一种高空气品质民机客舱空气分配系统技术方案

一种适用于飞机客舱的高空气品质空气分配系统，其特征在于包括：新风供气管(603)，用于将新风送至设置在座椅背后送风口(606)；与新风供气管(603)相连的新风总管(602)。本发明专利技术的有益效果包括：在飞机客舱能够形成良好的气流组织，更利于污染物排出而不干扰相邻旅客，提高客舱健康性；新风与再循环风分配形式能够形成较为舒适的热环境，空气质量更优；新风利用率较高，可以适当减小座椅后方供气口的新风量，而不会对空气质量有所影响，达到降低客舱空气分配系统能耗的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型的客舱空气分配系统，适用于民用飞机客舱空气分配，提供更良好的空气品质。
技术介绍
空气分配系统是指将经调节的空气按规定比例分配给驾驶舱、客舱和设备舱以保证舱内温度均勻和风速适宜的输气系统。在人员密集的大型飞机客舱环境中，空气分配系统的作用是形成良好气流组织，有效排除污染物并保证客舱舒适性。但该系统的能量消耗是与乘客数量和新风量直接相关，并受到适航标准的严格要求。如果希望降低大型民机环控系统后端空气分配系统能消，一个主要的途径是提高客舱空气分配系统的新风利用率， 即利用尽可能少的新风量满足适航标准中关于(X)2等微量气体的浓度要求。民机客舱空气分配系统的供气品质受到多种因素限制，如供气参数(温度、湿度、 流量)、供气分配口和回风口的位置和形式、客舱内部空间几何形状、人员及座椅位置等，而且各种因素之间关系复杂。典型的传统民机客舱空气分配系统为上送下侧回方式，即由客舱行礼箱上部斜送风，由客舱底部两侧下回风，如图1所示的一种典型的传统民机客舱空气分配系统，101为送风口，102为回风口。图4给出了目前现有技术中提出的一种下侧及中部送风上回的空气分配系统方案，送风口位置401设置在舱中间过道栅处，送风口位置402设置在前一排座椅后方与人脸同高处，回风口 403设在天花板中部。采用这种方法可以让新风从下至上充满座舱，人吸入的都是新鲜空气，而呼出的污染物会随着向上的气流排除，从而达到减弱乘客之间的互相干扰。新风从辅助送风口吹出后，直线到达人脸部，途径路程很短，很好的起到了减少污染的作用。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种适用于飞机的客舱的高空气品质空气分配系统，其特征在于包括新风供气管，用于将新风送至设置在座椅背后送风口 ；与新风供气管相连的新风总管。附图说明图1是典型民机客舱空气分配系统示意图。图2 (a)和2 (b)显示了座椅及人员脚下部回风流动轨迹流场显示实验结果。图3(a)和3(b)显示了人员呼出物相互干扰流动显示实验结果。图4显示了现有技术中提出的一种下侧及中部送风上回的空气分配系统方案。图5(a)和5(b)显示了一种已有方案中人呼出物头部旋涡滞留图。3图6显示了根据本专利技术的一个实施例的民机客舱空气分配系统。图7(a)和7(b)显示了根据本专利技术的一个实施例中的新风流动轨迹及人呼出物流动轨迹。图8(a)至8(d)显示了根据本专利技术的一个实施例中的个体呼出物流动轨迹。 具体实施例方式本专利技术的目的是建立一种新的客舱空气分配系统，改善客舱的空气品质和健康性，降低系统能耗。采用该方案有利于形成良好的气流组织，避免在乘客头部上方形成污染滞留漩涡，更利于污染物排出而不干扰相邻旅客，提高客舱空气品质和健康性；同时机舱底部送风口仅供入再循环空气，减少了低温气流对旅客脚部的冷风感，满足舒适性要求。本专利技术可以减少新风量来节约能量，达到降低客舱空气分配系统能耗的目的。本专利技术人对现有技术提到了传统飞机客舱上送下回风和下侧及中部送风上回风的空气分配系统进行了仿真与流场实验研究，具体实验及结果包括(1)利用现有烟雾流动显示技术首次对现有飞机客舱上送下回送风方式中座椅及人员脚下部回风流动轨迹流场进行流动显示实验研究，图2给出了该流动显示实验结果。 实验结果表明，该空气分配系统存在新风“短路”现象，如图2 (a)所示，即上部由供气口送入的新风经过道从座椅下部直接被具有负压效应的回风口抽吸走，从而造成部分新风未能与舱室内空气交换而直接被压调系统排出舱外，造成能源浪费。为清晰起见，图2(b)给出了流动轨迹示意图。(2)利用烟雾流动显示技术，首次对现有飞机客舱上送下回送风方式中人员呼出物进行了试验研究，如图3 (a)所示，为清晰起见，图3 (b)给出了流动轨迹示意图。由图3 (a) 和图3(b)所示的人员呼出物流动显示实验结果可知，该空气分配系统中相邻旅客间人员口腔呼出物存在相互干扰现象，尤其是里侧旅客的呼出物会在气流组织作用下流经相领外侧旅客的面部，形成空气污染并利于病毒扩散。(3)图4所示的现有下侧及中部送风上回风的空气分配系统方案存在不足之处 气流经过人脸之后，并没有马上被顶部的回风口吸走，而是在人头部上方区域形成一个滞留旋涡，导致人呼出物不能及时排走，对控制污染物扩散具有负面作用，如图5(a)，为清晰起见，图5(b)给出了流动轨迹示意图。另外，如果送风口 401和送风口 402同时供新风，会引起人脚部受到低温气流刺激而产生不适感。本专利技术提供了一种适用于民机客舱的高空气品质空气分配系统。如图6所示。根据本专利技术的一个实施例的适用于民机客舱的高空气品质空气分配系统包括(图6中只示意显示出了对称一半的结构)飞机环控系统的制冷包(601)，用于对新鲜空气进行调温调湿，一般设置在飞机客舱底部的中间部位。根据本专利技术的一个具体实施例，新风供气总管道(60 和再循环风供气管道(604)被设置在客舱底板下货舱顶部，回风管道(610和611)被设置在客舱顶部行礼箱上方。在根据本专利技术的一个实施例中，回风空气在回风风机(图中未标明)作用下由回风管道(610和611)进入货舱，再循环空气在再循环风机(图中未标明)作用下经过滤器 (图中未标明)进入再循环风供气管道(604)，新鲜空气在制冷包压力作用下进入新风供气总管道(602)。在根据本专利技术的一个实施例中，制冷包(601)连接着新风总管(60 ，由新风供气管(60 将新风送至设置在每一个座椅背后送风口(606)。在根据本专利技术的一个实施例中，再循环空气由再循环风供气管道(604)送至客舱底部两侧的再循环风供气口(605)，由下方进入客舱，用于形成总的气流流动，并减少低温气流对旅客脚部的冷风感。在根据本专利技术的一个实施例中，客舱新鲜空气经除热除湿后变成回风，携带污染气体由行李箱底部的回风口(607和609)及客舱顶部回风口(608)排出，分别进入回风管道(610 和 611)。设置在座椅后方的送风口(606)，其与新风供气管(60 相连，用于提供纯新鲜空气，这样在系统中可省去混合腔部分；设置在行李箱底部的回风口(607和609)和设置在天花板中部的回风口(608)用以形成良好的气流组织，更利于污染物排出而不干扰相邻旅客，提高客舱健康性；设置在客舱底部两侧的送风口(60 用于提供再循环空气，更利于客舱流动性形成并保证脚部温度适宜。与传统民机客舱上送下侧回式空气分配系统相比，本专利技术减小了乘客之间呼出物干扰，抑制了污染物传播与扩散，气流组织健康性好；另外新风利用率相对较高，不会发生新风未被利用就直接排出舱外的情况。与下侧及中部送风上回风的空气分配系统方案相比，本专利技术不会在人头部上方区域形成污染物滞留旋涡，而且客舱底部送风口吹入循环风，减轻了人脚部受到低温气流刺激而产生的不适感。通过以下实验证明了本专利技术系统性能优越性1)采用流动显示技术对改进的新型民机客舱空气分配系统进行实验评价，结果表明(1)改进方案的气流流动轨迹较顺畅地排出，没有在脸前方形成明显漩涡滞留，有利于污染物的控制，如图7(a)所示，为清晰起见，图7(b)给出了流动轨迹示意图。(2)旅客间的呼出物干扰现象基本消除，从而改善了气流组织的健康性，如图 8(a)和图8(c)所示，为清晰起见，图8(b)和图8(d)给出了流动轨迹示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庞丽萍，王威，张瑜，王浚，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：