一种可供多舱独立调节的空调系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术专利属于直升机环控系统，具体提出了一种可供多舱独立调节的空调系统及其控制方法，为每个座舱配置组成相同的空调模块，将来自发动机的高温引气、来自制冷单元的低温制冷剂和来自机外的新鲜空气作为输入统一分配，使得每个座舱均具备独立的空气调节和过滤能力。而且，使得系统具有良好的扩展能力，整体架构简洁、组成部件集中，可以大幅节约机上的空间和降低重量需求。间和降低重量需求。间和降低重量需求。

【技术实现步骤摘要】
一种可供多舱独立调节的空调系统及其控制方法


[0001]本专利技术专利属于直升机环控系统，具体涉及到直升机空调系统设计。

技术介绍

[0002]本专利技术涉及直升机空调系统架构设计，满足多舱独立加温、制冷、通风需求。武装直升机主要采用纵列式双舱设计，如Z10、阿帕奇等，各类运输直升机也会将驾驶舱和座舱分开。不同的舱段内具有不同的热负荷，每个人对环境的舒适性评价也有差异，为了实现多舱独立控制，国内外直升机空调系统往往将每个舱的加温、通风、制冷系统独立设计，造成系统复杂、占用机上空间大、重量代价大等问题，对于防尘防毒需求也考虑不足。
[0003]在现有技术中，专利CN201910981724.1公开了一种直升机多舱双制式环境控制系统；另外，专利CN201910981721.8公开了基于压缩机中间补气技术的直升机多舱双制式空调系统，该专利是在一种直升机多舱双制式环境控制系统的基础上，通过压缩机中间补气技术提高制热效率；这两项专利均利用蒸发循环系统的热泵/制冷双制原理，需要利用滑油作为热源，滑油升温较慢，加温耗时较长；特别对于低温环境下，滑油温度本身较低时，难以获取热量；循环管路设计对密封性要求较高，一旦出现泄漏，高压制冷剂存在进入滑油系统的风险，进而影响飞行安全。该专利提出的控制系统在运行时，制冷循环和滑油循环互相耦合，两个循环中的流体温度和压力互相影响，控制方法较为复杂。

技术实现思路

[0004]为了克服上述系统的不足，本专利技术提出一种可供多舱独立调节的空调系统及其控制方法，为每个座舱配置组成相同的空调模块，将来自发动机的高温引气、来自制冷单元的低温制冷剂和来自机外的新鲜空气作为输入统一分配，使得每个座舱均具备独立的空气调节和过滤能力。而且，使得系统具有良好的扩展能力，整体架构简洁、组成部件集中，可以大幅节约机上的空间和降低重量需求。
[0005]技术方案：本专利技术一方面提出了一种可供多舱独立调节的空调系统，所述空调系统包括：发动机引气调节组件、蒸发循环制冷装置、风源切换组件、风机、多个传感器、控制器、空气分配机构；所述控制器根据每个舱段的需求，独立控制各舱段所对应工作模式；任意舱段工作时均共用同一发动机引气气源、蒸发循环制冷装置和环境空气气源；任意舱段所对应的工作模式至少包括通风、加温、制冷三种工作模式；在所述通风模式下，所述风机将舱内空气和舱外空气吸入系统，吸入系统的过程中，其混合比例通过风源切换组件调节，调节后的气体由空气分配机构分配至座舱；所述加温模式是在通风模式的基础上，通过判断进入空气分配机构的供气温度，调节发动机引气调节组件，引入一定量的发动机的高温引气，与风机吸入的气体混合后，提升供气温度并分配至座舱；所述制冷模式是在通风模式的基础上，通过判断进入空气分配机构的供气温度，调节蒸发循环制冷装置，将风机吸入的气体冷却，降低供气温度并分配至座舱。
[0006]进一步的，所述发动机引气调节组件包括电动活门、引射喷口；工作时，统一分配
来自发动机引气管路的高温高压引气，通过调节电动活门的开度，将风扇吸入的空气与高温引气混合，实现每个舱段的加温需求。
[0007]进一步的，所述空调系统还包括消音混合组件，所述消音混合组件设置于发动机引气喷口处；用于降低发动机引气过程中噪音。
[0008]进一步的，所述风源切换组件可采用风源切换阀，既可以调节舱内空气和舱外空气的混合比例，还可直接关闭其中一路气源。
[0009]进一步的，蒸发循环制冷装置包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。
[0010]进一步的，所述空气分配机构包括可快卸的空气滤芯结构，可按需装入不同类型滤芯，实现防尘、防毒过滤。
[0011]进一步的，所述控制器包括温度设置旋钮和制冷开关，在制冷开关关闭时，所述温度设置旋钮用于划分通风与加温工作模式，并关联设定供气至座舱的目标温度；当制冷开关打开时，所述温度设置旋钮用于设置座舱温度。
[0012]本专利技术另一方面还提出了一种可供多舱独立调节的空调系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
[0013]检查温度设置旋钮和制冷开关的状态；在制冷开关关闭时，所述温度设置旋钮用于划分通风与加温工作模式，并关联设定供气至座舱的目标温度；当制冷开关打开时，所述温度设置旋钮用于设置座舱温度；
[0014]当控制器判定为通风模式时，发动机引气调节组件、蒸发循环制冷装置关闭，仅风机工作，所述风机将舱内空气和舱外空气吸入系统，吸入系统的过程中，其混合比例通过风源切换组件调节，调节后的气体由空气分配机构分配至座舱；
[0015]当控制器判定为加温模式时，按照线性映射关系计算确定供气目标温度；通过调节电动活门的开度，使供气温度传感器采集到的温度接近供气目标温度，实现舱段内的加温；
[0016]当控制器判定为制冷模式时，首先通过风源切换阀切断环境空气气源，调节蒸发循环制冷装置中的电子膨胀阀开度，实时比较风源切换阀出口处温度与温度设置旋钮设置的温度，调节蒸发循环制冷装置的功率以及风机风量直至两温度值接近。
[0017]进一步的，在空气分配机构入口处还布置有温度继电器，当供气温度继电器探测到供气温度超过设定阈值时，电动活门快速关闭，防止高温气体进入座舱。
[0018]进一步的，风源切换阀出口处设置的温度传感器还可以实时采集来自舱外空气温度，记录的数据可用于出现故障后的分析排查。
[0019]有益技术效果：在直升机环控系统构型上，将蒸发循环制冷系统和发动机引气加温系统有机结合，两个独立系统中的部件共用；例如风机、风源切换阀、传感器、空气分配组件、过滤器等，大幅减轻了系统成本、重量代价；与此同时，空调系统可以按直升机构型扩展为多个空气调节模组，实现多舱段温度控制的独立调节；任意舱段工作时均共用同一发动机引气气源、蒸发循环制冷装置和环境空气气源；相对于传统通风、加温与制冷系统独立设计的构型，本专利技术单个舱段内温度调节的模块化设计，集成度更高，大大减小了系统的安装空间和设备成本。该专利技术提出的环控系统构型，能够支持多舱环境调节的个性化需求，例如其中一个舱制冷，另一个舱加温的需求也能够满足，而不增加额外的代价。相对于现有的直升机多舱境控制系统，本专利技术引入了环境中的新鲜空气，利用发动机引气进行温度调节，采
用气路设计的温度控制系统，控制线性度高，不存在控制发散的风险。
附图说明
[0020]图1为本专利技术温度控制系统构架图；
[0021]图2为空气分配机构结构示意图；
[0022]其中，1.空气分配组件2.供气温度传感器3.供气温度继电器4.引射喷口5.电动活门6.风扇7.蒸发器8.进气温度传感器9.风源切换阀10.电子膨胀阀11.制冷剂管路12.发动机引气管路13.制冷组件14.新风管路15.回风管路16.供气滤网17.温度设置旋钮18.制冷开关。
具体实施方式
[0023]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，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可供多舱独立调节的空调系统，其特征在于，所述空调系统包括：发动机引气调节组件、蒸发循环制冷装置、风源切换组件、风机、多个传感器、控制器、空气分配机构；所述控制器根据每个舱段的需求，独立控制各舱段所对应工作模式；任意舱段工作时均共用同一发动机引气气源、蒸发循环制冷装置和环境空气气源；任意舱段所对应的工作模式至少包括通风、加温、制冷三种工作模式；在所述通风模式下，所述风机将舱内空气和舱外空气吸入系统，吸入系统的过程中，其混合比例通过风源切换组件调节，调节后的气体由空气分配机构分配至座舱；所述加温模式是在通风模式的基础上，通过判断进入空气分配机构的供气温度，调节发动机引气调节组件，引入一定量的发动机的高温引气，与风机吸入的气体混合后，提升供气温度并分配至座舱；所述制冷模式是在通风模式的基础上，通过判断进入空气分配机构的供气温度，调节蒸发循环制冷装置，将风机吸入的气体冷却，降低供气温度并分配至座舱。2.如权利要求1所述的可供多舱独立调节的空调系统，其特征在于，所述发动机引气调节组件包括电动活门、引射喷口；工作时，统一分配来自发动机引气管路的高温高压引气，通过调节电动活门的开度，将风扇吸入的空气与高温引气混合，实现每个舱段的加温需求。3.如权利要求2所述的可供多舱独立调节的空调系统，其特征在于，所述空调系统还包括消音混合组件，所述消音混合组件设置于发动机引气喷口处；用于降低发动机引气过程中噪音。4.如权利要求1所述的可供多舱独立调节的空调系统，其特征在于，所述风源切换组件可采用风源切换阀，既可以调节舱内空气和舱外空气的混合比例，还可直接关闭其中一路气源。5.如权利要求1所述的可供多舱独立调节的空调系统，其特征在于，所述蒸发循环制冷装置包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。6.如权利要求1所述的可供多舱独立调节的空调系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李彬，罗平根，王化吉，赵凯祥，韩林哲，李星萍，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：