飞机地面空调系统的焓差控制方法与流程

1.本发明涉及飞机地面空调技术领域，具体而言，是一种飞机地面空调系统的焓差控制方法。


背景技术：

2.目前，飞机地面空调机组已经成为替代飞机自身的辅助动力装置apu的不可或缺的保障装备，为飞机机舱提供适宜温度新鲜空气，带走飞机内部设备以及乘客自身产生的散热量，输送新风以维持舱内舒适的环境。
3.不同型号民航客机对外接空调有不同需求，因此飞机地面空调机组的必须具备变风量、变风压的性能；各机场地理位置不同，气候条件不同，因此飞机地面空调机组必须能满足不同环境温度变化要求。由此，飞机地面空调机组的电气控制系统必须具备严密的控制逻辑，才能确保机组自动、高效、可靠、经济运行。
4.尽管相关标准将空调机组的运行区域做了相应的划分，但在实际运行的过程中，基本都是以进出口温度差来控制压缩机的开启数量或压缩机的运行转速，从而调整飞机地面空调机组的制冷量，但空调的负荷包括显热负荷和潜热负荷，温度体现的只是显热负荷，只利用温度来控制制冷量明显忽略了潜热负荷的影响，而对制冷负荷无法较清晰判断，因此常规空调机组在使用过程中就会出现压缩机开启数量过多或过少及压缩机转速与负荷不匹配的问题，从而容易导致压缩机频繁开启、低压报警等问题，增大了压缩机损坏风险同时也造成能源的极大浪费。
5.综上所述，如何较准确的判断飞机地面空调机组的制冷负荷，提高飞机地面空调机组的节能效果，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本发明就是为了解决如何较准确的判断飞机地面空调机组的制冷负荷，提高飞机地面空调机组的节能效果的技术问题，提供一种飞机地面空调系统的焓差控制方法。
7.本发明提供的飞机地面空调系统的焓差控制方法，飞机地面空调系统包括飞机地面空调机组、气流装置和控制系统，飞机地面空调机组包括风机以及多台压缩机，控制系统包括第一温度传感器、第一湿度传感器、第二温度传感器、第二湿度传感器、控制器；
8.焓差控制方法包括以下步骤：
9.第一步：预先设定额定负荷q2，q2是范围值a
min
～a
max
，a
min
为下限，a
max
为上限；
10.第二步，所述第一湿度传感器检测进风温度t1，第一湿度传感器检测进风相对湿度φ1，所述第二温度传感器检测到出风温度t2，第二湿度传感器检测到出风相对湿度φ2；
11.第三步，控制器根据风机的频率计算得到实际风量q；
12.通过以下公式(1)计算进风焓值i1，
13.i＝1.01t+0.001d(2501+1.84t)
ꢀꢀ
(1)
14.公式(1)中，t表示温度；d表示含湿量，d由以下公式(2)计算得出：
15.d＝0.622*pq/(b
‑
pq)
ꢀꢀꢀ
(2)
16.公式(2)中，b表示大气压力，p
q
表示水蒸气分压力，p
q
由以下公式(3)计算得出：
17.p
q
＝p
q,b
*φ
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
18.公式(3)中，φ表示相对湿度，p
q,b
表示饱和水蒸气分压力，p
q,b
由以下公式(4)计算得出：
[0019][0020]
公式(4)中，t表示绝对温度，t＝273.15+t；
[0021]
同理，根据上述公式(1)计算出风焓值i2；
[0022]
第四步，根据以下公式(5)计算出飞机地面空调机组的实际负荷q1：
[0023]
q1＝|i1
‑
i2|*q
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0024]
公式(5)中，q表示实际风量；
[0025]
第五步，比较q1所在q2的范围，当a
min
≤q1≤a
max
，则维持压缩机当前的开启数量或运行转速；当q1＞a
max
，则增加压缩机的开启数量或提高压缩机的运行转速；当q1＜a
min
，则减少压缩机的开启数量或降低压缩机的运行转速；
[0026]
第六步，经过一段时间；
[0027]
第七步，比较出风温度t2与预设出风温度t0，当t2＞t0，则增加压缩机的开启数量或提高压缩机的运行转速；当t2＝t0，则维持压缩机当前的开启数量或运行转速；当t2＜t0，则减少压缩机的开启数量或降低压缩机的运行转速。
[0028]
优选地，q2数值是：70～300。
[0029]
本发明的有益效果是，较准确地获得了飞机地面空调机组的实际负荷，实现了较准确地控制压缩机，即较准确地控制飞机地面空调机组，从而减少了压缩机的能源消耗，进而提高了飞机地面空调机组的节能效果。
[0030]
本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。
附图说明
[0031]
图1是飞机地面空调系统的原理图；
[0032]
图2是飞机地面空调系统焓差控制方法的流程图；
[0033]
图3是比较出风温度t2与预设出风温度t0的流程图。
[0034]
附图中符号说明：
[0035]
1.压缩机，2.风机，3.进风管路，4.出风管路，5.第一温度传感器，6.第一湿度传感器，7.第二温度传感器，8.第二湿度传感器。
具体实施方式
[0036]
以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0037]
飞机地面空调系统包括飞机地面空调机组、气流装置、控制系统，飞机地面空调机组作用是对外界空气进行降温除湿以达到飞机供风要求；气流装置的作用是吸收外界空气
并输送至飞机中；控制系统是利用焓差控制方法对飞机地面空调机组进行控制，可根据不同的气候条件精确控制制冷量，使其实现全工况运行的功能。飞机地面空调机组包括多台压缩机。
[0038]
由于飞机地面空调机组在保障飞机的过程中，可根据飞机的风量风压，将飞机分为大飞机和小飞机两种供风模式，两种供风模式的风量风压基本恒定，可根据相应的风量风压确定风机的运行频率，在进行保障时，操作人员会根据保障飞机的型号选择供风模式，从而供风频率得到确定，相应的供风空气流量得到确定。
[0039]
如图1所示，控制系统的第一温度传感器5、第一湿度传感器6安装在进风管路3上，第二温度传感器7、第二湿度传感器8安装在出风管路4上。
[0040]
参考图2和3，飞机地面空调系统焓差控制方法主要包括以下步骤：
[0041]
第一步：预先设定额定负荷q2，q2是一个范围值a
min
～a
max
，a
min
为下限，a
max
为上限。
[0042]
第二步，第一湿度传感器5检测到的进风温度t1，第一湿度传感器6检测到进风相对湿度φ1，第二温度传感器7检测到出风温度t2、第二湿度传感器8检测到出风相对湿度φ2，t1、φ1、t2、φ2发送给控制器。
[0043]
第三步，控制器根据风机2的频率计算得到实际风量q，风机由变频器控制。
[0044]
控制器通过plc程序根据以下公式(1)计算进风焓值i1，
[0045]
i＝1.01t+0.001d(2501+1.84t)
ꢀꢀ
(1)
[0046]
公式(1)中，t表示温度。d表示含湿量，d由以下公式(2)计算得出：
[0047]
d＝0.622*pq/(b
‑
pq)
ꢀꢀꢀ
(2)
[0048]
公式(2)中，b表示大气压力，p
q
表示水蒸气分压力，p
q
由以下公式(3)计算得出：
[0049]
p
q
＝p
q,b
*φ
ꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0050]
公式(3)中，φ表示相对湿度，p
q,b
表示饱和水蒸气分压力，p
q,b
由以下公式(4)计算得出：
[0051]
lnp
q,b
＝
‑
5800.22/t+1.3915
‑
0.0486*t+
[0052]
0.4176
×
10
‑4*t2‑
0.1445
×
10
‑7*t3+6.5459*ln t
ꢀꢀ
(4)
[0053]
公式(4)中，t表示绝对温度，t＝273.15+t。
[0054]
同理，根据上述公式(1)计算出风焓值i2，将t2、φ2带入相应公式进行计算。
[0055]
第四步，根据以下公式(5)计算出飞机地面空调机组的实际负荷q1：
[0056]
q1＝|i1
‑
i2|*q
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0057]
公式(5)中，q表示实际风量。
[0058]
第五步，比较q1所在q2的范围，q2是一个范围值a
min
～a
max
，a
min
为下限，a
max
为上限，具体过程是，当a
min
≤q1≤a
max
，则维持压缩机当前的开启数量或运行转速；当q1＞a
max
，则增加压缩机的开启数量或提高压缩机的运行转速；当q1＜a
min
，则减少压缩机的开启数量或降低压缩机的运行转速。
[0059]
对于q2的具体数值，可以是70～300，进一步地，可以判断条件分为以下几种：
①
：q1＜70；
②
：70≤q1≤80；
③
：80＜q1≤135；
④
：135＜q1≤200；
⑤
：200＜q1≤240；
⑥
：240＜q1≤270；
⑦
：270＜q1≤300；
⑧
：q1＞300。
[0060]
第六步，经过一段时间，比如5分钟。
[0061]
第七步，比较出风温度t2与预设出风温度t0，当t2＞t0，则增加压缩机的开启数量
或提高压缩机的运行转速；当t2＝t0，则维持压缩机当前的开启数量或运行转速；当t2＜t0，则减少压缩机的开启数量或降低压缩机的运行转速。
[0062]
对于预设出风温度t0的具体数值，根据实际情况进行设置，可以是2℃。
[0063]
本发明公开的控制方法实现了更准确地控制飞机地面空调系统，提高了飞机地面空调系统的节能效果。较准确地获得了飞机地面空调机组的实际负荷，实现了较准确地控制压缩机，即较准确地控制飞机地面空调机组，从而减少了压缩机的能源消耗，进而提高了飞机地面空调机组的节能效果。
[0064]
以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。