using high-temperature exhaust gas. , It is possible to start the main engine efficiently. In addition, the temperature control system 100 according to an embodiment of the present invention includes a first bypass flow path B1 and a second bypass flow path B2, and includes a heat-exchanged first compressed gas and a non-heat-exchanged first All of the compressed gas may be supplied to the second heat exchange unit 126. Accordingly, the temperature control system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention can efficiently start the main engine and can effectively switch the cooling mode and the heating mode of the environmental control unit 120.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and variations of the embodiment are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 온도 조절 시스템
110 : 보조동력부
112 : 제1 압축부
114 : 제1 팽창부
116 : 연소부
118 : 제1 회전축
120 : 환경제어부
122 : 제2 압축부
124 : 제2 팽창부
126 : 제2 열교환부
128 : 제2 회전축
130 : 제1 열교환부100: temperature control system
110: auxiliary power unit
112: first compression unit
114: first expansion part
116: combustion section
118: first rotation shaft
120: Environment control unit
122: second compression unit
124: second expansion part
126: second heat exchange part
128: second rotation shaft
130: first heat exchange part

Claims

An auxiliary power unit for generating a first compressed gas by compressing the outside air and discharging the first exhaust gas to the outside;
The second compressed gas is generated by compressing the incoming external air using the first compressed gas supplied from the auxiliary power unit, and heat-exchanging the second compressed gas and the first compressed gas discharged to the outside, and the second An environment control unit for supplying compressed gas to the outside to control an external temperature;
A first flow path connecting the auxiliary power unit and the environment control unit and guiding the first compressed gas from the auxiliary power unit to the environment control unit;
A second flow path branched from the first flow path and connecting the auxiliary power unit and the environment control unit to guide the first compressed gas from the auxiliary power unit to the environment control unit; And
And a first heat exchange unit disposed in the second flow path to exchange heat between the first exhaust gas and the first compressed gas.

The method of claim 1,
The environment control unit,
An expansion unit connected to the auxiliary power unit to generate power using the first compressed gas;
A compression unit that is driven by the expansion unit and compresses outside air to generate a second compressed gas; And
And a second heat exchange unit configured to exchange heat with the second exhaust gas discharged from the expansion unit and supply the second compressed gas to the outside.

The method of claim 2,
A first valve installed in the first flow path to selectively open and close the first flow path; And
A second valve installed in the second flow path to selectively open and close the second flow path.

The method of claim 3,
And a control unit for controlling at least one of the first valve and the second valve based on the temperature of the outside air controlled by the environment control unit.

The method of claim 3,
A first bypass flow path branched from the first flow path and connecting the auxiliary power unit and the second heat exchange unit to guide the first compressed gas from the auxiliary power unit to the second heat exchange unit; And
A second bypass flow path branched from the second flow path and connecting the second heat exchange part and the first heat exchange part to guide the heat-exchanged first compressed gas from the first heat exchange part to the second heat exchange part;
A third valve installed in the first bypass flow path and controlling a flow rate of the first compressed gas guided through the first bypass flow path;
A fourth valve installed in the second bypass flow path and adjusting a flow rate of the first compressed gas guided through the second bypass flow path; And
A control unit for controlling the third valve to operate simultaneously with the first valve, and controlling the fourth valve to operate simultaneously with the second valve.

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