多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組的製作方法

2023-06-25 20:28:01 2

專利名稱：多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種飛機地面空調機組，特別是一種多工況預冷型變頻節能的飛 機地面空調機組。
背景技術：
現有的全新風型風冷式單一冷卻源的飛機地面空調機組可吊裝於民用機場的登 機廊橋下面，為停靠在登機廊橋的飛機提供經過處理的具有適宜溫度和一定潔淨度的新鮮 空氣；並經過送風軟管送至飛機機艙與駕駛艙內，以滿足機艙內的人員的生理與舒適性需 求，以及機艙內精密設備的降溫需求；從而，可以減少飛機在地面待飛時航空燃油的消耗， 延長了飛機自配的昂貴空調系統的使用壽命，減少機場空氣環境汙染。但是，由於該全新風型風冷式單一冷卻源的飛機地面空調機組僅能採用製冷系統 製冷，並且不能有效利用飛機內部的低溫迴風，只能直接處理溫度很高的新風，故能耗較 大，而且僅有吊裝安裝方式，安裝方式不靈活。同時，由於機場的地面為混凝土，部分溫度較高的地區，在夏天中午太陽輻射極強 的時候，機場近地面1 2米處的空氣溫度高達50°C 60°C，此時部分風冷冷卻方式的同 類產品，其最高運行環境溫度不超過43°C，正好安裝於近地面1 2米處，冷卻空氣將達 到很高的溫度50°C 60°C，將可能出現製冷系統高溫高壓保護，而無法正常運行製冷的情 況，但此時恰好是飛機艙內最熱，最需要空調降溫的時候，這樣將造成部分普通風冷冷卻式 的飛機地面空調無法達到應用的需求。因此，從運行可靠、節能、環保和安裝方便等角度出發，該類普通風冷冷卻方式單 一冷卻源的飛機地面空調機組明顯不能滿足目前國家在十一五規劃中努力倡導的能源節 約型、環境友好型社會的要求。針對上述狀況，有些廠商作了些改進，如中國專利文獻公開號CN101581484A中公 開了了一種雙冷源飛機地面節能環保空調系統，其特徵在於由以中央空調提供的冷水為換 熱介質的水冷式第一空氣處理系統和以製冷劑為換熱介質的壓縮製冷式第二空氣處理系 統組成空調系統，第一空氣處理系統有通水式換熱器經水泵注入來自侯機樓中央空調冷水 與來自侯機樓或廊橋通道的空氣進行熱交換，冷卻後的空氣由離心風機驅動經第二空氣 處理系統的蒸發器、出風罩、送風軟管和地下通道系統送入飛機倉內，通水式換熱器換熱後 的水直接或經套管式換熱器排至侯機樓中央空調貯水系統，第一、二空氣處理系統位於侯 機樓內，地下通道系統包括埋於室外停機坪的帶保溫層送風管道，送風管道一端與送風軟 管相連，送風管道的另一端與軟管相連。通水式換熱器為並聯的兩個，分別位於離心風機兩 側的進風口外與離心風機送風口外的蒸發器成品字形布置。這種空調系統雖然採用雙冷 源，利用來自侯機樓中央空調冷水與來自侯機樓或廊橋通道的空氣進行熱交換，冷卻後的 空氣由離心風機驅動經第二空氣處理系統的蒸發器、出風罩、送風軟管和地下通道系統送 入飛機倉內，但是其效率不高，且無法補充新風，適應能力比較差。
實用新型內容本實用新型的目的旨在提供一種結構簡單合理、操作靈活、可補充新風、舒適節 能、能效比高、適用範圍廣的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，以克服現有技術 中的不足之處。按此目的設計的一種多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，包括設置在機 組框架中的壓縮機、蒸發器、風冷冷凝器、送風風機和冷凍水錶冷器，冷凍水錶冷器通過冷 凍水進水管與機場大廈提供的冷凍水的出水管相通，水冷冷凝器的出水管與機場大廈提供 的冷凍水的回水管相通，機組框架中設置有風道，送風風機和冷凍水錶冷器設置在風道中， 其特徵是風道的進風口和送風口之間依次設置有過濾網、冷凍水錶冷器、蒸發器和送風風 機。所述風道中還設置有電加熱器，電加熱器設置在過濾網和冷凍水錶冷器之間。所述蒸發器包括第一蒸發器和第三蒸發器，第一蒸發器設置在冷凍水錶冷器和送 風風機之間，第三蒸發器設置在送風風機和送風口之間。 所述蒸發器還包括第二蒸發器，第二蒸發器設置在第一蒸發器和送風風機之間。所述風冷冷凝器包括第一風冷冷凝器和第三風冷冷凝器，第一風冷冷凝器和第三 風冷冷凝器設置在風道的側面。所述風冷冷凝器還包括第二風冷冷凝器，第二風冷冷凝器設置在風道的側面。所述機組框架上設置有吊裝件或座地安裝件；送風風機為變頻式送風風機。所述風道的送風口設置有送風接口，送風接口與送風軟管的一端相接，送風軟管 的另一端設置有快速接頭，快速接頭與飛機機艙或駕駛艙的空調進風口密封連接。所述送風口處設置有送風溫度傳感器。所述風道的進風口與帶新風閥的新風口和帶迴風閥的迴風口相通，新風口與外界 相通，迴風口與登機廊橋相通。本實用新型既可以採用機場大廈提供的冷凍水做為空調機組的冷源，也可以採用 空調機組自身的製冷系統提供冷源，還可以採用機場大廈提供的部分冷凍水做為預冷源， 再用空調機組自身的製冷系統做為再冷源，也即是兩種冷源同時為空調機組提供冷量。該 空調機組與普通風冷冷卻方式的單冷源同類產品相比，它的冷卻方式選擇更靈活。當機場 大廈空調負荷不大，機場大廈空調冷量有大量富餘時，可以直接採用機場大廈提供的空調 冷凍水為本空調機組提供冷量，從而實現降低本空調機組的能耗；當機場大廈空調負荷稍 大，機場大廈空調冷量只有部分富餘時，可以採用機場大廈提供的空調冷凍水為本空調機 組提供預冷，再用本空調機組自身的製冷系統提供再冷，從而實現降低部分本空調機組的 能耗；當機場大廈空調負荷較大，機場大廈空調冷量未有富餘時，雙冷源飛機地面空調機組 則可以採用空調機組自身的製冷系統提供冷源。本實用新型可以利用機場大廈提供的富餘空調冷凍水，實現節省飛機地面空調能 耗的目的，同時也可以避免機場大廈富餘冷量及設備的浪費問題，一舉兩得。本實用新型中的送風風機採用變頻控制方式，可無級調節風機電機的轉速，達到 調節空調機組送風量的目的，從而根據不同的飛機型號，可按需求選擇合適的送風量，更加 節能舒適與人性化。如果送風風機不採取變頻控制，則小型號的飛機將可能出現送風量過 大，在增大送風風機電機的送風功率的同時，過大的風速吹進飛機的空調通風管道，還可能損壞昂貴的飛機機身的空調通風管道；相反，大型號的飛機則可能出現風量不足，難以提供 足夠的新鮮空氣及冷卻的目的。本實用新型配置機艙溫度傳感器，並在送風口處安裝有送風溫度傳感器。空調機 組冷源方面包括冷凍水錶冷系統加三個風冷式製冷系統。當只採用冷凍水錶冷系統供冷 時，該空調機組的智能控制系統，可以根據飛機型號及冷負荷的需求，通過調節冷凍水的供 水量，無級調節空調機組的供冷量，使空調機組的製冷量最大限度的接近飛機機艙的冷量 需求，從而確保機艙內有適宜的溫度；當只採用三個風冷式製冷系統供冷時，實現三級的制 冷量調節。該空調機組的智能控制系統，可以根據飛機型號及冷負荷的需求，由用戶選採用 機艙溫度專感器或送風溫度傳感器的信號，根據用戶的設定溫度，自動調節三個風冷式制 冷系統的開停數量，使空調機組的製冷量最大限度接近飛機機艙的冷量需求，從而確保機 艙內有適宜的溫度；當同時採用冷凍水錶冷系統和三個風冷式製冷系統供冷時，可實現四 級的製冷量調節。該空調機組的智能控制系統，可以根據飛機型號及冷負荷的需求，由用戶 選採用機艙溫度專感器或送風溫度傳感器的信號，根據用戶的設定溫度，自動調節冷凍水 表冷系統供水量，以及三個風冷式製冷系統的開停數量，使空調機組的製冷量最大限度接 近飛機機艙的冷量需求，從而確保機艙內有適宜的溫度。以上各種情況都能節約不必要的 壓縮機運行時間，更加節能且舒適。本實用新型採用全新風或部分迴風的設計方式，既可吊裝於民用機場的登機廊橋 下面，也可座地安裝於登機廊橋下面，通過送風軟管送風至飛機機艙或駕駛艙內，為停靠在 登機廊橋的飛機提供經過處理的具有一定潔淨度和適宜溫度的新鮮空氣，以滿足飛機機艙 內的乘客與機組人員的生理與舒適性以及機艙內精密設備的降溫需求。可以減少飛機在地 面待飛時航空燃油的消耗，延長了飛機自配的昂貴空調系統的使用壽命，減少機場空氣環 境汙染，具有較高的經濟和社會效益。當飛機艙門未關閉時，在保證飛機機艙有足夠新風用於滿足乘客與機組人員生理 需求的情況下，空調機組可通過登機廊橋吸回部分飛機艙的迴風，以減少製冷系統的製冷 負荷達到節能的目的。新風量與迴風量比例連續可調節，可按實際需求調節新風量和迴風 量各自的比例，從而保證在任何時間，飛機機艙均有足夠新風用於滿足乘客與機組人員生
理需求。新迴風量比例可根據迴風溫度進行調節，控制可採取時間式、迴風溫度式、CO2濃 度式。時間式控制是在客人登機過程中，客人人數是從0 100%，持續約30分鐘，新風量 則由10 100%根據時間推移連續增大。迴風溫度式控制，是根據飛機機艙迴風溫度的增 大，說明機艙內乘客數量在增加，這時逐漸增大新風量，直到新風量達到100%為止。0)2濃 度式控制是採用CO2濃度探測器，探測飛機機艙迴風的CO2濃度，從而了解機艙內乘客數量， 並確定新風的比例，這種控制方式智能、舒適、人性化，可以在儘可能在節約能源的情況下， 保證在任何時間，飛機機艙均有足夠新風用於滿足乘客與機組人員生理需求。當飛機機艙關閉後，則採用全新風送風方案，通過送風軟管送風，為停靠在登機廊 橋的飛機提供經過處理的具有一定潔淨度適宜溫度的新鮮空氣。本實用新型更能符合國家在十一五規劃中努力倡導，能源節約型、環境友好型社 會的要求，符合新時期高速發展的民航機場建設的實際需求，其具有結構簡單合理、操作靈 活、可補充新風、舒適節能、能效比高和適用範圍廣特點。
圖1為本實用新型第一實施例吊裝式的主視結構示意圖。圖2為本實用新型第二實施例座地式的主視結構示意圖。圖3為本實用新型的系統原理圖。圖4為本實用新型的俯視結構示意圖。圖5為本實用新型吊裝時的使用狀態結構示意圖。圖6為本實用新型座地時的使用狀態結構示意圖。圖中11為機組框架，12為吊裝件，13為電控箱，14為座地安裝件，21為過濾網， 22為風道，23為送風風機，24為送風接口，25為送風軟管，26為送風軟管接頭，31為第一壓 縮機，32為第二壓縮機，33為第三壓縮機，35為壓力保護器，36為充注逆止閥，37為儲液器， 38為乾燥過濾器，39為膨脹閥，41為電加熱器，51為登機廊橋，52為風管小車，53為廊橋移 動裝置，54為風管放置架，61為冷凍水錶冷器，62為第一蒸發器，63為第二蒸發器，64為第 三蒸發器，71為第一風冷冷凝器，72為第二風冷冷凝器，73為第三風冷冷凝器，81為飛機空 調座地安裝基礎，91為第一冷凝風機，92為第二冷凝風機，93為第三冷凝風機，A為進風口， B為送風口，C為冷凝空氣進口，D為冷凝空氣出口，E為冷凍水進水管，F為冷凍水出水管。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述。參見圖1-圖6，本多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，包括設置在機組 框架11中的壓縮機、蒸發器、風冷冷凝器、送風風機23和冷凍水錶冷器61。整個飛機地面 空調機組可以分為送風系統、冷凍水錶冷系統和製冷系統。送風系統包括風道22和送風風 機23 ；冷凍水錶冷系統包括冷凍水錶冷器61、冷凍水進水接管E和冷凍水出水管F ；製冷系 統包括壓縮機、風冷冷凝器、蒸發器和冷凝風機。冷凍水錶冷器61通過冷凍水進水管E與機場大廈提供的冷凍水的出水管相通，水 冷冷凝器的出水管F與機場大廈提供的冷凍水的回水管相通，機組框架11中設置有風道 22，送風風機23和冷凍水錶冷器61設置在風道22中，風道22的進風口 A和送風口 B之間 依次設置有過濾網21、冷凍水錶冷器61、蒸發器和送風風機。風道22中還設置有電加熱器 41，電加熱器設置在過濾網21和冷凍水錶冷器61之間。機組框架11上設置有吊裝件12 或座地安裝件14。吊裝件12設置於框架的上方，座地安裝件14設置於框架的下方。風管 小車52設置於登機廊橋的移動輪輪架上，風管放置架54設置在座地安裝坐的附近，用於 放置送風軟管25的風管小車52可隨登機廊橋51移動而移動。風道22的送風口 B設置有送風接口 24，送風接口與送風軟管25的一端相接，送風 軟管25的另一端設置有快速接頭26，快速接頭與飛機機艙或駕駛艙的空調進風口密封連 接。送風口 B處設置有送風溫度傳感器。風道22的進風口 A與帶新風閥的新風口和帶回 風閥的迴風口相通，新風口與外界相通，迴風口與登機廊橋51相通。蒸發器可採用翅片式蒸發器。送風風機可採用高壓離心式風機。送風風機23為 變頻式送風風機。2臺高壓離心式風機電機配置變頻器，可無級調節風機的送風量，2臺高 壓離心式風機並聯後串接在風道22中。[0039]壓縮機包括第一壓縮機31、第二壓縮機32和第三壓縮機33。蒸發器包括第一蒸發器62和第三蒸發器64，第一蒸發器62設置在冷凍水錶冷器 61和送風風機23之間，第三蒸發器64設置在送風風機23和送風口 B之間。蒸發器還包括 第二蒸發器63，第二蒸發器設置在第一蒸發器62和送風風機23之間。風冷冷凝器包括第一風冷冷凝器71和第三風冷冷凝器73，第一風冷冷凝器71和 第三風冷冷凝器73設置在風道22的側面。風冷冷凝器還包括第二風冷冷凝器72，第二風 冷冷凝器設置在風道22的側面。三個蒸發器置於風道22中，位於空調機組的前端的第一壓縮機31連接第一蒸發 器62，位於空調機組的後端的第二壓縮機32和第三壓縮機33分別與第二蒸發器63、第三 蒸發器64連接，送風風機23設置於第二蒸發器63和第三蒸發器64之間。電加熱器41由 多根可控並聯的電熱管構成，它置於過濾器21之後，冷凍水錶冷器61之前。其中，第一壓縮機31、第一蒸發器、第一風冷冷凝器和第一冷凝風機配套使用，依 此類推。當空調機組吊裝於登機廊橋51時，見圖5，空調機組設置用於放置送風軟管25的 風管小車52，該風管小車52可安裝於登機廊橋51飛移動輪的輪架上，並可隨登機廊橋51 移動。當機組座地安裝時，見圖6，空調機組設置用於放置送風軟管25的風管放置架54。本空調機組工作時，送風接口 B連接送風軟管25並通過快速接頭26與飛機機艙 或駕駛艙的空調進風口密封且牢固地連接；本機組非工作時，送風軟管25收卷在風管小車 52或專用的風管放置架54上。本空調機組根據環境溫度設定製冷運行或制熱運行。全新風或有部分迴風的空氣 從空調機組前面的進風口 A進入，經過濾器、加熱器或蒸發器處理後從送風接口 24處送出。 當環境溫度為10°C 43°C時，空調機組製冷運行，電加熱器暫停工作，送風溫度可設置在 2°C 4°C之間可調；當環境溫度為-20°C 10°C時，空調機組制熱運行，電加熱器工作，制 冷機組停止運行機制，送風溫度可設置在30°C 50°C之間可調；當環境溫度為10°C 15°C 時，空調機組也可按實際需求只作純送風運行。送風風機採用高壓離心式鼓風機，送風出口 餘壓在2. 5-6. OkPa之間可調。本實用新型中的壓縮機、蒸發器和風冷冷凝器可以根據需要調節的冷量負荷範 圍，而相應的設置為一個、二個或三個，但是，其中的冷凍水錶冷器61為一個。
權利要求一種多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，包括設置在機組框架(11)中的壓縮機、蒸發器、風冷冷凝器、送風風機(23)和冷凍水錶冷器(61)，冷凍水錶冷器通過冷凍水進水管(E)與機場大廈提供的冷凍水的出水管相通，水冷冷凝器的出水管(F)與機場大廈提供的冷凍水的回水管相通，機組框架中設置有風道(22)，送風風機和冷凍水錶冷器設置在風道中，其特徵是風道的進風口(A)和送風口(B)之間依次設置有過濾網(21)、冷凍水錶冷器、蒸發器和送風風機。
2.根據權利要求1所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所述 風道(22)中還設置有電加熱器(41)，電加熱器設置在過濾網(21)和冷凍水錶冷器(61)之 間。
3.根據權利要求1所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所述 蒸發器包括第一蒸發器(62)和第三蒸發器(64)，第一蒸發器設置在冷凍水錶冷器(61)和 送風風機(23)之間，第三蒸發器設置在送風風機和送風口(B)之間。
4.根據權利要求3所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所述 蒸發器還包括第二蒸發器(63)，第二蒸發器設置在第一蒸發器(62)和送風風機(23)之間。
5.根據權利要求1所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所述 風冷冷凝器包括第一風冷冷凝器(71)和第三風冷冷凝器(73)，第一風冷冷凝器和第三風 冷冷凝器設置在風道(22)的側面。
6.根據權利要求5所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所述 風冷冷凝器還包括第二風冷冷凝器(72)，第二風冷冷凝器設置在風道(22)的側面。
7.根據權利要求1所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所述 機組框架(11)上設置有吊裝件(12)或座地安裝件(14)；送風風機(23)為變頻式送風風 機。
8.根據權利要求1所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所述 風道(22)的送風口(B)設置有送風接口(24)，送風接口與送風軟管(25)的一端相接，送 風軟管的另一端設置有快速接頭(26)，快速接頭與飛機機艙或駕駛艙的空調進風口密封連接。
9.根據權利要求1所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所 述送風口(B)處設置有送風溫度傳感器。
10.根據權利要求1所述的多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，其特徵是所 述風道(22)的進風口(A)與帶新風閥的新風口和帶迴風閥的迴風口相通，新風口與外界相 通，迴風口與登機廊橋(51)相通。
專利摘要一種多工況預冷型變頻節能的飛機地面空調機組，包括設置在機組框架中的壓縮機、蒸發器、風冷冷凝器、送風風機和冷凍水錶冷器，冷凍水錶冷器通過冷凍水進水管與機場大廈提供的冷凍水的出水管相通，水冷冷凝器的出水管與機場大廈提供的冷凍水的回水管相通，機組框架中設置有風道，送風風機和冷凍水錶冷器設置在風道中，風道的進風口和送風口之間依次設置有過濾網、冷凍水錶冷器、蒸發器和送風風機。風道中還設置有電加熱器，電加熱器設置在過濾網和冷凍水錶冷器之間。蒸發器包括第一蒸發器和第三蒸發器，第一蒸發器設置在冷凍水錶冷器和送風風機之間。本實用新型具有操作靈活、可補充新風、舒適節能、能效比高和適用範圍廣的特點。
文檔編號F24F13/28GK201697248SQ20102010251
公開日2011年1月5日 申請日期2010年1月20日 優先權日2010年1月20日
發明者原志鋒, 林創輝, 梁麗麗, 潘鋒, 譚志勇, 陳華, 高兆璋 申請人:廣東申菱空調設備有限公司