專利名稱：具有受調(diào)節(jié)的冷源的飛行器環(huán)境控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有空氣調(diào)節(jié)組件的用于飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種用于為飛行器冷卻進(jìn)入機(jī)艙的空氣的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，經(jīng)常使用借助于執(zhí)行基于空氣的冷卻循環(huán)的空氣調(diào)節(jié)組件(所謂的“空氣循環(huán)機(jī)”)或借助于冷蒸氣處理產(chǎn)生冷卻性能的用于飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。冷卻性能用于冷卻進(jìn)入機(jī)艙的空氣，根據(jù)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型，進(jìn)入機(jī)艙的空氣既可以完全由外部空氣組成，也可以由外部空氣和機(jī)艙空氣的混合空氣組成。無(wú)論采用什么樣的冷卻原理，所有的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)都將冷卻空氣用作初級(jí)冷源，該初級(jí)冷源由來(lái)自飛行器的周圍環(huán)境中的空氣實(shí)施。所述空氣既可直接供給至空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)也可借助于中間冷卻循環(huán)間接地實(shí)現(xiàn)散熱，該過(guò)程通常使用初級(jí)熱交換器和次級(jí)熱交換器，在每種情形中，從其尺寸的觀點(diǎn)看，初級(jí)熱交換器和次級(jí)熱交換器或者針對(duì)飛行操作或者針對(duì)地面操作而進(jìn)行優(yōu)化。而且，在飛行器位于地面上的情況下，大部分時(shí)間借助于冷卻風(fēng)機(jī)提供冷卻空氣，而在飛行時(shí)，則空氣動(dòng)力的沖壓空氣壓力足以輸送環(huán)境空氣。已知這樣的系統(tǒng)和方法:為了進(jìn)一步降低冷卻空氣的溫度，將水注入到位于熱交換器的上游的冷卻空氣管道中，其中，被注入的水通過(guò)在不飽和的冷卻空氣中的蒸發(fā)過(guò)程能夠降低所述冷卻空氣的溫度。為此，能夠從由該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)自身的冷卻設(shè)備或中間冷卻設(shè)備產(chǎn)生的冷凝液中 獲得待被注入的水。通常，對(duì)于將由空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷卻性能的設(shè)計(jì)而言，需考慮在具有極端的外部空氣溫度的地面上的理論操作情形。這樣能夠確保在飛行器的所有能夠想到的操作情形中空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)都能夠提供足夠的冷卻性能。EP1129940A1和US6415621B2示出一種用于飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，通過(guò)使用空氣循環(huán)冷卻循環(huán)單元，能夠冷卻供給至客艙的空氣。

發(fā)明內(nèi)容
作為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的決定性的設(shè)計(jì)因素，來(lái)自具有極端的外部空氣溫度的飛行器環(huán)境中的冷卻空氣的形式的冷源導(dǎo)致這樣一種情形:因?yàn)槌藱C(jī)艙內(nèi)部的熱負(fù)載之外，由于從飛行器的環(huán)境傳遞至客艙的熱量較高而導(dǎo)致作用在客艙上的熱負(fù)載也增加，所以在該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)必須能夠產(chǎn)生非?？捎^的冷卻性能。將被傳遞的高熱流還導(dǎo)致需要非常高的冷卻空氣體積流量。另外，由于高的冷卻空氣供給溫度，導(dǎo)致與操作空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的空氣循環(huán)冷卻設(shè)備或冷蒸氣冷卻設(shè)備的壓縮機(jī)的輸出有關(guān)的需求處在非常高的水平。因此，在慣用的飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要為這種操作情形對(duì)所使用的絕大多數(shù)部件和能量生成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于并非所有的飛行器操作員都會(huì)遇到在地面上具有的極端的外部空氣溫度的操作情形，而僅僅是那些飛往特別熱的地區(qū)的飛行器操作員會(huì)遇到這種操作情況，因此，雖然在所有制造的飛行器中采用了相同的空氣調(diào)節(jié)組件，但絕大多數(shù)飛行器操作員將不會(huì)完全地利用所提供的冷卻性能。為此，根據(jù)上述邊界條件設(shè)計(jì)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)許多飛行器操作員而言是尺寸過(guò)大的，這也招致了與重量和成本有關(guān)的相應(yīng)的缺點(diǎn)。由于飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常還要滿足產(chǎn)生客艙中所需壓力的任務(wù)，所以將空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)分成對(duì)冷卻性能的要求較低的若干個(gè)較小的能夠組合的組件，并且為每個(gè)擁有不變的飛行路線的飛行器操作員單獨(dú)地組裝空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，將無(wú)法滿足實(shí)際情況。由于對(duì)此的需求對(duì)所有飛行器操作員而言都是相同的，因此，省去一些空氣調(diào)節(jié)組件只會(huì)導(dǎo)致由于缺乏相應(yīng)的儲(chǔ)備而不能夠?qū)崿F(xiàn)生成壓力的功能的情形。因此本發(fā)明的目的是提出一種用于飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，如果可以，將不再為地面上的很少發(fā)生的操作情形設(shè)置空氣調(diào)節(jié)組件的尺寸以及相應(yīng)的冷卻性能。這意味著，將要提出的這種飛行器空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，就它能供應(yīng)的性能而言，應(yīng)當(dāng)盡可能地能夠單獨(dú)地適應(yīng)于特定的飛行器操作員，而不需要對(duì)于大多數(shù)飛行器操作員而言尺寸過(guò)大的空氣調(diào)節(jié)組件。該目的通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的用于飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中陳述了有利的實(shí)施方式和改進(jìn)方案。根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括至少一個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件，該至少一個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件為了散熱能夠連接至飛行器的至少一個(gè)冷卻空氣入口，并且該至少一個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件被設(shè)計(jì)為用以冷卻空氣并且將空氣引入飛行器的客艙并同時(shí)提供預(yù)期的機(jī)艙壓力。根據(jù)本發(fā)明，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括冷卻設(shè)備，該冷卻設(shè)備配備成用以冷卻流入到冷卻空氣入口中的環(huán)境空氣，其中，該冷卻設(shè)備能夠獨(dú)立于空氣調(diào)節(jié)組件操作。通過(guò)集成這種單獨(dú)的冷卻設(shè)備，能夠影響新鮮環(huán)境空氣形式的冷源，從而使得能夠?qū)⒖諝庹{(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)組件的尺寸設(shè)定為用于較低的性能。在以這種方式設(shè)定尺寸的情況下，空氣調(diào)節(jié)組件自身并且在不影響冷源的情況下能夠優(yōu)選地僅處理在所有飛行器操作員的飛行過(guò)程中出現(xiàn)的絕大多數(shù)操作情形。然而，這些情形不包括地面上出現(xiàn)極端溫度的操作情形。對(duì)于大多數(shù)飛行器操作員而言，根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)組件的主要的尺寸設(shè)定參數(shù)與地面上的預(yù)期的最高環(huán)境溫度以及在具有正常裝備水平的飛行器客艙內(nèi)將被消散的最大熱量(“輸出的熱負(fù)載”)有關(guān)，其中，該地面上的預(yù)期的最高環(huán)境溫度通常大大低于與所有操作員有關(guān)的最大環(huán)境溫度。除了冷卻性能之外，根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的部件還根據(jù)通過(guò)所述部件供給至客艙的空氣質(zhì)量流量設(shè)定尺寸。將被供應(yīng)的冷卻性能因此限制于如下值:該值僅僅足夠用于冷卻在特定的外部溫度下在考慮到平均乘坐密度、發(fā)熱設(shè)備的平均裝備水平以及通過(guò)飛行器機(jī)身從外部輸入的熱的情況下將被輸送到客艙的空氣。對(duì)于與具有更高的環(huán)境溫度、客艙中更高的乘坐密度以及電子設(shè)備和其他發(fā)熱設(shè)備的更密集 的裝備水平的更極端的操作情形有關(guān)的冷卻性能的供應(yīng)而言，則需要使用獨(dú)立的冷卻設(shè)備。由于環(huán)境空氣的溫度隨著飛行高度的增加顯然會(huì)降低，因此，即使是在不使用單獨(dú)的冷卻設(shè)備的情況下，無(wú)論氣候條件如何，空氣調(diào)節(jié)組件都能夠繼續(xù)產(chǎn)生在飛行任務(wù)的大部分時(shí)間段內(nèi)所需的冷卻性能。根據(jù)本發(fā)明，在冷源側(cè)，可用的冷卻空氣的溫度則能夠降低至使得根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)組件產(chǎn)生該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)操作所需的冷卻性能的程度。降低冷卻空氣入口處的冷卻空氣溫度主要導(dǎo)致由維持相同狀況的空氣量確保了中間冷卻過(guò)程中的散熱的提高，使得進(jìn)入機(jī)艙的空氣的溫度能夠使用獨(dú)立的冷卻設(shè)備進(jìn)一步降低。根據(jù)本發(fā)明，因此能夠?qū)崿F(xiàn)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尺寸的顯著減小，從而使得能夠應(yīng)對(duì)在飛行過(guò)程中常常遇到的操作條件。這主要導(dǎo)致了操作空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能量需求降低并且顯著地降低了重量。如果飛行器臨時(shí)地對(duì)冷卻性能有特別的需求，則能夠通過(guò)冷卻空氣入口上的單獨(dú)的冷卻設(shè)備對(duì)冷源進(jìn)行“調(diào)節(jié)”。相應(yīng)地，實(shí)質(zhì)效果是實(shí)現(xiàn)在冷卻空氣入口上的顯著的溫度差距，該溫度差距是在完全獨(dú)立于實(shí)際的空氣調(diào)節(jié)組件的操作的情況下實(shí)現(xiàn)的。在根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的有利的實(shí)施方式中，由于在冷卻空氣入口上的附加的冷卻設(shè)備被設(shè)計(jì)為能夠容納在飛行器的為此設(shè)置的模塊隔艙中的模塊，所以能夠以特別有利的方式利用該冷卻設(shè)備的獨(dú)立性。由于在將已升溫的客艙降至舒適的溫度的過(guò)程中(該過(guò)程也被稱作“降低”過(guò)程)，相應(yīng)的冷卻設(shè)備模塊能夠被插入到模塊隔艙中以便在無(wú)須依賴機(jī)場(chǎng)操作員的外部的陸基租借單元的情況下暫時(shí)地提供最大可能的冷卻性能，所以上述的特征對(duì)于在極度炎熱的地區(qū)中在地面停留一段較長(zhǎng)時(shí)間的飛行器而言是特別有利的。對(duì)冷卻設(shè)備模塊的供能不必來(lái)源于飛行器的機(jī)載電壓供給設(shè)備；可替代地，也能夠從外部裝備供能，無(wú)論是電壓供給設(shè)備還是供給壓縮空氣的設(shè)備都可以。在替代性實(shí)施方式中，冷卻設(shè)備被設(shè)計(jì)為永久地集成在飛行器中的單獨(dú)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這種類型的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)于經(jīng)常在地面上具有極端操作條件的區(qū)域中操作的飛行器而言是特別適合的。例如，能夠?qū)w行器裝備為規(guī)律地從中歐或北歐的機(jī)場(chǎng)飛往例如阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)等地區(qū)的熱帶機(jī)場(chǎng)。附加的冷卻設(shè)備僅在炎熱的目的地機(jī)場(chǎng)操作；然而該附加的冷卻設(shè)備在北歐·或中歐的機(jī)場(chǎng)將是不必要的。在根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的同樣有利的實(shí)施方式中，該獨(dú)立的冷卻設(shè)備被設(shè)計(jì)為在飛行器的飛行過(guò)程中提供用于冷卻飛行器內(nèi)的設(shè)備的冷卻性能。這意味著，該獨(dú)立的冷卻設(shè)備僅僅在地面上影響冷源的溫度，而在飛行中，其被專門地用于其他目的。例如，獨(dú)立的冷卻設(shè)備不僅可連接至冷卻空氣入口，而且可例如連接至飛行器中的某個(gè)空間的空氣出口，使得通過(guò)使用風(fēng)機(jī)，將空氣從該空間輸送到該獨(dú)立的冷卻設(shè)備，空氣在該獨(dú)立的冷卻設(shè)備中被冷卻并且隨后經(jīng)由該空間的空氣入口被輸送回該空間。該空間可為貨艙、航空電子設(shè)備艙、裝備箱、冷卻室等等。關(guān)于這點(diǎn)，有利的是可以將獨(dú)立的冷卻設(shè)備設(shè)計(jì)為具有包括雙通閥或雙開關(guān)閥的閥裝置，從而使得或者將冷卻空氣入口連接至獨(dú)立的冷卻設(shè)備，或者將空氣出口連接至將被冷卻的一個(gè)或多個(gè)空間。術(shù)語(yǔ)“航空電子設(shè)備艙”應(yīng)當(dāng)被理解為僅僅是飛行過(guò)程中需要被冷卻的發(fā)熱設(shè)備的裝置中的一個(gè)示例。在這種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的改良方案中，獨(dú)立的冷卻設(shè)備還可包括能夠允許液體冷卻劑流動(dòng)穿過(guò)的熱交換器。該冷卻劑可用于冷卻飛行器內(nèi)的設(shè)備，這些設(shè)備包括能夠讓冷卻劑流動(dòng)通過(guò)的冷卻器。
在本發(fā)明的進(jìn)一步的有利實(shí)施方式中，獨(dú)立的冷卻設(shè)備可僅僅被設(shè)計(jì)為能夠允許冷卻劑流動(dòng)穿過(guò)的熱交換器，該熱交換器在飛行器在地面上操作的期間由外部設(shè)備提供。以這樣的方式，由于實(shí)際有效的冷卻由外部設(shè)備提供，因此能夠?qū)ⅹ?dú)立的冷卻設(shè)備帶來(lái)的附加重量降低至最小值。此外，獨(dú)立的冷卻設(shè)備執(zhí)行產(chǎn)生冷卻性能的方式是無(wú)關(guān)緊要的。因此，能夠提供冷卻能力的所有已知的設(shè)備、處理和方法都是適合的，例如，空氣循環(huán)處理、冷蒸氣處理等?？赏ㄟ^(guò)各種事件啟動(dòng)可獨(dú)立操作的冷卻設(shè)備的操作。如果飛行器處于例如在飛行器的操作手冊(cè)中指定或推薦的接通冷卻設(shè)備的位置中時(shí)，例如能夠由機(jī)械開關(guān)或來(lái)自飛行器的駕駛艙的開關(guān)指令起動(dòng)永久地安裝的冷卻設(shè)備。另一方面，能夠被插入到飛行器中的模塊化的冷卻設(shè)備能夠在當(dāng)它被恰當(dāng)?shù)夭迦氲较嚓P(guān)的模塊隔艙中并且該模塊隔艙的艙蓋關(guān)閉后就開始操作。進(jìn)一步的替代性方案可由這樣一種冷卻設(shè)備組成:該冷卻設(shè)備被設(shè)計(jì)為當(dāng)其連接至冷卻劑管線時(shí)——這可能意味著，例如，在接通用于輸送冷卻劑的泵時(shí)——自動(dòng)地起動(dòng)的熱交換器的形式。根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特別有利的實(shí)施方式包括被設(shè)計(jì)為基于操作參數(shù)執(zhí)行對(duì)必要的冷卻性能的估算的運(yùn)算單元，所述操作參數(shù)包括:例如，電氣設(shè)備的數(shù)量和電力輸出；外部溫度；由于飛行器操作員的獨(dú)自的油漆作業(yè)而導(dǎo)致的飛行器機(jī)身的輻射吸收能力；處于登機(jī)和等待階段的乘客數(shù)量等。在進(jìn)行這種估算之后，運(yùn)算單元有能力檢測(cè)何時(shí)超出了能夠由空氣調(diào)節(jié)組件提供的冷卻性能，并且此后通過(guò)發(fā)出用于在駕駛艙中或安裝在飛行器機(jī)艙內(nèi)的控制終端上顯示的相應(yīng)信號(hào)來(lái)推薦使用附加的、能夠獨(dú)立操作的冷卻設(shè)備，或者，至少在永久安裝的且能夠獨(dú)立操作的冷卻設(shè)備的情況下，自動(dòng)地致動(dòng)該冷卻設(shè)備。相反，當(dāng)運(yùn)算單元檢測(cè)到必要的冷卻性能降至能夠提供的冷卻性能之下時(shí)，例如，當(dāng)乘客下機(jī)時(shí)、在夜晚溫度較低的情況下以及在機(jī)身上沒(méi)有太陽(yáng)輻射時(shí)，所述運(yùn)算單元可推薦切斷能夠獨(dú)立操作的冷卻設(shè)備，或者可自動(dòng)地停用該冷卻設(shè)備。無(wú)論空氣調(diào)節(jié)組件的性能極限是多少，都能夠永久地對(duì)冷卻空氣入口上的環(huán)境空氣進(jìn)行冷卻操作。在這種情形下，雖然一方面附加的冷卻設(shè)備會(huì)消耗能量，但另一方面會(huì)永久地減輕空氣調(diào)節(jié)組件自身的負(fù)荷。因而可實(shí)現(xiàn)整體節(jié)能。如果冷卻設(shè)備基于減輕冷卻的原理，那么在飛行過(guò)程中，所述冷卻設(shè)備還能夠被用作壓縮空氣源。在該布置中，所述冷卻設(shè)備在空氣調(diào)節(jié)組件失效的情況下用以至少部分地承接所述空氣調(diào)節(jié)組件的功能，即用以對(duì)機(jī)艙空氣進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。因此，在飛行過(guò)程中，冷卻設(shè)備將主要執(zhí)行冷卻功能和空氣調(diào)節(jié)功能而不是提供輔助冷卻的任務(wù)。以這樣的方式，可減少空氣調(diào)節(jié)組件內(nèi)的冗余，例如，與設(shè)置的壓縮機(jī)的數(shù)量有關(guān)的冗余。為了使這成為可能，需要將冷卻設(shè)備永久地安裝在飛行器中。對(duì)于純粹的飛行操作而言，這對(duì)所有用戶都是有利的；然而，將再也不能以模塊化的方式執(zhí)行地面操作。還能夠通過(guò)一種用于冷卻飛行器的客艙中的進(jìn)入機(jī)艙的空氣的方法而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本目的，在該方法中，基于操作參數(shù)執(zhí)行對(duì)于必要的冷卻性能的估算，以便當(dāng)超過(guò)由空氣調(diào)節(jié)組件能夠提供的 冷卻性能時(shí)提供能夠獨(dú)立操作的附加的冷卻設(shè)備，該冷卻設(shè)備對(duì)作為該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的冷源的冷卻空氣進(jìn)行冷卻。只要在不影響冷卻空氣的溫度的情況下估算的必要的冷卻性能降至空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠提供的冷卻性能之下，則停用該獨(dú)立的冷卻設(shè)備。


在示例性實(shí)施方式和附圖的下述說(shuō)明中公開了本發(fā)明的另外的特征、優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用選擇。所有描述和/或示出的特征本身及其任何組合都構(gòu)成本發(fā)明的主題，無(wú)論它們?cè)趩蝹€(gè)權(quán)利要求中的組成以及它們的相互關(guān)系如何都是如此。此外，在附圖中的相同或相似的部件具有相同的附圖標(biāo)記。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的第一示例性實(shí)施方式的基于線框的圖解示圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的飛行器空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的另一示例性實(shí)施方式的基于線框的圖解示圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的圖解視圖。圖4示出了包括根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的飛行器的俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)2，該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)2包括用于冷卻空氣的空氣調(diào)節(jié)組件4，該空氣調(diào)節(jié)組件4被設(shè)計(jì)為用于冷卻進(jìn)入氣流、對(duì)該進(jìn)入氣流進(jìn)行加壓并且將該進(jìn)入氣流引入到飛行器的客艙6中。空氣調(diào)節(jié)組件4不僅能夠冷卻外部空氣8，還能夠冷卻外部空氣8與再循環(huán)的機(jī)艙空氣10的混合空氣。在圖1中，空氣調(diào)節(jié)組件4僅僅被示出為單個(gè)線框。在當(dāng)前通常使用的飛行器空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，這種空氣調(diào)節(jié)組件4被設(shè)計(jì)為空氣循環(huán)設(shè)備，在該空氣循環(huán)設(shè)備中，對(duì)來(lái)自飛行器引擎的引氣進(jìn)行壓縮，使其經(jīng)受中間冷卻以及膨脹，其中，通過(guò)沖壓空氣熱交換器或類似裝置借助于外部空氣進(jìn)行中間冷卻。作為替代性方案，還可存在基于其他熱力學(xué)循環(huán)過(guò)程的空氣調(diào)節(jié)組件4，其中，空氣調(diào)節(jié)組件4的類型主要根據(jù)需要的冷卻性能進(jìn)行設(shè)計(jì)。在根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào) 節(jié)系統(tǒng)2的圖解中，空氣調(diào)節(jié)組件4的部件因此是無(wú)關(guān)緊要的；以下考慮因素僅僅是基于這樣的假設(shè):通過(guò)空氣調(diào)節(jié)組件4在使用能經(jīng)受環(huán)境空氣的中間冷卻設(shè)備的情況下對(duì)進(jìn)入氣流進(jìn)行冷卻，并且使進(jìn)入氣流達(dá)到預(yù)定的壓力水平。所有的空氣調(diào)節(jié)組件4的共同特點(diǎn)是都需要冷源12，借助于冷源12實(shí)現(xiàn)冷卻或中間冷卻。在根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)2的示出的設(shè)計(jì)中，冷源12被設(shè)計(jì)為是流至空氣調(diào)節(jié)組件4的環(huán)境空氣。對(duì)于飛行器在炎熱天氣里在地面上的使用的情況而言，空氣調(diào)節(jié)組件4能夠提供的性能不足以實(shí)現(xiàn)機(jī)艙空氣14的預(yù)期的狀態(tài)。這需要經(jīng)受環(huán)境空氣12的冷卻設(shè)備16進(jìn)行操作，之后，該環(huán)境空氣12作為已冷卻的環(huán)境氣流18流出冷卻設(shè)備16。已冷卻的環(huán)境氣流18能夠被直接地輸送至空氣調(diào)節(jié)組件4的入口 20中，或者，作為上述的替代性方案，該已冷卻的環(huán)境氣流18通過(guò)中間循環(huán)22將充當(dāng)用于空氣調(diào)節(jié)組件4的冷源。在后一種情況下，可能需要將冷卻風(fēng)機(jī)24用作用于該中間循環(huán)的冷源。同樣的情況適用于地面操作的空氣調(diào)節(jié)組件4的廢熱，在該過(guò)程中，冷卻風(fēng)機(jī)24從新鮮空氣入口等處抽吸空氣。為了附加地冷卻環(huán)境氣流12，還能夠通過(guò)注水噴嘴26提供注水，在注水過(guò)程中，空氣被注入到環(huán)境氣流中，例如，注入到?jīng)_壓空氣管道中，在此，水通過(guò)在不飽和的環(huán)境空氣12中的蒸發(fā)而對(duì)所述環(huán)境空氣12進(jìn)行冷卻。
在替代性示圖2中示出了冷卻設(shè)備，當(dāng)冷卻性能沒(méi)有被空氣調(diào)節(jié)組件4完全地使用時(shí)，該冷卻設(shè)備附加地為消耗者28提供冷卻性能，該消耗者28能夠?qū)嵤轱w行器中的電子設(shè)備或空間的形式。為此，能夠設(shè)想包括閥30和32的閥裝置，該閥裝置使得冷卻設(shè)備16經(jīng)受消耗者28的空氣或冷卻劑而不是經(jīng)受環(huán)境空氣12，并且該閥裝置部分地或?qū)ｉT地向消耗者提供冷卻性能。此外，在兩個(gè)示例性實(shí)施方式中，都能夠使用運(yùn)算單元17來(lái)估算必要的冷卻性能，以便當(dāng)空氣調(diào)節(jié)組件4提供的冷卻性能不充足時(shí)接通冷卻設(shè)備16，或者當(dāng)空氣調(diào)節(jié)組件4提供的冷卻性能充足時(shí)切斷冷卻設(shè)備16。最后，圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)方面，其中，運(yùn)算單元通過(guò)操作參數(shù)34估算需要對(duì)獨(dú)立的冷卻設(shè)備16進(jìn)行啟動(dòng)操作36或停止操作38時(shí)的冷卻性能。圖4示出包括根據(jù)本發(fā)明的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)2的飛行器。作為示例，已永久地安裝了兩個(gè)獨(dú)立的冷卻設(shè)備16并且將該兩個(gè)獨(dú)立的冷卻設(shè)備16設(shè)計(jì)為用以冷卻例如能夠通過(guò)布置在機(jī)翼半部上的位于靠近機(jī)身處的區(qū)域上的冷卻空氣入口 42流入飛行器40中的環(huán)境氣流12。以這樣的方式，作為示例，兩個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件能夠獲得冷卻的環(huán)境空氣，該兩個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件能夠基于通過(guò)冷卻設(shè)備16實(shí)現(xiàn)的溫度差距總體上實(shí)現(xiàn)更大的溫度降低。此外，應(yīng)當(dāng)指出，“包括”不排除包含其他元件或步驟的情況，并且“一”或“一個(gè)”不排除復(fù)數(shù)的情況。而且，應(yīng)當(dāng)指出，已經(jīng)參照上述示例性實(shí)施方式中的一個(gè)描述的特征或步驟還能夠結(jié)合上文描述的其它示例性實(shí)施方式的其他特征或步驟而使用。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)解釋為是限制性的。參考符號(hào)列表2 空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)4 空氣調(diào)節(jié)組件6 客艙8 外部空氣10 機(jī)艙空氣12 冷源14 進(jìn)入機(jī)艙的空氣16 冷卻設(shè)備17 運(yùn)算單元18 環(huán)境氣流20 入口22 中間循環(huán)24 冷卻風(fēng)機(jī)26 注水噴嘴

28 消耗者/空間30 閥32 閥34 估算操作參數(shù)36 啟動(dòng)操作
38 停止操作40 飛行器4 2 冷卻空氣入口
權(quán)利要求
1.一種用于飛行器(40)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)，包括至少一個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件(4)，所述至少一個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件(4)能夠連接至所述飛行器的至少一個(gè)冷卻空氣入口(42)以便用于散熱，并且所述至少一個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件(4)被設(shè)計(jì)為用以對(duì)空氣進(jìn)行冷卻并且用以將所述空氣在機(jī)艙壓力下引入所述飛行器(40)的客艙(6)， 其特征在于包括至少一個(gè)冷卻設(shè)備(16)，所述至少一個(gè)冷卻設(shè)備(16)配備成用以對(duì)流入所述冷卻空氣入口( 42 )的環(huán)境空氣(12 )進(jìn)行冷卻，其中，所述冷卻設(shè)備(16 )能夠獨(dú)立于所述空氣調(diào)節(jié)組件(4)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)，其特征在于: 所述冷卻設(shè)備(16)設(shè)計(jì)為能夠容納在飛行器(40)的已經(jīng)為此而設(shè)置的模塊隔艙中的模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于: 所述冷卻設(shè)備(16)設(shè)計(jì)為能夠永久地集成在所述飛行器(40)中的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)，其特征在于: 所述冷卻設(shè)備(16)設(shè)計(jì)為用以在所述飛行器(40)的飛行過(guò)程中提供用于對(duì)所述飛行器(40)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行冷卻的冷卻性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)，其中，所述冷卻設(shè)備(16)能夠連接至所述飛行器(40)中的空間(28)的空氣出口和空氣入口，并且所述冷卻設(shè)備(16)包括用于將來(lái)自所述空間(28)的所述空氣出口的空氣輸送至所述冷卻設(shè)備以及從所述冷卻設(shè)備輸送至所述空間(28)的所述空氣入口的風(fēng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)，其特征在于:· 包括閥裝置(30、32)，所述閥裝置(30、32)用于可選地將所述空間(28)的所述冷卻空氣入口或所述空氣出口連接至獨(dú)立的冷卻設(shè)備(16)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于: 所述冷卻設(shè)備(16)被設(shè)計(jì)為熱交換器，所述熱交換器被設(shè)計(jì)為用于使得從所述飛行器(40)外部供給的液體冷卻劑流動(dòng)通過(guò)所述熱交換器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)，其特征在于: 包括運(yùn)算單元(17)，所述運(yùn)算單元(17)被設(shè)計(jì)為基于操作參數(shù)執(zhí)行必要的冷卻性能的估算，以便當(dāng)超過(guò)能夠由所述空氣調(diào)節(jié)組件(4)提供的冷卻性能時(shí)，指示使用附加的、獨(dú)立操作的冷卻設(shè)備(16)，并且當(dāng)未達(dá)到所述冷卻性能時(shí)，指示停用所述冷卻設(shè)備(16)。
9.一種用于對(duì)飛行器(40)的客艙的進(jìn)入機(jī)艙的空氣進(jìn)行冷卻的方法，包括通過(guò)使用冷卻設(shè)備來(lái)對(duì)從外部供給的環(huán)境空氣(12)進(jìn)行冷卻的步驟以及通過(guò)使用使已冷卻的所述環(huán)境空氣釋放熱量的空氣調(diào)節(jié)組件對(duì)空氣進(jìn)行冷卻的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括如下步驟:基于操作參數(shù)估算必要的冷卻性能(34)，以便當(dāng)超過(guò)能夠由所述空氣調(diào)節(jié)組件提供的冷卻性能時(shí)，操作(36)附加的、獨(dú)立操作的冷卻設(shè)備(16)，以便對(duì)來(lái)自冷卻空氣入口(42)的環(huán)境空氣(12)進(jìn)行冷卻，以及當(dāng)未達(dá)到所述冷卻性能時(shí)，停用(38)所述冷卻設(shè)備(16)。
全文摘要
一種用于飛行器的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)包括至少一個(gè)空氣調(diào)節(jié)組件(4)，該空氣調(diào)節(jié)組件(4)為了散熱目的能夠連接至飛行器的至少一個(gè)冷卻空氣入口(42)并且被設(shè)計(jì)為用以對(duì)空氣進(jìn)行冷卻以及用以將空氣在機(jī)艙(6)壓力下引入到飛行器的客艙中。能夠獨(dú)立操作的冷卻設(shè)備(16)設(shè)計(jì)為用以對(duì)流入冷卻空氣入口的環(huán)境空氣進(jìn)行冷卻。
文檔編號(hào)B64D13/06GK103249643SQ201180057391
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2011年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月8日
發(fā)明者揚(yáng)·巴爾科斯基 申請(qǐng)人:空中客車德國(guó)運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司