СИСТЕМА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА САЛОНА ВЕРТОЛЕТА Российский патент 2004 года по МПК B64D13/08 F24F3/147 

Изобретение относится к вертолетостроению и может быть использовано при разработке систем кондиционирования воздуха вертолетов различного целевого назначения.

Для создания комфортных условий в салоне вертолета существуют различные системы, например системы вентиляции и отопления воздуха, основанные на использовании наружного воздуха. Например, система вертолета МИ-8 содержит обогреватель, воздухозаборник, воздушный коллектор (см. с. 221...223, Данилов В. А. Вертолет Ми-8: (Устройство и техническое обслуживание). - М.: Транспорт, 1988. - 278 с.). Недостаток этой системы состоит в отсутствии режима охлаждения и очистки воздуха.

Указанных недостатков лишены техническое решение (см. Система микроклимата RU 96105669 A, 20.06.1998), которое содержит воздуховоды, источники производства холода и тепла, а также техническое решение (см. Устройство и способ для автоматического контроля климата, RU 96118459 А, 20.01.1999), позволяющее благодаря наличию блока управления осуществлять управление уровнями характеристики искусственного микроклимата в помещении. Однако используемая в них поэлементная реализация исключает возможность их установки на борту вертолета в связи с риском замораживания.

Известны способ и устройство обработки воздуха путем ароматизации (см. Способ обработки воздуха в закрытых помещениях и устройство для его осуществления, RU 99111690 А, 20.03.2001), где ароматические вещества вводят в водяную ванну, что повышает комфортность. При этом исключается возможность варьирования ароматическими веществами.

В качестве прототипа взято техническое решение (см. Устройство для системы кондиционирования воздуха, содержащее средство регенерации тепла и средство подвода дополнительного нагрева и охлаждения, RU 2168116 С2, 27.05.2001), отличительными признаками которого являются ступенчатость и последовательное расположение ступеней, а также наличие устройств дополнительного подвода тепла или холода. Сложность конструктивного исполнения устройства и относительная ограниченность услуг создания комфортности исключают возможность его использования на борту вертолета.

Технической задачей настоящего изобретения является создание системы кондиционирования воздуха салона вертолета, которое позволяет при снижении суммарного энергопотребления эффективно реализовать режимы нагрева или охлаждения, очистки или осушки, а также ароматизации воздуха, что способствует достижению цели изобретения - повышению комфортных условий на борту вертолета.

Поставленная задача решается тем, что система кондиционирования воздуха салона вертолета, содержащая блок управления, воздухозаборник, расположенный на фюзеляже вертолета, воздушный коллектор, воздуховоды, гидросистему регенирации тепла с испарителем, снабженным вентилятором, конденсатором с вентилятором, компрессором с приводом и электромагнитной муфтой, дополнительно содержит ультразвуковой увлажнитель воздуха, вентилятор воздуховода принудительной подачи воздуха из салона, воздушные заслонки с приводом, пpичем воздухозаборник снабжен электропневмоклапаном, а блок управления содержит микроконтроллер, звуковую сигнализацию, датчики температуры и влажности воздуха и соединен с электропневмоклапаном воздухозаборника, с приводами воздушных заслонок, с ультразвуковым увлажнителем воздуха, с датчиками низкого и высокого давлений жидкости гидросистемы, с вентиляторами испарителя, конденсатора и воздуховода, с электромагнитной муфтой и двигателем привода компрессора, а также содержит бачок с водой ультразвукового увлажнителя, выполненный секционированным для различных типов ароматизаторов, микроконтроллер блока управления снабжен жидкокристаллическим дисплеем, воздухозаборник снабжен фильтром.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, где показаны пневмо- и гидромагистрали, а также электроцепи (пунктирными линиями со стрелкой). Система кондиционирования содержит блок управления 1 с датчиками температуры 2 и влажности 3 воздуха, а также переключатель программ 4 микроконтроллера (см. Богдан Грабовски. Краткий справочник по электронике. - М.: ДМК Пресс, 2001. - 416 с.) блока управления. Воздушный коллектор 5 соединен воздуховодом 6, снабженным вентилятором принудительной подачи воздуха 7 и заслонками с приводом 8 и 9, с ультразвуковым увлажнителем 10 и испарителем 11 гилросистемы 12 регенерации тепла, которая содержит датчики низкого 13 и высокого 14 давления жидкости, компрессор 15 с электромагнитной муфтой и двигателем привода и конденсатор 16. Салон вертолета соединен с атмосферой посредством воздухозаборника 17 с электропневмоклапаном. Для сигнализации о нарушении работоспособного состояния гидросистемы блок управления 1 снабжен звуковым сигнализатором 18.

Работу системы рассмотрим в зависимости от заданной программы микроконтроллера блока управления (БУ) 1.

Режим вентиляции. Переключателем программ 4 задают желаемые значения температуры и влажности воздуха в салоне и замеренной температуры воздуха за бортом. Величины параметров воспроизводятся на жидкокристаллическом дисплее блока управления 1. Задается программа, согласно которой включаются в работу вентиляторы 7 воздуховода 6 и испарителя 11. Заслонка 9 открыта (о.п.), т.е. сообщает вход воздуховода 6 с испарителем 11, при этом заслонка 8 открыта, т. е. перекрывает магистраль к ультразвуковому увлажнителю 10 и открывает доступ воздуха в воздушный коллектор 5. В случае необходимости увлажнения и/или ароматизации задается соответствующая программа, по которой заслонки 8 и 9 занимают нейтральное положение и сообщают вход воздуховода 6 с испарителем 11 и ультразвуковым увлажнителем 10. Ультразвуковой увлажнитель совмещает три функции - очистка, ультразвуковое увлажнение и нагрев воздуха. Все эти функции работают как индивидуально, так и вместе, т.е. согласно задаваемой программе. Переключатель программ 4 позволяет варьировать типом ароматического вещества благодаря секционированию бачка с водой ультразвукового увлажнителя 10. Степень влажности воздуха задается программой, ее величина регистрируется датчиком влажности воздуха 3, аналоговые сигналы которого поступают на вход аналого-цифрового преобразователя микроконтроллера блока управление 1 и преобразуются в цифровую форму. Режим вентиляции обеспечивается, кроме того, только включением электропневмоклапана воздухозаборника 17 путем установки необходимой программы. При этом заслонка 9 закрыта (з.п.), а 8 открыта и воздух при открытом электропневмоклапане воздухозаборника 17 за счет скоростного напора наружного воздуха поступает через коллектор 5 в салон. Воздухозаборник снабжен фильтром, что позволяет очистить атмосферный воздух при висении вертолета на малой высоте.

Режим охлаждения обеспечивается либо включением гидросистемы 12 либо атмосферным воздухом.

В первом случае согласно заданной программе сигнал с БУ 1 включает гидросистему 12, открывает заслонки 8 и 9. Воздух из салона продувается вентиляторами испарителя 11 и поступает в коллектор 5. Включение гидросистемы 12 сопровождается включением электромагнитной муфты и двигателя привода компрессора 15, включением вентиляторов конденсатора 16 и испарителя 11. Работоспособное состояние гидросистемы 12 фиксируется по значениям сигналов от датчика низкого давления 13, регистрирующего герметичность системы, и датчика высокого давления 14, сигнализирующего о засорении гидросистемы 12. Отказ гидросистемы 12 сопровождается срабатыванием звукового сигнализатора 18. За счет контакта горячего воздуха салона с змеевиком испарителя 11 воздух охлаждается и осушается путем конденсации влаги на холодных поверхностях змеевика.

Выделенная влага собирается в поддоне испарителя 11 и с помощью сливных трубопроводов дренируется за борт вертолета.

При охлаждении атмосферным воздухом, когда его температура ниже температуры воздуха в салоне, задается программа, по которой БУ1 подает сигнал на открытие электропневмоклапана воздухозаборника 17, на открытие заслонки 8 и закрытие заслонки 9. При этом атмосферный воздух за счет скоростного напора непосредственно поступает через воздушный коллектор в салон.

Режим нагрева. Согласно программе заслонки 8 и 9 закрывают, включают в работу ультразвуковой увлажнитель 10 и при необходимости включают вентилятор 7. Контроль за температурой воздуха в салоне осуществляют датчиком 2 температуры воздуха. Если сигал с датчика 2 превышает сигнал, задаваемый программой, то нагревательный элемент ультразвукового увлажнителя 10 отключается.

Режим увлажнения задается программой, по которой БУ1 подает сигнал на закрытие заслонок 8 и 9 и включает ультразвуковой увлажнитель 10 на режим увлажнения воздуха.

Очистка воздуха салона обеспечивается фильтрами ультразвукового увлажнителя 10, а атмосферного воздуха - фильтром воздухозаборника 17.

Предложенная система обладает изобретательским уровнем благодаря наличию микроконтроллера, позволяющего осуществлять программное управление режимами работы системы на борту вертолета, и предложенной схемы компоновки агрегатов системы и воздуховодов.

Положительный эффект предложенной системы состоит в создании максимально комфортных условий в салоне вертолета при полетах как в жарких климатических условиях, так и при низких температурах.

Изобретение относится к оборудованию вертолетов. Система содержит блок управления, воздухозаборник, расположенный на фюзеляже вертолета, воздушный коллектор, воздуховоды, гидросистему регенерации тепла с испарителем, снабженным вентилятором, конденсатором с вентилятором, компрессором с приводом и электромагнитной муфтой. В системе имеются также ультразвуковой увлажнитель воздуха, вентилятор воздуховода принудительной подачи воздуха из салона и воздушные заслонки с приводом. Воздухозаборник снабжен электропневмоклапаном. Блок управления содержит микроконтроллер, звуковую сигнализацию, датчики температуры и влажности воздуха и соединен с электропневмоклапаном воздухозаборника, с приводами воздушных заслонок, с ультразвуковым увлажнителем воздуха, с датчиками низкого и высокого давлений жидкости гидросистемы, с вентиляторами испарителя, конденсатора и воздуховода, а также с электромагнитной муфтой и двигателем привода компрессора. Система позволяет при снижении энергопотребления эффективно реализовать режимы нагрева или охлаждения, очистки или сушки, а также ароматизации воздуха, что повышает комфортные условия на борту вертолета. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система кондиционирования воздуха салона вертолета, содержащая блок управления, воздухозаборник, расположенный на фюзеляже вертолета, воздушный коллектор, воздуховоды, гидросистему регенерации тепла с испарителем, снабженным вентилятором, конденсатором с вентилятором, компрессором с приводом и электромагнитной муфтой, отличающаяся тем, что система содержит ультразвуковой увлажнитель воздуха, вентилятор воздуховода принудительной подачи воздуха из салона, воздушные заслонки с приводом, причем воздухозаборник снабжен электропневмоклапаном, а блок управления содержит микроконтроллер, звуковую сигнализацию, датчики температуры и влажности воздуха и соединен с электропневмоклапаном воздухозаборника, с приводами воздушных заслонок, с ультразвуковым увлажнителем воздуха, с датчиками низкого и высокого давлений жидкости гидросистемы, с вентиляторами испарителя, конденсатора и воздуховода, а также с электромагнитной муфтой и двигателем привода компрессора.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что бачок с водой ультразвукового увлажнителя воздуха выполнен секционированным для различных типов ароматизаторов.3. Система по п.1, отличающаяся тем, что микроконтроллер блока управления снабжен жидкокристаллическим дисплеем.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что воздухозаборник снабжен фильтром.