一种机载热管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种机载热管理系统及方法。该系统包括：电子舱、滑油系统、座舱和第一阀门、第二阀门、第三阀门、温度传感器、控制器、位于电子舱的用于对电子舱降温的冷凝器和位于滑油系统的用于对滑油系统降温的换热器；第一冲压空气依次经过第一阀门、冷凝器和换热器后，通过第二阀门与座舱连通；第二冲压空气通过第三阀门与座舱连通，第一冲压气和第二冲压空气均为来自机体外部的气体，温度传感器用于对座舱内的温度进行监测，控制器用于根据温度传感器监测得到的数据对各阀门的开度进行调节。本发明专利技术提供的机载热管理系统及方法在满足座舱对引气温度和流量需求的基础上，提高了燃油利用率，减少了发动机引气和代偿损失。

An Airborne Thermal Management System and Its Method

The invention discloses an airborne heat management system and a method thereof. The system includes: electronic cabin, lubricating oil system, cockpit and first valve, second valve, third valve, temperature sensor, controller, condenser for cooling the electronic cabin and heat exchanger for cooling the lubricating oil system in the lubricating oil system; the first rammed air passes through the first valve, condenser and heat exchanger in turn, and passes through the second valve and cockpit. The second ram air is connected to the cockpit through the third valve. The first ram air and the second ram air are both from the outside of the body. The temperature sensor is used to monitor the temperature in the cockpit, and the controller is used to adjust the opening of the valves according to the data monitored by the temperature sensor. The airborne heat management system and method provided by the invention can improve the fuel utilization ratio and reduce the engine air intake and compensation losses on the basis of meeting the requirements of the cockpit for the air intake temperature and flow rate.

【技术实现步骤摘要】
一种机载热管理系统及方法
本专利技术涉及热管理领域，特别是涉及一种机载热管理系统及方法。
技术介绍
国内现役直升机的能量流程如图1所示，发动机涡轮压气机组件104产生的轴功一部分驱动压气机运作，一部分功通过传动齿轮箱105，带动主传动齿轮系114和尾传动齿轮系115分别为旋翼106和尾翼107提供动力，且为发电机108提供动力，将机械能109转换为电能110通过汇流条111供设备112使用，多余电能储存在电池组113中，另一部分功通过附件齿轮箱116为滑油系统127、燃油系统117、液压系统118提供动力。液压系统118将机械能119转换成液压能120，传至执行机构121。环控系统是通过发动机涡轮压气机组件104引气，经过简单式低压除水系统122进行控温控湿123，再进入座舱124。将电子舱125内产热经蒸发制冷系统126的冷凝器与冲压空气103换热，将热量排出舱外，滑油系统产生的废热与换热器131进行热交换，并将热量排出舱外。在低温或者高海拔工况条件下，由于外环境101温度较低，需要对直升机舱室124加热，从发动机引气较多会造成较大的发动机代偿损失，存在对冷源冲压空气103过度利用的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种机载热管理系统及方法，在满足座舱对引气温度和流量需求的基础上，提高了燃油利用率，减少了发动机引气和代偿损失。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种机载热管理系统，所述系统包括：电子舱、滑油系统、座舱和第一阀门、第二阀门、第三阀门、温度传感器、控制器、位于所述电子舱的用于对所述电子舱降温的冷凝器和位于所述滑油系统的用于对所述滑油系统降温的换热器；第一冲压空气依次经过所述第一阀门、所述冷凝器和所述换热器后，通过所述第二阀门与所述座舱连通；第二冲压空气通过所述第三阀门与所述座舱连通，所述第一冲压气和所述第二冲压空气均为来自机体外部的气体，所述温度传感器用于对所述座舱内的温度进行监测，所述控制器用于根据所述温度传感器监测得到的数据对各阀门的开度进行调节。可选的，所述系统还包括：发动机舱、空气制冷包和第四阀门，所述发动机舱内的气体依次通过所述第四阀门、所述空气制冷包与所述座舱相连通，所述控制器控制所述第四阀门的开度。可选的，所述系统还包括蒸发制冷系统，所述蒸发制冷系统用于将所述电子舱的废热排出机体。可选的，所述系统还包括第五阀门，来自机体外部的冲压空气通过所述第五阀门与所述座舱相连通。可选的，阀门为膨胀阀。可选的，所述系统还包括：发动机涡轮压气机组件、压气机、传动齿轮箱和发电机，所述发动机涡轮压气机组件驱动所述压气机运作，所述发动机涡轮压气机组件还通过传动齿轮箱带动主传动齿轮系和尾传动齿轮系分别为旋翼和尾翼提供动力，且为发电机运转提供动力。可选的，所述系统还包括：附件齿轮箱，所述发动机涡轮压气机组件通过附件齿轮箱为滑油系统、燃油系统和液压系统提供动力。本专利技术还提供了一种机载热管理方法，所述方法应用于本专利技术提供的机载热管理系统，所述方法包括：当机体外温度小于第一预设值时，打开第一阀门，引入第一冲压气，根据温度传感器监测到的温度值调节第二阀门和第三阀门的开度，以控制第二阀门和第三阀门的进气比例。可选的，所述方法还包括：当机体外温度大于第二预设值时，打开第四阀门，发动机舱内的气体依次通过第四阀门、空气制冷包进入座舱，电子舱的废热通过蒸发制冷系统排出机体。可选的，所述方法还包括：当机体外温度小于第二预设值且大于第一预设值时，打开第五阀门，来自机体外部的冲压空气通过所述第五阀门进入座舱。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术的第一冲压空气依次经过第一阀门、电子舱中的冷凝器和滑油系统中的换热器后，通过第二阀门与座舱连通，第二冲压空气通过第三阀门与座舱连通，第一冲压气和第二冲压空气均为来自机体外部的气体，温度传感器用于对座舱内的温度进行监测，冬季，控制器根据温度传感器监测到的温度值调节第二阀门和第三阀门的开度，以控制第二阀门和第三阀门的进气比例，控制经过换热的冲压空气与未经换热的冲压空气质量流量比以及总质量流量。利用电子舱、滑油系统的废热来加热座舱，对冲压空气实现多级利用，减少了发动机引气和代偿损失，提高了燃油利用率，同时，通过调节各阀门的开合及大小，满足了舱内对引气温度、流量等的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中直升机的能量流程图；图2为本专利技术实施例直升机的能量流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种机载热管理系统及方法，在满足座舱对引气温度和流量需求的基础上，提高了燃油利用率，减少了发动机引气和代偿损失。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供的机载热管理系统包括：电子舱、滑油系统、座舱和第一阀门、第二阀门、第三阀门、温度传感器、控制器、位于所述电子舱的用于对所述电子舱降温的冷凝器和位于所述滑油系统的用于对所述滑油系统降温的换热器；第一冲压空气依次经过所述第一阀门、所述冷凝器和所述换热器后，通过所述第二阀门与所述座舱连通；第二冲压空气通过所述第三阀门与所述座舱连通，所述第一冲压气和所述第二冲压空气均为来自机体外部的气体，所述温度传感器用于对所述座舱内的温度进行监测，所述控制器用于根据所述温度传感器225监测得到的数据对各阀门的开度进行调节。所述系统还包括：发动机舱、空气制冷包和第四阀门，所述发动机舱内的气体依次通过所述第四阀门、所述空气制冷包与所述座舱相连通，所述控制器控制所述第四阀门的开度。所述系统还包括蒸发制冷系统，所述蒸发制冷系统用于将所述电子舱的废热排出机体。所述系统还包括第五阀门，来自机体外部的冲压空气通过所述第五阀门与所述座舱相连通。优选的，本专利技术中的阀门均为膨胀阀。所述系统还包括发动机涡轮压气机组件、传动齿轮箱、液压系统和蒸发制冷循环系统，涡轮组件包括：风扇，增加进气量；涡轮，将工质内能转换为机械能；水分离器，将燃油中的水分离出去；压气机，进入的气流在压气机内被压缩成高密度、高压、低速的气流，以增加发动机的效率。传动齿轮箱包括：主传动齿轮系，为旋翼提供动力；尾传动齿轮系，为尾翼提供动力；电传动齿轮系，将机械能传至发电机转换为电能，以供机载设备使用。液压系统包括液压泵、液压管路，将附件齿轮箱的机械能转换为液压能。蒸发制冷循环系统包括：压缩机，将制冷剂蒸汽加压加温到高温高压状态；冷凝器，制冷剂蒸汽与外界冲压空气换热后冷凝，对冲压空气放出大量热量后变为液态；膨胀阀，制冷剂在膨胀阀中减压到其蒸发压力；蒸发器，在蒸发器中，低温低压的制冷剂吸收电子设备舱散出的热量，沸腾汽化后带走大量电子舱热量。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载热管理系统，其特征在于，所述系统包括：电子舱、滑油系统、座舱和第一阀门、第二阀门、第三阀门、温度传感器、控制器、位于所述电子舱的用于对所述电子舱降温的冷凝器和位于所述滑油系统的用于对所述滑油系统降温的换热器；第一冲压空气依次经过所述第一阀门、所述冷凝器和所述换热器后，通过所述第二阀门与所述座舱连通；第二冲压空气通过所述第三阀门与所述座舱连通，所述第一冲压气和所述第二冲压空气均为来自机体外部的气体，所述温度传感器用于对所述座舱内的温度进行监测，所述控制器用于根据所述温度传感器监测得到的数据对各阀门的开度进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种机载热管理系统，其特征在于，所述系统包括：电子舱、滑油系统、座舱和第一阀门、第二阀门、第三阀门、温度传感器、控制器、位于所述电子舱的用于对所述电子舱降温的冷凝器和位于所述滑油系统的用于对所述滑油系统降温的换热器；第一冲压空气依次经过所述第一阀门、所述冷凝器和所述换热器后，通过所述第二阀门与所述座舱连通；第二冲压空气通过所述第三阀门与所述座舱连通，所述第一冲压气和所述第二冲压空气均为来自机体外部的气体，所述温度传感器用于对所述座舱内的温度进行监测，所述控制器用于根据所述温度传感器监测得到的数据对各阀门的开度进行调节。2.根据权利要求1所述的机载热管理系统，其特征在于，所述系统还包括：发动机舱、空气制冷包和第四阀门，所述发动机舱内的气体依次通过所述第四阀门、所述空气制冷包与所述座舱相连通，所述控制器控制所述第四阀门的开度。3.根据权利要求2所述的机载热管理系统，其特征在于，所述系统还包括蒸发制冷系统，所述蒸发制冷系统用于将所述电子舱的废热排出机体。4.根据权利要求3所述的机载热管理系统，其特征在于，所述系统还包括第五阀门，来自机体外部的冲压空气通过所述第五阀门与所述座舱相连通。5.根据权利要求1-3任一项所述的机载热管理系统，其特征在于，阀门为膨胀阀。...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞丽萍，郭良，罗坤，刘猛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11