Вентиляционная система салона для кондиционирования воздуха в отсеках фюзеляжа пассажирского самолета - RU2089791C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к вентиляционной системе салона для кондиционирования воздуха в отсеках фюзеляжа пассажирского самолета.

С ее помощью можно регулировать поток подаваемого свежего воздуха, включая контроль давления и температуры, для герметичного фюзеляжа пассажирского самолета и реализовать рециркуляцию воздуха в салоне.

Известны решения, при которых в герметичный фюзеляж известных типов самолетов во всех случаях нахождения на земле и в полете подается постоянный объемный поток свежего воздуха для вентиляции пассажирского салона, кабины пилота, отсеков радиоэлектронного оборудования и грузовых отсеков.

Чтобы создать благоприятную для находящихся в самолете температуру и скорость потока вентиляционного воздуха, к свежему воздуху примешивается постоянный воздушный поток по типу так называемого рециркуляционного воздуха.

В случае рециркуляционного воздуха речь идет об использованном воздухе салона, который используется вторично. При этом сопряженные с устройствами подвода свежего воздуха (комплект оборудования для кондиционирования воздуха) клапаны распределения количества воздуха (контроль расхода воздуха через клапаны) регулируются в соответствии с постоянным объемным потоком (продувка воздухом). Расход может изменяться только в случае ошибок.

Исключениями являются дополнительный расход воздуха для вентиляции грузовых отсеков и так называемый режим экономии для пассажирского салона, с помощью которых может устанавливаться другой воздушный поток, однако его величина вновь является постоянной.

Таким образом, с помощью этих решений возможно включение режима экономии, нормального режима и режима максимального расхода.

В частности, регулирование кондиционирования воздуха в самолете осуществляется таким образом, что температура в салоне и кабине пилота регулируется с помощью температуры на выходе комплекта оборудования для кондиционирования воздуха и с помощью так называемой системы компенсации.

С помощью температуры на выходе оборудования для кондиционирования воздуха устанавливается самая низкая из всех требуемых температур воздуха. Путем примешивания горячего компенсирующего воздуха от двигателей регулируются температуры для других зон.

При этих решениях невыгодным образом не осуществляется подготовка высокой доли расходуемого для салона воздуха, так как в данном случае вентиляция герметичного фюзеляжа согласована с управлением и регулированием объемного воздушного потока в соответствии с постоянным воздушным потоком (свежий или подготавливаемый рециркуляционный воздух).

Не осуществляется отдельная подача свежего воздуха с учетом компенсации утечек; она ориентирована на достаточную вентиляцию герметичного фюзеляжа с высокой долей свежего воздуха, вследствие чего соответственно увеличивается общий расход энергии или расход топлива для всей системы.

Регулирование давления в герметичном фюзеляже осуществляется невыгодным образом независимо от регулирования количества свежего воздуха и температуры.

При этом в качестве регулируемого параметра служит воздушный поток, который покидает герметичный фюзеляж. Если давление в герметичном фюзеляже возрастает, то увеличивается воздушный поток; если давление понижается, то соответственно уменьшается воздушный поток.

Качество воздуха в пассажирском и служебном отсеках (пассажирский салон и кабина пилота) обеспечивается в настоящее время только с помощью постоянного потока свежего (наружного) воздуха.

При этом необходимая подача количества свежего воздуха функционально коррелируется с требуемым качеством воздуха для салона в этих зонах кондиционирования, причем доля воздуха для салона направляется через корпускулярный фильтр и затем в виде рециркуляционного воздуха подается в отдельно подаваемый свежий воздух вентиляции.

Так как воздух для салона в этих зонах явно загружен микробами, например, бактериями и вирусами (возбудителями болезней в старом воздухе), и веществами, создающими запах, например, человеческими запахами, или запахами от пищи и т.д. на которые существенное влияние оказывают находящиеся на борту самолета люди, степень чистоты используемого воздуха при явном увеличении доли рециркуляции в вентиляции очень неблагоприятно сказывается на самочувствии всех пассажиров и членов экипажа из-за плохо и недостаточно профильтрованного рециркуляционного воздуха.

Установленные в настоящее время на борту самолета фильтрующие установки не отвечают предъявляемым требованиям при явном увеличении доли рециркуляции в вентиляции и не могут устранить эти неблагоприятные явления.

В современных известных системах рециркуляционный воздух очищается только с помощью корпускулярного фильтра, а не подготавливается вновь таким образом, чтобы он достигал качества свежего воздуха.

Кроме того, на качество воздуха в значительной степени оказывает влияние доля углекислого газа в воздухе в пассажирском салоне, которая без адсорбции при явном увеличении доли рециркуляции в вентиляции возрастает до недопустимо больших величин.

Известное [1] решение раскрывает для этого устройство и способ управления или регулирования вентиляции находящегося под давлением герметичного пространства таким образом, что как давление, так и концентрация углекислого газа поддерживается на определенном уровне.

Указанное пространство кондиционируется описанным выше образом, причем датчик давления регистрирует уровень давления, а специальный чувствительный элемент регистрирует концентрацию углекислого газа.

Фактически измеренные величины подаются соответственно в систему управления и регулирования, которая осуществляет сравнение заданной и действительной величины.

Результат сравнения воздействует на подачу находящегося под давлением свежего воздуха, который отбирается вне закрытого пространства, а также уровень давления в пространстве.

Затем свежий воздух смешивается с частью использованного отводимого воздуха и вновь подается в закрытое пространство. Тем самым давление и концентрация углекислого газа автоматически поддерживаются на определенном уровне.

При этом решении вентиляция пассажирского салона согласована только с управлением и регулированием концентрации углекислого газа и давления в салоне, причем оба параметра автоматически изменяются независимо друг от друга в соответствии с заранее заданным уровнем.

С помощью этого решения нет возможности подавать приточный воздух чисто кондиционированным и с установленным температурным режимом в пассажирский салон, потому что отказались от дальнейшей подготовки части использованного отводимого воздуха с точки зрения освобождения от присущих ему микробов (вирусов и бактерий), запахов и прочих загрязнений и от установления желательного температурного режима поступающего в пассажирский салон приточного воздуха.

Другое решение для управления и регулирования вентиляции закрытого отсека раскрывает [2] Устройство реализует с помощью воздушного душа подачу в салон смеси из отведенного и свежего воздуха.

С помощью устройства управления и регулирования содержания углекислого газа, которое соединено с датчиком, регистрирующим концентрацию углекислого газа, и срабатывает от этого датчика, причем датчик контролирует концентрацию углекислого газа в салоне, с помощью клапана осуществляется управление и регулирование отсасываемого вне салона и подаваемого в салон свежего воздуха в зависимости от зарегистрированной концентрации углекислого газа.

Решение не учитывает аспект регулирования давления и температуры; не осуществляется отвод тепловых нагрузок, которые возможно присущи для салона, а также ориентированная на устранение микробов, запахов и других загрязнений рециркуляция воздуха в салоне.

Вследствие этого в основе изобретения лежит задача выполнения типовой системы вентиляции салона с рециркуляцией воздуха таким образом, чтобы с ее помощью при уменьшении подачи свежего воздуха извне в герметичный фюзеляж осуществлялась подготовка большой доли использованного в кондиционируемой зоне для людей отводимого воздуха. Подача свежего воздуха должна быть выполнена таким образом, чтобы можно было осуществлять регулирование давления в герметичном фюзеляже с точки зрения его поддержания, прежде всего восстановление давления в полете со снижением, а компенсацию утечек из герметичного фюзеляжа и отвод большей части тепловой нагрузки из герметичного фюзеляжа.

Рециркуляция воздуха в салоне обеспечивает поддержание оптимального качества воздуха, в связи с чем предотвращается дальнейшее распространение присутствующих в рециркуляционном воздухе микробов (вирусов и бактерий), создающих запахи субстанций и прочих загрязнений, реализуется поддержание установленного температурного режима, а также адсорбция избыточной доли углекислого газа в воздухе салона.

Поданный в поток свежего воздуха и подготовленный таким образом рециркуляционный воздух должен способствовать повышению влажности воздуха в салоне. Система подачи свежего воздуха и рециркуляция должна способствовать в качестве общей системы существенной экономии топлива или снижению общего расхода энергии, а также обеспечению качества воздуха и вентиляции пассажирского самолета.

Эта задача в отношении системы вентиляции салона для кондиционирования воздуха в отсеках фюзеляжа пассажирского самолета, которая регулирует поток свежего воздуха для герметичного фюзеляжа, включая контроль давления и температуры, и реализует рециркуляцию воздуха салона, с узлом подготовки свежего воздуха и устройством для смешивания воздуха и расположенной после последнего устройства зоной кондиционирования, которые относительно воздушного потока соединены друг с другом в ряд, в котором между входом узла подготовки свежего воздуха и расположенным перед ним блоком клапанов управления подачей воздуха имеется отнесенное к воздушному потоку соединение, причем на вход блока клапанов управления подачей воздуха подается свежий воздух, который предпочтительно является засасываемым по меньшей мере одним двигателем воздухом, в котором в отнесенное к воздушному потоку соединение между устройством для смешивания воздуха и зоной кондиционирования включен блок клапанов управления для компенсации воздушного потока, на вход которого подается часть свежего воздуха, который подводится к блоку клапанов управления подачей воздуха, в котором все включенные в воздушный поток узлы и/или устройства соединены друг с другом и/или соединенные с зоной кондиционирования узлы и устройства соединены с помощью соединительных линий для подачи воздушного потока, причем зона кондиционирования имеет определенную утечку, которая отводит часть использованного в ней отведенного воздуха за пределы отсека фюзеляжа, в котором все проводящие соединения между функционально сочлененными узлами и/или устройствами и/или зоной кондиционирования, которые выполнены предпочтительно электропроводящими, сопряжены с точки зрения обмена информацией, решается благодаря тому, что блок корпускулярных фильтров и/или блок фильтров для поглощения запахов, вентиляционный узел, блок для поглощения углекислого газа и блок теплообменника включены в воздушный поток в этой последовательности и отнесенные к воздушному поток узлы соединены друг с другом в ряд, что зона кондиционирования на стороне выхода соединена относительно воздушного потока со входом блока корпускулярных фильтров и/или с блока фильтров для поглощения запахов, причем к последнему подается использованный в зоне кондиционирования отведенный воздух в качестве рециркуляционного воздуха, что блок теплообменника, к которому подается наружный воздух, который находится вне пассажирского самолета, на стороне выхода соединен с другим входом устройства для смешивания воздуха относительно воздушного потока, причем к последнему подается подготовленный рециркуляционный воздух, что устройство регулирования давления в салоне, устройство регулирования установки кондиционирования воздуха и устройство регулирования зон салона соединены последовательно электропроводяще и функционально, причем между этими элементами осуществляется взаимный обмен информацией, что блок клапанов управления подачей воздуха электропроводяще и функционально соединен с устройством регулирования давления в салоне, узел подготовки свежего воздуха с системой регулирования установки кондиционирования воздуха и блок теплообменника с устройством регулирования зон салона, причем между этими элементами осуществляется взаимный обмен информацией, что соответственно вход устройства регулирования зон салона соединен с устройством для смешивания воздуха и с функциональным местом сопряжения, которое сопряжено с соединением для воздушного потока между устройством для смешивания воздуха и зоной кондиционирования, причем функционально соединенные на стороне входа с устройством регулирования зон салона элементы поставляют последнему односторонне направленную информацию, что соответственно выход устройства регулирования зон салона электропроводяще соединен с блоком клапанов управления для компенсации воздушного потока и с вентиляционным узлом, причем функционально соединенные на стороне выхода с устройством регулирования зон салона элементы получают от последнего односторонне направленную информацию.

Система вентиляции салона выполнена с блоком поглощения углекислого газа без него, причем при его отсутствии вентиляционный узел соединен с точки зрения воздушного потока непосредственно с блоком теплообменника.

Зона кондиционирования разделена на пассажирский салон и кабину пилота, которые являются раздельно кондиционированными зонами.

Пассажирский салон и кабина пилота раздельно соединены относительно воздушного потока с устройством для смешивания воздуха, причем раздельные соединения для подачи воздушного потока имеют соответственно функциональное место сопряжения, которое соответственно соединено с точки зрения электропроводности и функционально со входом устройства регулирования зон салона.

Узел подготовки свежего воздуха состоит по меньшей мере из двух устройств подготовки свежего воздуха, которые электропроводяще и функционально соединены с устройством регулирования установки кондиционирования воздуха, причем между этими элементами существует взаимный обмен информацией, и перед которыми расположены по меньшей мере два клапана управления подачей воздуха, которые относятся к блоку клапанов управления подачей воздуха, на входы которых отдельно подается свежий воздух, и которые функционально соединены с устройством регулирования давления в салоне, причем между этими элементами осуществляется взаимный обмен информацией.

Блок клапанов управления для компенсации воздушного потока состоит по меньшей мере из двух клапанов управления для компенсации воздушного потока, которые включены в раздельное относительно воздушного потока соединение между устройством для смешивания воздуха и пассажирским салоном и/или кабиной пилота, причем на их входы раздельно подается воздух для компенсации воздушного потока, и электропроводяще и функционально соединены соответственно с выходом устройства регулирования зон салона, причем последнее выдает на выходе односторонне направленную информацию.

Проводящие соединения являются контрольными контурами, сочленение которых с точки зрения проводности в пределах системы вентиляции салона, которая является системой рециркуляции воздуха в салоне, обеспечивает обмен информацией с контрольной функцией между элементами в состоянии полета на крейсерском режиме.

Блок корпускулярных фильтров и/или блок фильтров для поглощения запахов, вентиляционный блок, блок поглощения углекислого газа и блок теплообменника собраны из функционально одинаково работающих устройств, которые объединены в соответствующий блок.

Блок поглощения углекислого газа пригоден для улавливания компонентой углекислого газа из рециркуляционного воздуха.

Блок поглощения углекислого газа собирается из фильтров на твердых веществах, предпочтительно из фильтров на твердом амине.

Для его регенерации предусмотрено использование отходящего тепла рециркуляционного воздуха, которое образуется в блоке теплообменника.

Полученные с помощью изобретения преимущества в основном можно видеть в том, что с помощью системы вентиляции салона при уменьшении подачи свежего воздуха извне в герметичный фюзеляж пассажирского самолета осуществляется подготовка большой доли использованного в кондиционируемой зоне нахождения людей отводимого воздуха в режиме крейсерского полета.

Подача свежего воздуха осуществляется таким образом, что с помощью системы вентиляции салона возможно регулирование в герметичном фюзеляже, включая поддержание давления, а также возможна компенсация утечек из герметичного фюзеляжа и возможен отвод большей части тепловой нагрузки из герметичного фюзеляжа.

Вентиляция салона с рециркуляцией воздуха обеспечивает поддержание оптимального качества воздуха, благодаря чему предотвращается дальнейшее распространение находящихся рециркуляционном воздуха микробов (вирусов и бактерий), создающих запахи субстанцией и прочих загрязнений, реализуется поддержание установленного температурного режима, а также поглощение избыточной доли углекислого газа в воздухе салона.

Поданный в поток свежего воздуха и подготовленный таким образом рециркуляционный воздух способствует повышению низкой влажности воздуха в салоне. Система подачи свежего воздуха и рециркуляции, как общая система, существенно ограничивает расход топлива или общий расход энергии в режиме крейсерского полета.

Эта система реализует необходимое качество воздуха или его соотношение в пассажирском самолете, причем очень благоприятно действует высокая степень чистоты кондиционированного воздуха.

На фиг. 1 изображена блок-схема системы в соответствии с изобретением; на фиг. 2 специальная система в соответствии с фиг. 1 без блока поглощения углекислого газа; на фиг. 3 упрощенное изображение герметичного фюзеляжа с частичным изображением системы вентиляции с рециркуляцией воздуха (система подачи свежего воздуха и рециркуляции).

На примере выполнения необходимо более подробно пояснить систему вентиляции салона в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы вентиляции салона для кондиционирования воздуха в отсеках фюзеляжа пассажирского самолета, которая на фиг. 2 демонстрируется в виде специальной системы без поглотителя углекислого газа.

Фиг. 3 позволяет видеть вентилируемый с помощью поданного извне свежего воздуха и подготовленного внутри рециркуляционного воздуха герметичный фюзеляж. Смесь свежего воздуха и подготовленного рециркуляционного воздуха подается в качестве приточного воздуха в зону кондиционирования или в зону нахождения людей (пассажирский салон и кабина пилота).

Также представлен воздушный поток подготовленного свежего воздуха, который подается в остальные вспомогательные отсеки герметичного фюзеляжа.

В соответствии с фиг. 1 система вентиляции салона состоит из узла 8 подготовки свежего воздуха и устройства 9 для смешивания воздуха и включенной после последнего зоны 10 кондиционирования, которые с помощью соединительных линий 13 относительно воздушного потока соединены друг с другом в ряд.

Между входом узла 8 подготовки свежего воздуха и включенным перед ним блоком 11 клапанов управления подачей воздуха реализовано соединение с соединительной линией 13 для воздушного потока.

Ко входу блока 11 клапанов управления подачей воздуха подведен отбираемый извне свежий воздух, который предпочтительно отбирается от двигателей самолета в виде горячего отбираемого воздуха.

Блок 12 клапанов управления для компенсации воздушного потока с отнесенным к воздушному потоку соединением между устройством 9 для смешивания воздуха и зоной 10 кондиционирования.

К его входу подводится часть отобранного свежего воздуха, который отбирается от места сопряжения 15 подводящей к блоку 11 клапанов управления подачей воздуха соединительной линии 13 для воздушного потока. Зону 10 кондиционирования следует понимать как кондиционируемую зону для размещения людей пассажирского самолета, которая, в частности, в соответствии с фиг.2 разделена на отдельно кондиционируемый пассажирский салон 17 и кабину пилота 18.

Эта зона 10 кондиционирования имеет место утечки 22, через которое отводится за пределы отсека фюзеляжа часть имеющегося использованного отводимого воздуха.

Часть использованного отводимого воздуха, до 85% которого в соответствии с примером после рециркуляции подается в виде рециркуляционного воздуха, подается по соединительной линии 13 для воздушного потока в блок вентиляции салона с рециркуляцией воздуха.

Этот блок рециркуляции состоит из блока 7 корпускулярных фильтров и/или фильтров для поглощения запахов, вентиляционного блока 6, блока 5 для поглощения углекислого газа и блока 4 теплообменника, которые включены в воздушный поток.

Соответствующие соединительные линии 13 для воздушного потока соединяют эти блоки друг с другом в ряд относительно воздушного потока.

Зона 10 кондиционирования на стороне выхода соединена относительно воздушного потока со входом блока 7 корпускулярных фильтров и/или фильтров для поглощения запахов.

К блоку 7 копускулярных фильтров и/или фильтров для поглощения запахов в качестве рециркуляционного воздуха подается используемая для вентиляции салона часть использованного в зоне 10 кондиционирования воздуха.

Блок 4 теплообменника, который запитывается наружным холодным воздухом, который отбирается вне пассажирского самолета, соединен относительно воздушного потока на стороне выхода блока рециркуляции воздуха для вентиляции салона с помощью соединительной линии 13 для воздушного потока с другим входом устройства 9 для смешивания воздуха.

Затем к этому устройству подводится подготовленный в рамках блока рециркуляции воздуха для вентиляции салона рециркуляционный воздух. Подготовленный рециркулированный воздух,
а) который с помощью соответствующих фильтров 7 освобожден от составных частей из рециркуляционного воздуха, предпочтительно от частиц и микробов, в частности, от бактерий и вирусов, и кроме того от запахов и других вредных веществ (загрязнений);
b) который затем с помощью блока 5 для поглощения углекислого газа освобождается благодаря поглощению избыточного углекислого газа от оставшихся компонентов углекислого газа, причем регенерирование фильтров для поглощения углекислого газа, которые в соответствии с примером являются фильтрами на твердом амине, осуществляется с помощью полученного отходящего тепла рециркуляционного газа от блока 4 теплообменника; d) который вслед за этим с помощью теплообменника 4 с помощью подаваемого снаружи холодного наружного воздуха охлаждается до соответствующего температурного режима с соответствующим уровнем тепла
достигает таким образом соответствующего требованиям и находящегося на высоком уровне качества воздуха, которое исключает угрозу для находящихся в зоне для людей самолета.

Поданный в эту зону приточный воздух, который состоит из смешанных компонентов доведенного в блоке 8 до требуемого температурного режима свежего воздуха и подготовленного рециркуляционного воздуха, перед поступлением в зону кондиционирования 10 с помощью указанной доли отобранного воздуха дополнительно доводится до установленного уровня с помощью блока 12 клапанов управления для компенсации воздушного потока.

Соответствующие устройства регулирования 1, 2, 3 сопряжены с соединенными с помощью соединительных линий 13 для воздушного потока блоками 4-8, 11-12, устройством 9 и зоной кондиционирования 10 описанной системы, которые контролируют поток расхода свежего воздуха, включая вентиляцию герметичного фюзеляжа, а также регулирование температуры в зоне кондиционирования 10 и регулирование давления в салоне внутри герметичного фюзеляжа.

В соответствии с этим контрольные контуры 14, которые являются проводящими, предпочтительно электропроводящими соединениями, соединяют указанные элементы друг с другом.

Устройство 1 регулирования давления в салоне, устройство 2 регулирования установки кондиционирования воздуха и устройство 3 регулирования зон салона электропроводяще и функционально последовательно соединены друг с другом. Между ними осуществляется взаимный обмен информацией.

Кроме того, электропроводяще и функционально соединены блок 11 клапанов управления подачей воздуха с устройством 1 регулирования давления в салоне, узел подготовки свежего воздуха 8 с устройством 2 регулирования установки кондиционирования воздуха и блок 4 темлообменника с устройством 3 регулирования зон салона.

Между этими элементами также осуществляется взаимный обмен информацией.

Соответственно вход устройства 3 регулирования зон салона проводяще соединен с устройством 9 для смешивания воздуха с функциональным местом сопряжения 16, которое сопряжено с соединением для воздушного потока между устройством 9 для смешивания воздуха и зоной кондиционирования 10, и с зоной кондиционирования 10.

Функционально соединенные на стороне входа с устройством 3 регулирования зон салона элементы выдают на него односторонне направленную информацию.

Соответственно точно так же выход устройства 3 регулирования зон салона проводяще соединен с блоком 12 клапанов управления для компенсации воздушного потока и с вентиляционным блоком 6.

Функционально соединенные на стороне выхода с устройством 3 регулирования зон салона элементы получают от последнего односторонне направленную информацию.

Отдельные включенные контрольные контуры 13, которые загружены сигнальными линиями, предназначены для передачи информации об управляющих и регулирующих величинах между отдельными элементами.

Эти элементы срабатывают по переданным на них сигналам и включают функциональное прохождение команды внутри цепей управления и регулирования.

Специально разработанное решение по сравнению с фиг. 1 можно позаимствовать из системы в соответствии с фиг. 2. Система представлена с системой вентиляции салона с рециркуляцией воздуха в режиме полета самолета.

Эта система регулирования кондиционирования воздуха в самолете с помощью системы вентиляции салона с рециркуляцией воздуха в основном соответствует изображению системы вентиляции салона в соответствии с фиг.1, причем последняя представлена без блока 5 для поглощения углекислого газа.

Однако узел рециркуляции этого решения также может эксплуатироваться с блоком 5 для поглощения углекислого газа, как это должно происходить согласно примеру в соответствии с фиг. 1.

Этот блок состоит предпочтительно из фильтров на твердом амине, которые реализуют задержание составных компонентов углекислого газа.

Отводимое тепло рециркуляционного воздуха (из блока 4 теплообменника) должно позднее использоваться для регенерации указанных фильтров.

Кроме того, в данном случае в соответствии с примером узел 8 подготовки свежего воздуха состоит из двух устройств 8.1, 8.2 (узлов) подготовки свежего воздуха, блок 11 клапанов управления подачей воздуха состоит из двух клапанов 11.1, 11.2 управления подачей воздуха и блок 12 клапанов управления для компенсации воздушного потока из двух клапанов 12.1, 12.2 управления подачей воздуха.

Оба клапана 11.1, 11.2 в соответствии с воздушным потоком расположены с соответствующими устройствами 8.1, 8.2 (узлами кондиционирования воздуха) впереди и соединены с помощью соединительных линий 13 для воздушного потока. Устройства 8.1, 8.2 с помощью расположенных после соединительных линий для воздушного потока подключены к смесителю 9.

Последнее обеспечивает пассажирский салон 17 и кабину пилота раздельно относительно воздушного потока по двум соединительным линиям 13 для воздушного потока смешанным воздухом (приточным воздухом), который уже описанным образом в соответствии с фиг. 1 составлен из подготовленного рециркуляционного воздуха блока вентиляции салона с рециркуляцией воздуха и поданного к клапанам 11.1, 11.2 управления подачей свежего воздуха.

Оба потока воздуха совместно подаются в смеситель 9 и смешиваются. Зона кондиционирования 10 разделена на пассажирский салон 17 и кабину пилота 18, которые являются двумя раздельными зонами с кондиционированием воздуха.

В соответствии с вариантом возможно также снабжение кабины пилота 18 кондиционированным свежим воздухом от одного из двух узлов 8.1 или 8.2 кондиционирования воздуха, причем может быть предусмотрена соединяющая обе зоны соединительная линия 13 для подачи воздуха.

Оба клапана 12.1, 12.2 управления для компенсации воздушного потока, которые включены в раздельное относительно воздушного потока соединение между устройством 9 для смешивания воздуха и пассажирским салоном 17 и кабиной пилота 18, нагружены со стороны входа воздухом для компенсации.

Этот воздух для компенсации используется как часть отбираемого извне свежего воздуха для компенсации покидающего смеситель 9 приточного воздуха.

Это осуществляется по двум соединительным линиям 13 для воздушного потока, которые соединяют выходы клапанов 12.1, 12.2 управления для компенсации воздушного потока с направляющими приточный воздух воздушными мостиками. Зону кондиционирования 10 на фиг. 2 следует понимать как закрытую кондиционированную зону, которая имеет потерю воздуха, соответствующую месту утечки.

Соединение блока вентиляции салона с рециркуляцией воздуха с зоной кондиционирования 10 и со смесителем 9, который собран из включенных последовательно элементов 4, 6, 7, осуществляется также, как и на изображении в соответствии с фиг. 1; точно также осуществляется расположение регулирующих устройств 1, 2, 3 для управления и регулирования воздушным потоком, включая рециркуляцию в соответствии с этим изображением.

Контрольные контуры 13 для передачи информации об управляющих и регулирующих величинах подключены в соответствии с отдельными элементами.

Сообразно с этим устройство 1 регулирования давления в салоне, устройство 2 регулирования установки кондиционирования воздуха и устройство 3 регулирования зон салона электропроводяще и функционально соединены последовательно друг с другом, причем между этими элементами осуществляется взаимный обмен информацией.

Кроме того имеется функциональная связь между двумя клапанами 11.1, 11.2 управления подачей воздуха и устройством 1 регулирования давления в салоне, причем последнее со стороны выхода подает к этим клапанами 11.1, 11.2 соответствующую информацию.

Оба узла 8.1, 8.2 подготовки свежего воздуха также функционально соединены с помощью своих измерительных и управляющих элементов с устройством 2 регулирования установки кондиционирования воздуха.

Между этими элементами 8.1, 8.2, 2 осуществляется взаимный обмен информацией. Два клапана 12.1, 12.2 управления для компенсации воздушного потока, которые включены в отнесенное к воздушному потоку раздельное соединение между устройством 9 для смешивания воздуха и пассажирским салоном 17 и кабиной пилота 18, причем к их входам раздельно подается воздух для компенсации, функционально соединены соответственно с выходом устройства 3 регулирования зон салона. Последнее готовит на выходе для этих клапанов 12.1, 12.2 соответствующую информацию.

Соответственно функциональное место сопряжения 16, которое сопряжено с раздельными соединительными линиями 13 для воздушного потока между устройством 9 для смешивания воздуха и пассажирским салоном 17 или кабиной пилота 18, функционально соединено с двумя входами устройства 3 регулирования зон салона, причем информация на последнее от мест сопряжения 16 передается в одном направлении.

Помимо этого между устройством 3 регулирования зон салона и блоком 4 теплообменника существует электропроводящая функциональная связь.

Между обоими элементами обмен информацией взаимный. Вентиляционный блок 6 подключен к устройству 3 регулирования зон салона. Последнее готовит одностороннюю информацию для вентиляционного блока 6.

Точно также устройство 3 регулирования зон салона с помощью контрольных контуров 14 подключено к регистрирующим надлежащую информацию элементам смесительного устройства 9, пассажирского салона 17 и кабины пилота 18, которое получает от этих элементов соответственно полученную с помощью измерительной техники информацию о состоянии объекта.

Фиг. 3 передает возможную конфигурацию выполнения системы вентиляции салона с рециркуляцией воздуха внутри пассажирского самолета. Воздушные потоки достигают пассажирского салона 17 и кабины пилота 18 уже рассмотренным на фиг. 1 и 2 способом.

Образно представленный герметичный фюзеляж с вентиляцией под давлением позволяет на изображении видеть, что в данном случае кабина пилота 18, обеспечивается кондиционированным свежим воздухом от узлов 8.1, 8.2 кондиционирования воздуха.

Этот свежий воздух, проникая через место утечки 22, поступает в отсек 19 радиоэлектронного оборудования и затем в грузовой отсек 20. Он покидает последний отсек или через выпускной клапан 21 или через место утечки 22 и таким образом проникает из фюзеляжа наружу.

Наглядное изображение показывает, что блок 7 корпускулярных фильтров и/или фильтров для поглощения углекислого газа и блок 4 теплообменника, которые будучи соединенными вместе объединены в блок вентиляции салона с рециркуляцией воздуха, на практике состоят из нескольких соответственно сопряженных с ними функционально одинаково работающих устройств.

Их количество в расчете на каждый блок соответственно приводится в соответствие с размерами самолета или с количеством находящихся на борту.

Решения в соответствии с примером демонстрируют эту частично закрытую систему, которая предназначена для подачи свежего воздуха не для первичного поддержания качества воздуха в салоне самолета, а для компенсации утечек в герметичном фюзеляже.

При этом подача свежего воздуха необходима только для возмещения утечек из фюзеляжа. Качество воздуха в пассажирском салоне 17 и кабине пилота 18 поддерживается с помощью системы фильтров 7.

При этом вновь подготавливается израсходованный в салоне воздух. Система рециркуляции с фильтрами 7 в состоянии задерживать частицы и микробы (бактерии и вирусы), поглощать запахи, углекислый газ и другие загрязнения из воздуха салона.

С помощью системы вентиляции с рециркуляцией воздуха клапаны 11.1 или 11.2 (FCV) регулируются таким образом, что можно реализовать
компенсацию потерь утечки в герметичном фюзеляже,
поддержание давления, прежде всего восстановление давления в полете со снижением,
отвод большей части тепловых нагрузок,
минимальный поток свежего воздуха для выбора коэффициентов полезного действия фильтров.

В соответствии с этими аспектами ориентировано регулирование узлов 8.1, 8.2 кондиционирования воздуха и системы 1 поддерживания давления в салоне (CPCS). Регулирование давления осуществляется по меньшей мере временно с помощью клапана 11.2 (FCV).

При этом давление в фюзеляже регулируется больше не с помощью воздушного потока, который покидает фюзеляж, а с помощью подачи свежего воздуха. Подача свежего воздуха превращается в управляющую величину для регулирования давления.

Регулирование температуры осуществляется с помощью отдельного теплообменника 4, установленного в потоке рециркуляционного воздуха.

В качестве охлаждающей среды служит, по аналогии с использованием в узлах кондиционирования воздуха, подаваемый извне наружный воздух (RAM-воздух). Регенерация фильтров для поглощения углекислого газа, например, фильтров на основе твердого амина, осуществляется с помощью отводимого тепла рециркуляционного воздуха. Эта мера снижает потребление энергии всей системы.

Эти требования реализуются с помощью регулирования заполнения салона, давления и температуры системы вентиляции салона с рециркуляцией воздуха, устройство контроля которой 1, 2, 3 согласованы друг с другом.

Система вентиляции салона с рециркуляцией воздуха в соответствии с решением эксплуатируется полностью только в режиме крейсерского полета, так как на земле имеют место случаи, при которых образующиеся в пассажирском самолете тепловые нагрузки не отводятся по причине незначительного потока свежего воздуха.

Система фильтров также может эксплуатироваться совместно с известными системами автоматического кондиционирования воздуха.

Реферат

Использование: в системах кондиционирования отсеков фюзеляжа самолета. Сущность изобретения: вентиляционная система салона с рециркуляцией воздуха состоит из узла 8 подготовки свежего воздуха и устройства 9 для смешивания воздуха и расположенной после последнего зоны кондиционирования 10, которые относительно воздушного потока соединены друг с другом в ряд. Между входом узла 8 подготовки свежего воздуха и расположенным перед ним блоком 11 клапанов управления подачей воздуха имеется отнесенное к воздушному потоку соединение. На вход блока 11 клапанов управления подачей воздуха подается свежий воздух, предпочтительно отбираемый от двигателя воздух. В отнесенное к воздушному потоку соединение между устройством 9 для смешивания воздуха и зоной кондиционирования 10 включен блок 12 клапанов управления для компенсации воздушного потока, на вход которого подается часть свежего воздуха, которая подводится к блоку 1 клапанов управления подачей воздуха. После зоны кондиционирования 10 на отнесенной к воздушному потоку стороне выхода расположен блок рециркуляции воздуха салона, который питает устройство 9 для смешивания воздуха на стороне входа подготовленным рециркуляционным воздухом. Этот блок рециркуляции воздуха салона состоит из блока 7 корпускулярных фильтров и/или фильтров для поглощения запахов, вентиляционного узла 6, блока 5 для поглощения углекислого газа и блока 4 теплообменника, через которые в указанной последовательности протекает подготавливаемый рециркуляционный воздух. Этот воздух подается в устройство 9 для смешивания воздуха и в смеси со свежим воздухом направляется в зону кондиционирования. Система контролируется с помощью устройства 1 регулирования давления в салоне, устройства 2 регулирования установки кондиционирования воздуха и устройства 3 регулирования зон салона, к которым подключены контрольные контуры 13. Эти контрольные контуры соединены с узлом 8 подготовки свежего воздуха, устройством 9 для смешивания воздуха, зоной кондиционирования 10 и дополнительными клапанами управления 11, 12, так что реализуется надлежащее регулирование подачи свежего воздуха, рециркуляционного воздуха, давления и температуры в вентиляционной системе салона с рециркуляцией воздуха. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула