具有降低的过程空气需求的飞机空调系统技术方案

一种具有降低的过程空气需求的飞机空调系统(10)，包括：空调单元(12)，适于被供应压缩的过程空气并产生冷新鲜空气；混合器(22)，适于将空调单元产生的冷新鲜空气与从待空气调节的飞机区域再循环的再循环空气混合；出风口(32)，适于将混合空气从混合器引导到待空气调节的飞机区域；第一传感器(34)，适于检测待空气调节的飞机区域中的实际温度；第二传感器(36)，适于检测被引导到待空气调节的飞机区域中的混合空气的温度；和控制单元(40)，适于根据引导到待空气调节的飞机区域中的混合空气的温度与待空气调节的飞机区域中的实际温度之间的差并优选还根据待空气调节的飞机区域中的实际温度的变化率控制空调单元的操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及飞机空调系统和用于操作飞机空调系统的方法。
技术介绍
飞机空调系统用以冷却或者加热飞机机舱，并且充分地将新鲜空气供应到飞机机舱中以保证在飞机机舱中存在规定的最小比例的氧气。如例如在DE102008053320B4和US8,333,078B2或者DE102010054448Al和US2013/269374Al中描述的所谓的基于空气的空调系统，典型地包括例如布置在飞机的翼根中且被供应压缩的过程空气的空调单元。压缩的过程空气由过程空气源提供，过程空气源可以是飞机的发动机或者辅助动力装置(APU)或者是独立于发动机或者辅助动力装置设计的压缩机。在飞机的飞行操作中，通常发动机引气被使用以为飞机空调系统的空调单元供应压缩的过程空气。然而，在飞机的地面操作期间，飞机空调系统的空调单元典型地被供应来自飞机的辅助动力装置的压缩的过程空气。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在详细说明一种飞机空调系统，具有可以以降低的压缩过程空气需求操作的空调单元。另外，本专利技术的目的旨在提供一种用于操作这种飞机空调系统的方法。该目的通过具有下述特征的飞机空调系统和具有下述特征的用于操作飞机空调系统的方法实现。飞机空调系统包括适于被供应压缩的过程空气的空调单元。该压缩的过程空气可以借助过程空气源被提供到所述空调单元，所述过程空气源可以是飞机的发动机或辅助动力装置(APU)或者是独立于所述发动机或所述辅助动力装置设计的压缩机。所述空调单元可以经由过程空气管线被连接到所述过程空气源。在所述空调单元中，所述过程空气在流过至少一个热交换器以及各种压缩和膨胀单元时可被冷却和膨胀。所述空调单元由此适合于产生冷新鲜空气。所述飞机空调系统进一步包括适合于将由所述空调单元产生的冷新鲜空气与从待空气调节的飞机区域再循环的再循环空气混合的混合器。所述再循环空气可以借助合适的传送装置从待空气调节的所述飞机区域传送到所述混合器，所述传送装置例如是鼓风机，其可被布置在将待空气调节的所述飞机区域连接到所述混合器的再循环空气管线中。所述混合器和所述空调单元之间的连接可借助新鲜空气管线建立。待空气调节的所述飞机区域可以是飞机客舱、飞行员座舱、货舱或者任何其它飞机区域，并且可以被分成多个空调区域。进一步，所述飞机空调系统包括适于将混合空气从所述混合器引导到待空气调节的所述飞机区域中的出风口。所述出风口例如可以被布置在待空气调节的飞机机舱的天花板区域中。所述出风口可以借助混合空气管线被连接到所述混合器。所述飞机空调系统也可以包括多个出风口，该多个出风口可以按照需要分布在待空气调节的所述飞机区域中。所述飞机空调系统的第一传感器被提供，其适于检测待空气调节的所述飞机区域中的实际温度。如果需要或有必要，则可以提供多个第一传感器，该多个第一传感器可以分布在待空气调节的所述飞机区域中。由所述多个第一传感器检测的实际温度于是可以为通过将由各个第一传感器检测的各个实际温度值平均而获得的平均实际温度。第二传感器用以检测经由所述出风口引导到待空气调节的所述飞机区域中的混合空气的温度。最后，所述飞机空调系统包括控制单元，该控制单元适于根据引导到待空气调节的所述飞机区域中的混合空气的温度和待空气调节的所述飞机区域中的实际温度之间的差控制所述空调单元的操作。因此，同常规空调系统相比，在常规空调系统中，空调单元的操作主要基于待空气调节的飞机区域中的期望温度和待空气调节的飞机区域中的实际温度的比较而被控制，而不考虑待空气调节的飞机区域的热动态特性，在本文所述的飞机空调系统中，在控制所述空调单元的操作时，考虑引导到待空气调节的所述飞机区域中的混合空气的温度和待空气调节的所述飞机区域中的实际温度之间的差。由此，能够避免引导到待空气调节的所述飞机区域中的混合空气的温度和待空气调节的所述飞机区域中的实际温度之间的不期望地大或者不期望地小的差。例如，在所述飞机空调系统在高环境温度并且由此在待空气调节的所述飞机区域中的高实际温度下启动时，通过在控制所述空调单元的操作时考虑引导到待空气调节的所述飞机区域中的混合空气的温度和待空气调节的所述飞机区域中的实际温度之间的差，能够避免将不合理地大体积流量的非常冷的混合空气供应到待空气调节的所述飞机区域。类似地，在所述飞机空调系统在低环境温度并且由此在待空气调节的所述飞机区域中的低实际温度下启动时，在控制所述空调单元的操作时考虑引导到待空气调节的所述飞机区域中的混合空气的温度和待空气调节的所述飞机区域中的实际温度之间的差，防止将不合理地大体积流量的非常暖的混合空气供应到待空气调节的所述飞机区域。结果，所述空调单元的过程空气需求能够降低，而实际上不影响所述飞机空调系统的冷却或加热性能，所述空调单元的过程空气需求在空调单元下述操作状况下特别高，即在该操作状况中需要空调单元提供大体积流量的非常冷或者非常暖的新鲜空气。替代地，所述空调单元的操作能够被调节至待空气调节的所述飞机区域的实际冷却和加热要求。这允许减少所述过程空气源的燃料消耗。此外，在所述过程空气源中产生的热应力能够降低，这增大了所述过程空气源的使用寿命。在这方面，应当注意到，在所述过程空气源中产生的热应力与所述空调单元的过程空气需求之间的相关性是高度非线性的。因此，即使压缩的过程空气需求的小的降低也可引起作用于所述过程空气源的热应力的明显减小。在所述飞机空调系统的优选实施例中，所述控制单元适于以使引导到待空气调节的所述飞机区域中的混合空气的温度和待空气调节的所述飞机区域中的实际温度之间的差不超过阈值的方式控制所述空调单元的操作。所述阈值可以例如基于所述过程空气源的类型和性能确定，以便有效地减少所述过程空气源的燃料消耗和由热应力引起的磨损。此外，所述阈值可以设定成这样的值，即使得特别在将待空气调节的所述飞机区域从高温冷却时以及在将待空气调节的所述飞机区域从低温加热时，所述飞机空调系统的冷却或加热性能在期望范围内。优选地，所述飞机空调系统的所述控制单元进一步适于根据待空气调节的所述飞机区域中的实际温度的变化率控制所述空调单元的操作。这允许控制待空气调节的所述飞机区域在冷却和加热时的瞬时特性，其目的同样在于避免所述空调单元的下述操作状况，即在该操作状况中需要所述空调单元提供大体积流量的非常冷或非常暖的新鲜空气。具体地，所述控制单元可以适于以使待空气调节的所述飞机区域中的实际温度的变化率不超过阈值的方式控制所述空调单元的操作。类似于引导到待空气调节的所述飞机区域中的混合空气的温度和待空气调节的所述飞机区域中的实际温度之间的差的阈值，待空气调节的所述飞机区域中的实际温度的变化率的阈值也可以例如基于所述过程空气源的类型和性能被确定，以便有效地减少所述过程空气源的燃料消耗和由热应力引起的磨损。此外，该阈值可以被设定成这样的值，即使得冷却或者加热待空气调节的所述飞机区域所需的时间在期望范围内。在优选实施例中，所述飞机空调系统可以进一步包括输入装置，该输入装置适于输入待空气调节的所述飞机区域中的期望温度。所述输入装置可以是自动地确定待空气调节的所述飞机区域中的期望温度的装置。然而，优选地，所述输入装置包括用户接口，用户可以经由该用户接口输入待空气调节的所述飞机区域中的期望温度。所述控制单元可以适于根据所述飞机区域中的期望温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机空调系统(10)，包括：空调单元(12)，适于被供应压缩的过程空气并产生冷新鲜空气；混合器(22)，适于将由所述空调单元(12)产生的冷新鲜空气与从待空气调节的飞机区域(26)再循环的再循环空气混合；出风口(32)，适于将混合空气从所述混合器(22)引导到待空气调节的所述飞机区域(26)中；第一传感器(34)，适于检测待空气调节的所述飞机区域(26)中的实际温度(Tact)；第二传感器(36)，适于检测引导到待空气调节的所述飞机区域(26)中的混合空气的温度(Tmix)；和控制单元(40)，适于根据引导到待空气调节的所述飞机区域(26)中的混合空气的温度(Tmix)与待空气调节的所述飞机区域(26)中的实际温度(Tact)之间的差控制所述空调单元(12)的操作。

【技术特征摘要】
2015.09.04 EP 15183821.61.一种飞机空调系统(10)，包括：空调单元(12)，适于被供应压缩的过程空气并产生冷新鲜空气；混合器(22)，适于将由所述空调单元(12)产生的冷新鲜空气与从待空气调节的飞机区域(26)再循环的再循环空气混合；出风口(32)，适于将混合空气从所述混合器(22)引导到待空气调节的所述飞机区域(26)中；第一传感器(34)，适于检测待空气调节的所述飞机区域(26)中的实际温度(Tact)；第二传感器(36)，适于检测引导到待空气调节的所述飞机区域(26)中的混合空气的温度(Tmix)；和控制单元(40)，适于根据引导到待空气调节的所述飞机区域(26)中的混合空气的温度(Tmix)与待空气调节的所述飞机区域(26)中的实际温度(Tact)之间的差控制所述空调单元(12)的操作。2.根据权利要求1所述的飞机空调系统，其中所述控制单元(40)适于以使引导到待空气调节的所述飞机区域(26)中的混合空气的温度(Tmix)与待空气调节的所述飞机区域(26)中的实际温度(Tact)之间的差不超过阈值的方式控制所述空调单元(12)的操作。3.根据权利要求1所述的飞机空调系统，其中所述控制单元(40)适于根据待空气调节的所述飞机区域(26)中的实际温度(Tact)的变化率来控制所述空调单元(12)的操作。4.根据权利要求1所述的飞机空调系统，其中所述控制单元(40)适于以使待空气调节的所述飞机区域(26)中的实际温度(Tact)的变化率不超过阈值的方式控制所述空调单元(12)的操作。5.根据权利要求1所述的飞机空调系统，进一步包括适于输入待空气调节的所述飞机区域(26)中的期望温度(Tdes)的输入装置(38)，其中所述控制单元(40)适于根据所述飞机区域(26)中的期望温度(Tdes)控制所述空调单元(12)的操...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·维斯，达留什·克拉科夫斯，蒂姆·吉斯，
申请(专利权)人：空中客车作业有限公司，空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE