CN110471475A - 温度调节系统和由其实现的应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种温度调节系统和由其实现的应用方法。温度调节系统包括：彼此并行设置的左引气主管路和右引气主管路，左引气主管路和右引气主管路上沿气体的流动方向分别依次设置有流量测馈装置、流量调节阀和空调组件，左引气主管路和右引气主管路分别在流量测馈装置和流量调节阀之间形成左配平空气支路和右配平空气支路，左配平空气支路和右配平空气支路上设置有彼此不同的支路阀门，左配平空气支路和右配平空气支路交联后形成配平空气总管路并由此将气体排出至通风系统。根据本发明，温度调节系统的各个配平空气支路上设置的支路阀门不同，因而可以根据不同的使用场景而选择需打开的支路阀门，从而使得空气调节系统可以使用不同的场景环境。

Description

温度调节系统和由其实现的应用方法

技术领域

本发明涉及载客飞行器领域，具体涉及一种温度调节系统和由其实现的应用方法。

背景技术

在例如飞机的载客飞行器中，为了让乘客和机组人员在飞行中感觉到舒适，需要对进入增压舱的空气进行温度调节。例如，当旅客机在万米高空巡航时，机舱外的高空气温会降到-50℃左右，飞机要在此高度安全飞行，必须要保证飞机座舱的温度能满足乘客的需要。通常，客机上的座舱温度控制主要通过空调组件(用于制冷)和配平空气系统共同实现。而其中常见的配平空气系统都是从流量调节阀的下游引气，其常见构型如图1和图2所示。

对于图1所示的温度调节系统，配平空气系统仅具有一个压力调节阀，并且该压力调节阀从第一流量调节阀下游引气；对于图2所示的温度调节系统，两个配平空气系统彼此独立，并分别从第一流量调节阀下游引气。

上述的两种设置会产生如下几个问题：

1、若空调组件失效，受空调组件反馈调节的流量调节阀关闭，配平空气系统也无法工作，无法将热气传送至座舱；

2、若配平空气系统仅设置一个压力调节阀，当该压力调节阀失效时，配平空气系统无法工作，无法将热气传送至座舱；

3、若两个配平空气系统无交联，当一侧的配平空气系统失效时，该侧配平空气系统所对应的通风系统处便无热气体输入，从功能备份性上来讲不具优势；

4、压力调节阀的开度很小，使得单位时间内通过压力调节阀的气流量较小，而压力调节阀的主要设置目的是降低气流噪声，因而在极端情况下，压力调节阀的使用会导致加温时间延长，影响飞机运营的经济性。

因而，需要提供一种温度调节系统和由其实现的应用方法，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种温度调节系统和由其实现的应用方法。该温度调节系统的各个配平空气支路上设置不同的支路阀门，可以根据具体的场景环境而选择所需打开的支路阀门，因而适用于多种不同的场景环境，并且在制冷系统失效时配平空气系统也不会受影响而依然能够对飞机的增压舱提供热气，因而在极端条件下也能够对增压舱内的温度环境起到保障作用。

本发明的一种温度调节系统，用于从左气源和右气源引气并对气体进行调节以将调节后的气体排放至通风系统，所述通风系统将气体混合并排出至增压舱，所述温度调节系统包括：

彼此并行设置的左引气主管路和右引气主管路，所述左引气主管路和右引气主管路分别接收来自左气源和右气源的气体，

其中，所述左引气主管路和右引气主管路上沿气体的流动方向分别依次设置有流量测馈装置、流量调节阀和空调组件，

所述左引气主管路和右引气主管路分别在所述流量测馈装置和所述流量调节阀之间形成左配平空气支路和右配平空气支路，所述左配平空气支路和所述右配平空气支路上分别设置有彼此不同的支路阀门以应用于不同的应用场景，所述左配平空气支路和右配平空气支路交联后形成配平空气总管路并由此将气体排出至所述通风系统。

在一种实施方式中，所述左配平空气支路和所述右配平空气支路中的一个上设置的所述支路阀门为压力调节阀，所述左配平空气支路和所述右配平空气支路中的另一个上设置的所述支路阀门为关断阀。

在一种实施方式中，所述压力调节阀受其下游部件的反馈调节。

在一种实施方式中，所述温度调节系统还包括控制器，所述控制器被构造为能够根据轮载信号或根据用户输入而确定所述温度调节系统的当前应用场景，并根据所述当前应用场景而对所述控制器下游的阀门进行控制。

在一种实施方式中，所述应用场景包括：所述飞机位于地面上且所述增压舱内无乘客的场景、所述飞机位于高空且所述增压舱内有乘客的场景、所述压力调节阀失效的场景。

在一种实施方式中，所述传感器包括压力传感器和/或温度传感器。

在一种实施方式中，所述左引气主管路和所述右引气主管路中的气体流经所述流量测馈装置、所述流量调节阀和所述空调组件，随后排出至所述通风系统，以和所述通风系统内的气体混合。

在一种实施方式中，所述控制器被构造为能够接收来自所述流量测馈装置的感测信号，并基于所述感测信号而控制调节所述流量调节阀的开度。

在一种实施方式中，所述配平空气总管路包括将所述左配平空气支路和所述右配平支路汇总的交联段、以及并联设置在所述交联段和所述通风系统之间的多个下游支路。

在一种实施方式中，每一条所述下游支路上均设置有下游流量调节阀。

本发明的另一方面，还提供了一种应用方法，其由上述任意一项方案所述的温度调节系统实现，以调节飞机增压舱内的气体温度，其中所述温度调节系统还包括控制器，所述控制器被构造为能够根据轮载信号或根据用户输入而确定所述温度调节系统的当前应用场景，并根据所述当前应用场景而对所述控制器下游的阀门进行控制，所述应用方法包括以下步骤：

控制器根据轮载信号判断所述温度调节系统的当前应用场景，或所述控制器接收用户输入的包含所述温度控制调节系统的当前应用场景的信号；以及

所述控制器根据所述当前应用场景而对其下游阀门进行控制。

在一种实施方式中，左配平空气支路和右配平空气支路中的一个上设置的支路阀门为压力调节阀，所述左配平空气支路和所述右配平空气支路中的另一个上设置的支路阀门为关断阀。

在一种实施方式中，当所述飞机位于地面上且所述增压舱内无乘客时，所述控制器根据所述当前应用场景控制打开所述关断阀、关闭所述压力调节阀。

在一种实施方式中，当所述飞机位于高空且所述增压舱内有乘客时，所述控制器根据所述当前应用场景控制打开所述压力调节阀、关闭所述关断阀。

在一种实施方式中，当所述压力调节阀失效时，所述控制器根据所述当前应用场景控制打开所述关断阀。

本发明所提供的温度调节系统和由其实现的应用方法，包括了满足多工况运行条件下的各异的结构和方法设计，可以适用于多种不同的场景环境。具体地，配平空气系统具有至少两个支路，各个支路在特定位置存在交联段，一个支路上的阀门失效时其他支路也依然可以工作；各个配平空气支路上设置的支路阀门不同，因而可以根据不同的使用场景而选择需打开的支路阀门，从而使得空气调节系统可以使用不同的场景环境，例如在需要紧急供热的情况下使配平空气系统内的气流不经过压力调节阀从而能快速被排出、缩短加温时间；各个配平空气系统的支路在总管路处汇总，从功能备份性上讲具有优势；在制冷功能失效时配平空气系统也不会受影响而依然能够对飞机的增压舱快速加温，因而在极端条件下也能够对增压舱内的温度环境起到保障作用。因而本发明所提供的温度调节系统在多个方面相对于现有的温度调节系统均具有明显改进，能够满足使用者的不同使用需求。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1和图2是两种现有的温度调节系统的示意图；

图3为根据本发明一种优选实施方式的温度调节系统的示意图；

图4为本实施方式中的温度调节系统的流量测馈装置以及控制器的电路连接示意图；

图5为本实施方式中使用温度调节系统的应用方法原理示意图。

具体实施方式

现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。

参考图3至图5，本发明的一个优选实施方式提供了一种温度调节系统和由其实现的应用方法，用于对进入飞机的增压舱的气体进行温度或流量调节，具体地，温度调节系统从例如发动机(即本实施方式中的气源)处引气，并最终将调节好的气体排出至通风系统，通风系统将气体混合并排出至增压舱，以使增压舱内的温度达到舒适的程度。

在本实施方式中，气源包括左气源和右气源，温度调节系统能够分别从两个气源处引气。温度调节系统包括与两个气源分别对应的两个引气主管路——左引气主管路和右引气主管路，左引气主管路和右引气主管路彼此并行设置并分别接收来自左气源和右气源的气体。需要说明的是，本发明的温度调节系统可以适用于接收来自两个以上气源的气体，对应地，引气主管路的数量也可以与气源的数量相同从而使得一个引气主管路对应地与一个气源相连。

参考图3，引气主管路上沿气体流动方向设置有流量测馈装置、流量调节阀和空调组件，从空调组件引出的气体被排出至通风系统。左引气主管路和右引气主管路在流量测馈装置和流量调节阀之间分别引出左配平空气支路和右配平空气支路，两个配平空气支路汇总至配平空气总管路，配平空气总管路将气体排出至通风系统。

也就是说，从气源引出的气体经过流量测馈装置之后，一部分流经流量调节阀、空调组件而被排出至通风系统，这一部分气体被空调组件冷却，因而这一部分气体最终以冷气的方式被排出至通风系统；而另一部分气体通过配平空气支路、配平空气总管路而被排出至通风系统，这一部分气体未被冷却，因而以热气的形式被排出至通风系统从而和通风系统中的冷气混合，通风系统最终将混合后的、具有适宜温度的气体排出至增压舱。

可以理解，用于对气体制冷的管路以及其上设置的各个部件(在本实施方式中包括流量调节阀和空调组件)所组成的系统可以被称为是制冷系统；而配平空气支路、配平空气总管路和其上的各个部件则共同组成了配平空气系统。当然，制冷系统和配平空气系统的组成结构并不限于本实施方式所给出的示例，制冷系统和配平空气系统还可以包括除了本实施方式所给出的示例之外的其他部件。

空调组件失效时，流量调节阀可能会关闭或开度减小。而配平空气系统是从流量调节阀上游引出配平空气支路，因而即使流量调节阀关闭，也不会影响配平空气系统的正常工作。例如，在高空中飞行时，如果空调组件失效，可以直接通过配平空气系统对从外界的高空大气引入的应急冲压空气进行加热，并将加热后的气体排出至增压舱，从而在这样的情况下也能够保证增压舱内的环境温度以确保乘客的舒适度。

并且，配平空气支路在流量测馈装置下游引气还能够避免由各个配平空气支路的引气差异导致的的引气不平衡问题，在流量测馈装置的调节下，能够实现各个配平空气支路均衡引气。

在本实施方式中，各个配平空气支路上均设置有支路阀门，各个配平空气支路上的支路阀门彼此不同。例如，在图3中，第一支路阀门可以为压力调节阀，第二支路阀门可以为关断阀。其中，压力调节阀可以受其下游部件的反馈调节，且其开度较小，能够降低配平空气系统下游的热气与冷气掺混所产生的噪音，从而提高增压舱内的舒适性。

将第一支路阀门与第二支路阀门设置为不同的阀门，能够实现不同场景下的不同操作，而该操作主要由控制器控制实现。具体地，参考图4，控制器形成为温度调节系统的一部分，而流量测馈装置包括温度传感器、压力传感器、渐缩渐扩管。渐缩渐扩管用于使通过流量测馈装置的气流的流量保持稳定。而压力传感器、温度传感器可以和控制器通信地连接，以将感测到的信号发送至控制器，控制器从而能够基于接收到的信号对流量调节阀的开度进行控制，该信号传递的路径在图4中由长短型虚线示出。

进一步地，控制器能够根据轮载信号或根据用户输入而确定温度调节系统的当前应用场景，并根据当前应用场景对控制器下游的阀门进行控制。例如，若当前应用场景为：飞机位于地面、增压舱内无乘客，需要对增压舱进行快速加热而无需考虑乘客的舒适性(图5中所示的场景1)，那么控制器控制打开关断阀并关闭压力调节阀，关断阀可全开从而能够最大限度地让气流快速通过，以实现对增压舱快速加温的目的；若当前应用场景为：飞机在高空中、增压舱内有乘客，那么便需要兼顾增压舱内升温的需要和乘客的舒适度需要(图5中所示的场景2)，此时控制器控制压力调节阀打开以减少噪声，并控制关闭关断阀；若当前应用场景为：压力调节阀失效(图5中所示的场景3)，则控制器控制打开关断阀，以在这种情况下依然能够保持对增压舱的加温。

优选地，配平空气总管路包括连接在各个配平空气支路下游的交联段、并联布置在交联段和通风系统之间的下游支路，各个下游支路上还分别设置有下游流量调节阀。进一步地，控制器也可以对各个下游流量调节阀进行控制。例如，在图5所示的场景一模式下，可以尽可能增大各个下游流量调节阀的开度，以实现气流流量最大化，以进一步缩短加温时间；而在不需要快速加热的模式下，可以稍微减小各个下游流量调节阀的开度。

需要说明的是，本发明所提到的“引气”、“连接”等术语，包含了直接和间接两种实现方式。例如，当下游管道从上游管道引气时，下游管道可以直接与上游管道相连而实现直接引气，或下游管道和上游管道之间可以设置其他的管道和/或装置以实现间接引气。

本发明所提供的温度调节系统和由其实现的应用方法，包括了满足多工况运行条件下的各异的结构设计和方法设计，可以适用于多种不同的场景环境。具体地，左配平空气支路和右配平空气支路上设置有彼此不同的支路阀门，可以根据具体使用场景选择打开所需的支路阀门，例如在需要紧急供热的情况下使配平空气系统内的气流不经过压力调节阀从而能快速被排出、缩短加温时间；在高空中空调组件失效时，配平空气系统也不会受影响，能够加热应急冲压空气并将其排放至增压舱，因而在极端条件下也能够对增压舱内的温度环境起到保障作用；配平空气系统具有至少两个支路，各个支路在特定位置存在交联段，一个支路上的阀门失效时其他支路也依然可以工作；各个配平空气系统的支路在配平空气总管路处汇总，从功能备份性上讲具有优势。综上，本发明所提供的温度调节系统以及使用其的方法，在多个方面相对于现有的温度调节系统和方法均具有明显改进，能够满足使用者的不同使用需求。

本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。

Claims (15)

1.一种温度调节系统，用于从左气源和右气源引气并对气体进行调节以将调节后的气体排放至通风系统，所述通风系统将气体混合并排出至增压舱，所述温度调节系统包括：

彼此并行设置的左引气主管路和右引气主管路，所述左引气主管路和右引气主管路分别接收来自左气源和右气源的气体，

其中，所述左引气主管路和右引气主管路上沿气体的流动方向分别依次设置有流量测馈装置、流量调节阀和空调组件，

其特征在于，所述左引气主管路和右引气主管路分别在所述流量测馈装置和所述流量调节阀之间形成左配平空气支路和右配平空气支路，所述左配平空气支路和所述右配平空气支路上分别设置有彼此不同的支路阀门以应用于不同的应用场景，所述左配平空气支路和右配平空气支路交联后形成配平空气总管路并由此将气体排出至所述通风系统。

2.根据权利要求1所述的温度调节系统，其特征在于，所述左配平空气支路和所述右配平空气支路中的一个上设置的所述支路阀门为压力调节阀，所述左配平空气支路和所述右配平空气支路中的另一个上设置的所述支路阀门为关断阀。

3.根据权利要求2所述的温度调节系统，其特征在于，所述压力调节阀受其下游部件的反馈调节。

4.根据权利要求2所述的温度调节系统，其特征在于，所述温度调节系统还包括控制器，所述控制器被构造为能够根据轮载信号或根据用户输入而确定所述温度调节系统的当前应用场景，并根据所述当前应用场景而对所述控制器下游的阀门进行控制。

5.根据权利要求4所述的温度调节系统，其特征在于，所述应用场景包括：所述飞机位于地面上且所述增压舱内无乘客的场景、所述飞机位于高空且所述增压舱内有乘客的场景、所述压力调节阀失效的场景。

6.根据权利要求4所述的温度调节系统，其特征在于，所述传感器包括压力传感器和/或温度传感器。

7.根据权利要求1所述的温度调节系统，其特征在于，所述左引气主管路和所述右引气主管路中的气体流经所述流量测馈装置、所述流量调节阀和所述空调组件，随后排出至所述通风系统，以和所述通风系统内的气体混合。

8.根据权利要求4所述的温度调节系统，其特征在于，所述控制器被构造为能够接收来自所述流量测馈装置的感测信号，并基于所述感测信号而控制调节所述流量调节阀的开度。

9.根据权利要求1所述的温度调节系统，其特征在于，所述配平空气总管路包括将所述左配平空气支路和所述右配平支路汇总的交联段、以及并联设置在所述交联段和所述通风系统之间的多个下游支路。

10.根据权利要求9所述的温度调节系统，其特征在于，每一条所述下游支路上均设置有下游流量调节阀。

11.一种应用方法，其由根据权利要求1-10中任意一项所述的温度调节系统实现，以调节飞机增压舱内的气体温度，其中所述温度调节系统还包括控制器，所述控制器被构造为能够根据轮载信号或根据用户输入而确定所述温度调节系统的当前应用场景，并根据所述当前应用场景而对所述控制器下游的阀门进行控制，其特征在于，所述应用方法包括以下步骤：

控制器根据轮载信号判断所述温度调节系统的当前应用场景，或所述控制器接收用户输入的包含所述温度控制调节系统的当前应用场景的信号；以及

所述控制器根据所述当前应用场景而对其下游阀门进行控制。

12.根据权利要求11所述的应用方法，其特征在于，左配平空气支路和右配平空气支路中的一个上设置的支路阀门为压力调节阀，所述左配平空气支路和所述右配平空气支路中的另一个上设置的支路阀门为关断阀。

13.根据权利要求12所述的应用方法，其特征在于，当所述飞机位于地面上且所述增压舱内无乘客时，所述控制器根据所述当前应用场景控制打开所述关断阀、关闭所述压力调节阀。

14.根据权利要求12所述的应用方法，其特征在于，当所述飞机位于高空且所述增压舱内有乘客时，所述控制器根据所述当前应用场景控制打开所述压力调节阀、关闭所述关断阀。

15.根据权利要求12所述的应用方法，其特征在于，当所述压力调节阀失效时，所述控制器根据所述当前应用场景控制打开所述关断阀。