[发明专利]飞行器空调系统和用于控制飞行器空调系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器空调系统和用于控制飞行器空调系统的方法。

背景技术

像在例如DE102008053320A1或未公布的DE102010054448中记载的被称作基于空气的空调系统目前通常在商用飞行器中用来对飞行器舱进行空调。飞行器空调系统起到冷却飞行器舱的作用，否则飞行器舱会因像例如乘客的体热以及来自飞行器上装载的器具的废热这样的热负荷而过热。此外，飞行器空调系统适宜地将新鲜空气供应到飞行器舱内，来保证在飞行器舱内存在规定的最小氧气比例。

基于空气的空调系统一般包括空调单元，空调单元例如被布置在飞行器的翼根处并且被供应有由压缩机产生的或者从飞行器的引擎或辅助动力单元（APU）中放出的压缩工艺空气。在飞行器的飞行操作中，通常使用引擎放出的空气，以便对飞行器空调系统的空调单元供应压缩工艺空气。然而，在飞行器的地面操作中，飞行器空调系统的空调单元通常被供应来自飞行器的辅助动力单元的压缩工艺空气。在空调单元中，当工艺空气流经至少一个热交换器以及流经多个压缩和膨胀单元时，工艺空气被冷却和膨胀。将最终离开空调单元的冷却的工艺空气供应给混合室，在混合室中工艺空气与从待空气调节的飞行器区再循环的再循环剂混合。来自混合室的混合空气经由各个混合空气管路被供应至待空气调节的飞行器区，飞行器区可以分成多个空调区。

发明内容

本发明针对的目标是规定一种用于控制飞行器空调系统的方法，该方法允许将压缩工艺空气源供应至以高能效的方式工作的飞行器空调系统（例如辅助动力单元）。此外，本发明针对的目标是提供飞行器空调系统，该系统允许将压缩工艺空气源供应至以高能效的方式工作的飞行器空调系统（例如辅助动力单元）。

这个目标是通过具有权利要求1的特征的用于控制飞行器空调系统的方法以及具有权利要求8的特征的飞行器空调系统实现的。

在根据本发明的用于控制飞行器空调系统的方法中，在第一步骤中，检测待空气调节的飞行器区的加热需求或冷却需求。待空气调节的飞行器区可以是飞行器客舱、驾驶室、货舱或者任何其它飞行器区。待空气调节的飞行器区的加热需求或冷却需求可以例如根据待空气调节的飞行器区的设定温度与待空气调节的飞行器区的实际温度的比较结果来检测，其中待空气调节的飞行器区的实际温度可以例如通过适合的温度传感器测量。待空气调节的飞行器区的设定温度可以例如由用户确定并且经由空调系统的适合的用户界面输入，或者可以是在控制单元中存储的温度值，优选地在用于控制飞行器空调系统的操作的电子控制单元中存储的温度值。用于控制飞行器空调系统的操作的控制单元还可以用来确定待空气调节的飞行器区的加热需求或冷却需求。

此外，在用于控制飞行器空调系统的方法中，控制从所述待空气调节的飞行器区中排出的再循环空气的体积流量以及进入所述飞行器空调系统的混合室内的压缩空气的体积流量，使得满足所述待空气调节的飞行器区的所述加热需求或冷却需求，同时最小化进入所述飞行器空调系统的所述混合室内的压缩空气的体积流量。因此，在用于控制飞行器空调系统的方法中，除了进入所述飞行器空调系统的所述混合室内的压缩空气的体积流量以外，使用再循环空气的体积流量作为直接控制参数，以用于根据所述待空气调节的飞行器区的所述加热需求或冷却需求控制所述飞行器空调系统的操作。这允许实现旨在使进入飞行器空调系统的混合室内的压缩空气的体积流量最小化的控制策略。

压缩空气可以由压缩气源提供，压缩气源例如是飞行器的压缩机、引擎或辅助动力单元。由所述压缩气源提供的压缩空气可以在所述飞行器空调系统的空调单元中冷却和膨胀。在空调单元的出口区域中，为了适当地调整最终供应至混合室的空气的温度而被空调单元冷却的空气，可以与从压缩气源供应的附加压缩热空气混合。因此，在本申请的上下文中，“压缩空气”可以包含来自压缩气源的在空调单元中冷却和膨胀的压缩空气和/或直接从压缩气源放出的热压缩空气。

通过使在所述飞行器空调系统工作期间的压缩空气使用最少，可以减少对压缩气源设置的性能需求。特别地，用于控制飞行器空调系统的方法允许压缩气源特别高能效的工作。进一步地，尤其如果飞行器的引擎或辅助动力单元用作压缩气源，那么可以减少引擎或辅助动力单元的燃料消耗和损耗。