一种热管理系统温度自适应控制方法技术方案

一种热管理系统温度自适应控制方法，属航空领域。通过自适应控制方法实现对热沉流量的动态调度，根据设备的温度及散热量数据采集信息，控制各支路热沉的流量，动态调节热沉的制冷能力。自适应控制方法通过对热沉的动态调度，实现对设备/换热器等装置热沉出口温度的精确控制，防止违反温度约束。自适应控制方法通过控制和优化热量流动过程，保证系统高效运行，可减小热管理系统的尺寸和功率消耗。控制器根据设备、管路上的温度传感器测量结果以及设备工作情况，调控泵的转速、电动流量调节活门开度，使系统具备自适应调控能力。使系统具备自适应调控能力。使系统具备自适应调控能力。

【技术实现步骤摘要】
一种热管理系统温度自适应控制方法


[0001]本专利技术属航空领域，具体涉及到一种热管理系统自适应控制方法。

技术介绍

[0002]传统飞机热管理系统在全机热载荷变化时，通常以固定的状态模式运行，缺乏对热沉的精细化管理与调度。
[0003]传统热管理系统在热量传输过程中，热沉的质量流量通常固定在某些状态，流动受到限制，各换热器或散热设备存在过冷却现象，造成热沉利用率不高。
[0004]对于高散热需求的飞机，机载设备对飞机热管理提出了更高的要求，需要全面提升飞机的制冷能力，而当前这种粗放的管理模式燃油热沉在使用中存在较多的热累积，将会使散热问题进一步恶化，造成飞行过程燃油温度不断升高，这些因素导致热管理系统无法充分发挥制冷能力。

技术实现思路

[0005]针对上述不足，本专利技术提供一种热管理系统温度自适应控制方法，提高热管理系统的散热性能。
[0006]一种热管理系统自适应控制方法，具体如下：
[0007]1)在热管理系统中设置电动流量调节活门、温度传感器、流量传感器，电动流量调节活门设置在各电动燃油泵后的各个支路上，温度传感器、流量传感器设置在各个支路上；
[0008]2)分析机载设备及换热器热量的传递过程，热量Q通过燃油等热沉传递，公式如下：
[0009][0010]为工质质量流量，c
p
为工质的比热容，t
out
为机载设备或换热器出口温度，t
in
为机载设备或换热器入口温度；
[0011]3)根据机载设备实时功率信息及传感器采集数据，通过控制器实时解算各机载设备及换热器的散热量；根据各机载设备/换热器的本身换热特性及出口温度限定值，通过步骤2)所述的热量传递公式，由控制器解算得到任意支路上的实时最小质量流量控制要求。
[0012]4)根据通过控制器解算得到任意支路上的实时最小质量流量控制要求后，得到电动燃油泵出口的管路上的最低总质量流量控制要求，依据电动燃油泵所在支路上的流量传感器的实测数据，调节电动燃油泵的转速和/或电动流量调节活门，使电动燃油泵出口的流量需求满足控制要求。
[0013]通过自适应控制方法实现对热沉流量的动态调度，根据设备的温度及散热量数据采集信息，控制各支路热沉的流量，动态调节热沉的制冷能力。
[0014]自适应控制方法通过对热沉的动态调度，实现对设备/换热器等装置热沉出口温度的精确控制，防止违反温度约束。
[0015]自适应控制方法通过控制和优化热量流动过程，保证系统高效运行，可减小热管
理系统的尺寸和功率消耗。
[0016]控制器根据设备、管路上的温度传感器测量结果以及设备工作情况，调控泵的转速、电动流量调节活门开度，使系统具备自适应调控能力。
[0017]本专利技术利用自适应控制方法，基于设备散热量及温度情况，进行流量动态分配与控制，实现设备散热和热沉调度的综合管理，可提高机载能源、热沉等的利用效率，缓解飞机散热能力不足的问题。
[0018]本专利技术以燃油热管理系统为例进行说明，但不局限于在燃油热管理系统中应用，例如可以将自适应控制方法用于液冷系统、液压等系统。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0020](1)系统功耗需求降低。自适应控制方法通过控制和优化热量流动过程，保证系统高效运行，可减小热管理系统的功率消耗。
[0021](2)系统散热能力、热沉利用率提高。由于自适应制方法精细化分配了热沉流量，同时使进入发动机的燃油温度得到最大程度的提升，可充分发挥热沉的制冷能力。
[0022](3)易实施。本专利技术提供的自适应制方法增加的成品附件较少，易于实施，且重量代价小。
[0023](4)系统综合化程度提高。实现了机载散热设备散热需求和燃油热沉的综合调度管理。使热管理系统具有自适应性、灵活性、可扩展性，提供了更加充裕的热设计空间和能力拓展空间。
附图说明
[0024]图1为一种热管理系统方案示意图。
[0025]图2为一种热管理系统自适应控制方法具体实施方案示意图
[0026]图1中1
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电动流量调节活门A、2
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设备冷板、3
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泵组件A、4
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泵组件B、5
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液压设备、6
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电动流量调节活门B、7
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燃油
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液体换热器、8
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油箱、9
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电动燃油泵A、10
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电动燃油泵B、11
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电动流量调节活门C、12
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换热器、13
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燃油
‑
液压油换热器、14
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燃油
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滑油换热器、15
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发动机、16
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电动流量调节活门D、17
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燃油
‑
空气换热器、18
‑
空气
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空气换热器、19
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涡轮组件、20
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舱室、21
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电动流量调节活门E、22
‑
空气
‑
燃油换热器；
[0027]图2中24流量传感器A、26流量传感器B、29流量传感器C、32流量传感器D、33流量传感器E、34流量传感器F、40流量传感器G、43流量传感器H、45流量传感器I；
[0028]23温度传感器A、25温度传感器B、27温度传感器C、28温度传感器D、30温度传感器E、31温度传感器F、35温度传感器G、36温度传感器H、37温度传感器I、38温度传感器J、39温度传感器K、41温度传感器L、42温度传感器M、44为温度传感器N、48温度传感器O；
[0029]46
‑
热管理中心控制器、47
‑
控制器。
[0030]图1、图2中的A表示冷却液、B表示滑油、C表示空气。
具体实施方式
[0031]下面结合附图详细说明本项专利技术的实施情况，举例内容并不构成对本项专利技术的限定，仅作示例说明，使本项专利技术的优点更加清楚、容易理解。
[0032]如图1、图2所示，专利技术的飞机动态热管理系统在传统的热管理系统基础上添加了
电动流量调节活门1、电动流量调节活门6、电动流量调节活门11、电动流量调节活门16、温度传感器B25、流量传感器B 26、温度传感器C 27、温度传感器D 28、流量传感器C 29、温度传感器E 30、温度传感器F 31、流量传感器D 32、流量传感器E 33、流量传感器F 34、温度传感器G 35、温度传感器H36、温度传感器I 37、温度传感器J 38、温度传感器K 39、流量传感器G 40、温度传感器L 41、温度传感器M 42、流量传感器H 43、温度传感器N44、流量传感器I 45、热管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热管理系统温度自适应控制方法，其特征在于，具体如下：1)在热管理系统中设置电动流量调节活门、温度传感器、流量传感器，电动流量调节活门设置在各电动燃油泵后的各个支路上，温度传感器、流量传感器设置在各个支路上；2)分析机载设备及换热器热量的传递过程，热量Q通过燃油等热沉传递，公式如下：2)分析机载设备及换热器热量的传递过程，热量Q通过燃油等热沉传递，公式如下：为工质质量流量，c
p
为工质的比热容，t
out
为机载设备或换热器出口温度，t
in
...

【专利技术属性】
技术研发人员：于喜奎，于磊，艾凤明，黄志远，郑宽，梁兴壮，李征鸿，左林玄，林鹏，张国辉，
申请(专利权)人：沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：