本發(fā)明涉及民用航空器的空調，尤其是涉及一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法。

背景技術：

1、在飛行中，由于氣壓和溫度的變化，機艙內的空氣需要不斷地調節(jié)和循環(huán)。在地面及所有飛行階段，空調系統(tǒng)可以根據(jù)機艙內外的氣壓變化，自動調節(jié)機艙內空氣的溫度和流量，將客艙的空氣維持在一定的壓力、溫度、新鮮水平上，向旅客、機組提供一個舒適的環(huán)境。空調系統(tǒng)是保障民機舒適、安全飛行的重要系統(tǒng)之一。

2、空調系統(tǒng)使用來自發(fā)動機或輔助動力裝置(apu)的引氣，由于引氣來的熱空氣溫度過高，不能直接用于座艙，必須先進行冷卻，對熱空氣的冷卻由空調系統(tǒng)完成。高溫壓縮空氣經(jīng)過主級熱交換器和外界空氣進行熱交換降低空氣溫度；然后進入壓氣機，完成升溫升壓；再進入次級熱交換器再次降溫；之后經(jīng)過再加熱器和冷凝器實現(xiàn)小部分的降溫；最后進入渦輪，對渦輪做功后空氣溫度降低，從渦輪出來的空氣溫度可以到達0至5攝氏度；通過控制熱空氣和冷空氣的流量實現(xiàn)空調溫度的控制。

3、現(xiàn)有技術中，由于空調部件位于機腹部，在起落架艙前部。發(fā)動機安裝在飛機吊架上，位于機翼兩側。apu安裝在飛機尾部，非增壓艙。當前空調系統(tǒng)使用發(fā)動機或輔助動力裝置(apu)的引氣，雖然可以滿足空調系統(tǒng)用氣要求，但由于引氣裝置與空調部件相距較遠，需要通過較長的引氣管道進行連接，因此現(xiàn)有的空調空氣壓縮系統(tǒng)使用引氣管道存在以下幾方面的缺陷：

4、(1)引氣管道占用了大量的空間，對其他系統(tǒng)的部件安裝造成了較大影響；

5、(2)引氣溫度過高，高溫會導致液壓和燃油系統(tǒng)的密封件老化，加速液壓油的氧化和降解過程，使液壓油粘度降低，使燃油控制精度變低。為了防止對液壓管路、燃油管路造成影響，需對引氣管路進行隔熱處理；

6、(3)引氣管路長、溫度高，安裝不當將引起滲漏，易引發(fā)火宅，需安裝火警探測環(huán)路進行監(jiān)控，不但造成成本的升高，而且有較大安全隱患；

7、(4)空調系統(tǒng)高度依賴于引起管道的引氣，若發(fā)動機、apu不工作或引氣功能故障，空調將無法使用。

8、市場上如能研發(fā)出一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)和空氣壓縮方法，其可將空調功能與發(fā)動機、apu引氣的解耦，提高了空調系統(tǒng)的獨立性、可靠性，如其可實現(xiàn)空氣壓縮系統(tǒng)與空調部件緊密靠近安裝，則可節(jié)約大量的引氣管路，使得民機安裝空間得到優(yōu)化，有效降低管路滲漏風險，同時將極具市場前景。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術中的問題，提高了空調系統(tǒng)的獨立性、可靠性，本發(fā)明提供了一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法，本發(fā)明的民機空調空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法可實現(xiàn)空氣壓縮系統(tǒng)與空調部件緊密靠近安裝，可節(jié)約大量的引氣管路，使得民機安裝空間得到優(yōu)化，有效降低管路滲漏風險。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)包括空調面板、空調組件控制器、馬達啟動控制器、空氣壓縮機、壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器；

3、所述空調面板，用于接受空調組件控制器的信號，對空調正常工作狀態(tài)、故障狀態(tài)、高流量狀態(tài)進行顯示；對空調發(fā)送開啟關閉、空調流量調節(jié)、溫度調節(jié)的控制指令；

4、所述空調組件控制器，用于控制和監(jiān)控整個空氣壓縮系統(tǒng)，并對壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器、空調面板傳來的數(shù)據(jù)進行計算，形成整個空氣壓縮系統(tǒng)的控制指令，并將控制指令發(fā)送給馬達啟動控制器；

5、所述馬達啟動控制器,用于接受空調組件控制器的控制指令，并根據(jù)該控制指令控制空氣壓縮機的轉速和空氣流量，同時將空氣壓縮機的狀態(tài)反饋給空調組件控制器；

6、所述壓縮機進口壓力傳感器，用于檢測空氣壓縮機的進氣壓力，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給空調組件控制器；

7、所述壓縮機出口壓力傳感器，用于檢測空氣壓縮機的出氣壓力，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給空調組件控制器；

8、所述壓縮機出口流量傳感器，用于檢測空氣壓縮機的出氣流量，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給空調組件控制器；

9、所述壓縮機出口溫度傳感器，用于檢測空氣壓縮機的出口溫度，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給空調組件控制器；

10、所述空氣壓縮機，包括增壓機構、作動機構、調節(jié)機構；該空氣壓縮機用于利用增壓機構對從空調進氣口來的氣體進行增壓，從而提高氣體的氣壓和溫度，再將熱空氣送至空調系統(tǒng)的其它組件。

11、優(yōu)選的技術方案，所述增壓機構采用單級離心式壓氣機對氣體進行增壓。

12、優(yōu)選的技術方案，所述作動機構采用交流電動馬達驅動單級離心式壓氣機工作。

13、優(yōu)選的技術方案，所述調節(jié)機構為可變的擴散器作動器，設置在單級離心式壓氣機的進氣口處，該調節(jié)機構可通過機械結構調整單級離心式壓氣機的進氣口的角度使氣體平穩(wěn)的流入單級離心式壓氣機。

14、優(yōu)選的技術方案，所述空氣壓縮機還包括冷卻機構，用于采用外來的氣冷的方式對整個空氣壓縮機中的馬達、軸承進行強制空氣冷卻。

15、優(yōu)選的技術方案，所述空氣壓縮機還包括加熱機構，該加熱機構設置在流入單級離心式壓氣機的出口，通過調節(jié)該加熱機構確保單級離心式壓氣機的出口的氣體溫度能達到系統(tǒng)要求的溫度。

16、優(yōu)選的技術方案，所述加熱機構采用加熱閥。

17、本發(fā)明的再一目的是提供一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)的壓縮方法包括以下步驟：

18、設置可變擴散器的喘振裕度，設置壓氣機參考轉速為20000轉每分，馬達啟動控制器進行自檢，馬達啟動控制器完成自檢后，空調組件控制器根據(jù)對壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器、空調面板傳來的數(shù)據(jù)進行計算，形成整個空氣壓縮系統(tǒng)的控制指令，并將控制指令發(fā)送給馬達啟動控制器；所述馬達啟動控制器接受空調組件控制器的控制指令，并根據(jù)控制指令控制空氣壓縮機的轉速和空氣流量。

19、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法的有益效果是：

20、1、可以減少95％的引氣管道，對于單通道干線民機大概能減少20米的引氣管道，對于雙通道民機大概能減少35米的引起管道。

21、2、消除了高溫引氣管路對液壓和燃油系統(tǒng)的影響。

22、3、消除了引氣管路帶來的火宅安全隱患。

23、4、每個空調組件對應一個獨立的空氣壓縮系統(tǒng)，組件之間互不影響、互不干涉。

24、5、空調功能與發(fā)動機、apu引氣解耦，提高了空調系統(tǒng)的獨立性。

25、綜上所述，本發(fā)明民機空調空氣壓縮系統(tǒng)由增壓機構、作動機構、調節(jié)機構、冷卻機構和加熱機構組成，可實現(xiàn)空調功能與發(fā)動機、輔助動力裝置的引氣的解耦，提高了空調系統(tǒng)的獨立性、可靠性。同時，空氣壓縮系統(tǒng)與空調部件緊密安裝，節(jié)約了大量的引氣管路，使得其他部件安裝空間得到優(yōu)化，管路滲漏風險得到降低。

技術特征：

1.一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：其包括空調面板、空調組件控制器、馬達啟動控制器、空氣壓縮機、壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述增壓機構采用單級離心式壓氣機對氣體進行增壓。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述作動機構采用交流電動馬達驅動單級離心式壓氣機工作。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述調節(jié)機構為可變的擴散器作動器，設置在單級離心式壓氣機的進氣口處，該調節(jié)機構可通過機械結構調整單級離心式壓氣機的進氣口的角度使氣體平穩(wěn)的流入單級離心式壓氣機。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣壓縮機還包括冷卻機構，用于采用外來的氣冷的方式對整個空氣壓縮機中的馬達、軸承進行強制空氣冷卻。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣壓縮機還包括加熱機構，該加熱機構設置在流入單級離心式壓氣機的出口，通過調節(jié)該加熱機構確保單級離心式壓氣機的出口的氣體溫度能達到系統(tǒng)要求的溫度。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱機構采用加熱閥。

8.根據(jù)權利要求1至7任一項所述的一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)的壓縮方法，其特征在于：其包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明提供一種民機空調空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法，該民機空調空氣壓縮系統(tǒng)包括空調面板、空調組件控制器、馬達啟動控制器、空氣壓縮機、壓縮機進口壓力傳感器、壓縮機出口壓力傳感器、壓縮機出口流量傳感器、壓縮機出口溫度傳感器。本發(fā)明的民機空調空氣壓縮系統(tǒng)及其壓縮方法可實現(xiàn)空調功能與發(fā)動機、APU引氣的解耦，提高了空調系統(tǒng)的獨立性、可靠性；可實現(xiàn)空氣壓縮系統(tǒng)與空調部件緊密靠近安裝，節(jié)約大量的引氣管路，使得民機安裝空間得到優(yōu)化，并有效降低管路滲漏風險。

技術研發(fā)人員：胡建平,王晨,于寶強,任庚,張朝,劉巍,趙巖
受保護的技術使用者：商飛軟件有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21