Система и способ кондиционирования воздуха, по меньшей мере, одной зоны воздушного судна
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к системам кондиционирования воздуха летательных аппаратов. Воздушное судно с системой кондиционирования воздуха, по меньшей мере, одной зоны воздушного судна содержит устройство подготовки воздуха (18), приточный канал (20), управляющее устройство (26), впускное отверстие (24). Устройство подготовки воздуха (18) подготавливает воздух, подаваемый в зону воздушного судна, вентилируемую при требуемой температуре и требуемом давлении. Первый конец приточного канала (20) соединен с устройством подготовки воздуха (18), а второй конец приточного канала соединен с впускным отверстием (24) для воздуха, которое расположено вблизи пола в вентилируемой зоне воздушного судна. Управляющее устройство (26) обеспечивает подачу воздуха в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие (24) с такой скоростью, что воздух распределяется по всей поверхности пола с образованием воздушного слоя вблизи пола и поднимается к источникам тепла путем свободной конвекции. Управляющее устройство (26) подаст воздух, подготовленный устройством подготовки воздуха (18), через впускное отверстие (24) в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с при температуре, позволяющей установить требуемую температуру в вентилируемой зоне. Обеспечивается отвод высоких тепловых нагрузок. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 13 ил.
Реферат
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе и способу кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна.
Уровень техники
В настоящее время системы кондиционирования воздуха, предназначенные для вентиляции и создания давления в салоне и/или грузовом отсеке воздушного судна, работают по принципу вентиляции перемешиванием. При вентиляции перемешиванием, называемой также вентиляцией методом разбавления или вентиляцией сосредоточенной подачей струй через отверстия для впуска воздуха, которые обычно располагаются в потолочной области вентилируемой зоны воздушного судна, в указанную вентилируемую зону воздушного судна подают воздух с высоким импульсом и высокой скоростью (примерно от 0,7 до 3 м/с), при этом температуру подаваемого воздуха регулируют по мере необходимости. Вследствие высокого импульса и высокой скорости поступающего воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна образуются вторичные воздушные потоки, которые обеспечивают почти гомогенное смешивание поступающего воздуха с воздухом, находящимся в салоне, при этом принудительная конвекция доминирует над свободной конвекцией, индуцированной источниками тепла, а также холодными или теплыми поверхностями. Воздушные струи во вторичных потоках воздуха могут достигать скоростей, которые превышают пределы комфортности, допустимые для пассажиров и экипажа воздушного судна. Отвод отработанного воздуха из вентилируемой зоны воздушного судна обычно осуществляют через воздуховыпускные отверстия, которые располагаются в области пола вентилируемой зоны воздушного судна. Отработанный воздух, выходящий через выпускные отверстия, как правило, по меньшей мере частично фильтруют, смешивают в смесителе со свежим воздухом из окружающей среды и, наконец, возвращают в вентилируемую зону воздушного судна. Для установления желаемого давления в салоне избыточный отработанный воздух может по мере необходимости отводиться в окружающую среду через регуляторы давления (перепускные клапаны), которые соединяют зону воздушного судна, находящуюся под давлением, с окружающей атмосферой.
При возникновении вторичных воздушных потоков неизбежно возникают области, в которых свободная конвекция и принудительная конвекция дополняют друг друга или складываются, и области, в которых свободная конвекция и принудительная конвекция противодействуют друг другу. Поэтому результирующий пространственный поток содержит области с высокой и низкой скоростями течения. Разность скоростей течения повышается при увеличении тепловой нагрузки. Далее за счет относительно сфокусированного введения холодного воздуха, образования струи, неравномерной скорости и введения охлаждающей нагрузки в вентилируемую зону воздушного судна может происходить неравномерное распределение температуры. Кроме того, подача очень холодного воздуха в салон воздушного судна приводит к однозначному ограничению комфорта пассажиров и членов экипажа. Поэтому разность между температурой воздуха, поступающего через впускные отверстия, и температурой в вентилируемой зоне воздушного судна не должна быть очень большой. Однако высокие тепловые нагрузки могут быть отведены только при помощи соответствующих высоких объемных потоков воздуха, которые требуют подачи воздуха с очень высокой скоростью и/или увеличения воздуховыпускных отверстий. Это может приводить к возникновению сквозняков, вызывающих неприятные ощущения, а также мешающих шумов.
Малое расстояние между впускными отверстиями и сиденьями пассажиров в пассажирских воздушных судах ограничивают возможную длину струи и скорость воздуха, поступающего через впускные отверстия. Однако при определенных обстоятельствах по меньшей мере в одних локальных областях могут возникать скорости воздуха, превышающие границы комфорта, а в то же время в других областях салона не обеспечивается достаточная вентиляция. Кроме того, отдельные помещения, предусмотренные в пассажирском салоне, например, бортовая кухня, зоны отдыха для членов экипажа или зоны расположения баров, а также занавеси, применяемые для зонирования пассажирского салона, мешают образованию вторичных потоков, характерных для вентиляции перемешиванием, следствием чего также могут быть ограничения комфорта для пассажиров и членов экипажа по меньшей мере в локально ограниченных областях салона. К тому же, частично турбулентные воздушные потоки, устанавливающиеся при вентиляции перемешиванием, из-за малой относительной влажности в пассажирском салоне, составляющей всего от 5 до 15%, усиливают высыхание кожи, глаз и слизистой оболочки.
Еще один недостаток принципа вентиляции перемешиванием состоит в том, что вредные вещества быстро распространяются образующимися воздушными потоками по всему поперечному сечению потока в воздушном судне, чему способствуют и продольные течения. Это особенно проблематично в случае пожара с образованием дыма, поскольку дым так быстро распространяется вследствие характеристик воздушных потоков, возникающих при вентиляции перемешиванием, что не остается ни одной не задымленной зоны.
И, наконец, пассажирский салон, который обслуживается кондиционером, работающим по принципу вентиляции перемешиванием, можно разделить в продольном направлении только на одну зону кондиционирования воздуха. Это приводит к сильному ограничению гибкости при конструировании пассажирского салона вопреки постоянно возрастающим требованиям рынка.
В прошлом за счет установки развлекательных электронных систем для пассажиров, систем освещения и т.п. постоянно увеличивалась тепловая нагрузка, которую требовалось отводить из салона воздушного судна. Если эта тенденция сохранится, в будущем станет все сложнее найти разумный компромисс между комфортной температурой или скоростью воздуха и надлежащим теплоотводом при эксплуатации системы кондиционирования воздуха в воздушном судне, работающей по принципу вентиляции перемешиванием.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание системы и способа кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна, которые обеспечат надлежащий отвод даже высоких тепловых нагрузок из вентилируемой зоны воздушного судна и одновременно позволят создать комфортные окружающие условия для пассажиров и членов экипажа, находящихся в указанной вентилируемой зоне воздушного судна.
Для решения этой задачи система кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна содержит устройство подготовки воздуха, предназначенное для подготовки и кондиционирования воздуха, который подают в вентилируемую зону воздушного судна, подлежащую вентиляции при требуемой температуре, требуемом давлении, требуемой влажности и в требуемом объеме. Вентилируемая зона воздушного судна может представлять собой пассажирский салон, отдельный отсек пассажирского салона или даже другую зону воздушного судна, например, грузовое помещение или отдельный отсек грузового помещения. Устройство подготовки воздуха может содержать компрессорную установку. Указанная компрессорная установка может быть выполнена, например, в виде установки с воздушным холодильным циклом, в которую подают воздух, отбираемый от двигателя воздушного судна, от компрессоров воздушного судна или от любого другого источника воздуха. Предпочтительно устройство подготовки воздуха или компрессорная установка устройства подготовки воздуха предназначены также для того, чтобы осушать воздух, подаваемый в вентилируемую зону воздушного судна. Кроме того, устройство подготовки воздуха содержит также смеситель, в котором кондиционированный воздух, подготовленный компрессорной установкой, смешивают с рециркуляционным воздухом для того, чтобы регулировать температуру и/или влажность воздуха, подаваемого устройством подготовки воздуха. Точную регулировку температуры отдельных зон кондиционирования воздуха можно осуществлять путем подачи дополнительного горячего воздуха в направлении потока от смесителя. Горячий воздух можно отводить от потока, отбираемого от двигателей воздушного судна, или от любого другого источника горячего воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому можно также по мере необходимости нагревать кондиционированный воздух, поступающий от устройства подготовки воздуха, до желаемой температуры при помощи соответствующего нагревательного устройства, например, электрического нагревательного устройства.
Первый конец приточного канала системы кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна согласно изобретению соединен с устройством подготовки воздуха. Второй конец указанного приточного канала соединен с впускным отверстием для воздуха, которое расположено вблизи пола в вентилируемой зоне воздушного судна. Таким образом, приточный канал осуществляет связь между устройством подготовки воздуха и впускным отверстием. Система согласно изобретению может содержать только одно обширное впускное отверстие. Альтернативно этому может быть предусмотрено множество впускных отверстий, расположенных вблизи пола в вентилируемой зоне воздушного судна. Так, например, можно предусмотреть несколько обширных впускных отверстий. При необходимости приточный канал можно также выполнить разветвленным для того, чтобы через все впускные отверстия подавать воздух, подготовленный в устройстве подготовки воздуха.
Наконец, система кондиционирования воздуха согласно изобретению содержит управляющее устройство, выполненное с возможностью обеспечения подачи воздуха, подготовленного в устройстве подготовки воздуха, через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна с такой скоростью, которая обеспечивает распределение воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна вблизи пола и подъем воздуха к источникам тепла, имеющимся в вентилируемой зоне воздушного судна. Иными словами, управляющее устройство обеспечивает такое давление в приточном канале, при котором воздух выходит из впускного отверстия со значительно более низким импульсом и скоростью, чем в случае системы, работающей по принципу вентиляции перемешиванием. Управляющее устройство может содержать электрический или электронный управляющий блок для управления устройством подготовки воздуха, который обеспечивает подачу воздуха от устройства подготовки воздуха в приточный канал под желаемым давлением. Это управляющее устройство можно также использовать для того, чтобы желаемым образом регулировать количество и влажность воздуха, подготовленного в устройстве подготовки воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому управляющее устройство может также содержать механические компоненты, в частности, клапаны, дроссели, диафрагмы и т.п., предназначенные для регулировки давления воздуха в приточном канале.
В зоне воздушного судна, вентилируемой при помощи системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, имеют место совершенно иные характеристики потоков, чем в случае системы, работающей по принципу вентиляции перемешиванием. В частности, вторичные воздушные потоки не образуются. Скорость и импульс воздуха, выходящего из впускного отверстия, оказывают влияние на пространственный поток в вентилируемой зоне воздушного судна только в непосредственной близости от впускного отверстия. Вместо этого характеристики потоков в вентилируемой зоне воздушного судна определяются тепловыми эффектами, в частности, подъемными силами, создаваемыми источниками тепла, которые имеются в вентилируемой зоне воздушного судна. При этом характеристики потоков, возникающих в зоне воздушного судна, вентилируемой при помощи системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, аналогичны характеристикам потоков в здании, вентилируемом при помощи вентиляции вытеснением.
Скорость потока, с которой воздух, подготовленный в устройстве подготовки воздуха, выходит из впускного отверстия, как указано выше, зависит от давления воздуха в приточном канале, а также от проходного сечения одного или нескольких впускных отверстий. Если впускное отверстие имеет постоянное проходное сечение, управляющее устройство регулирует давление воздуха в приточном канале таким образом, чтобы при прохождении воздуха через поперечное сечение впускного отверстия обеспечивать такие скорость и импульс потока, при которых в вентилируемой зоне воздушного судна создаются желаемые, заранее определенные характеристики потока. В альтернативном случае впускное отверстие может иметь также переменное проходное сечение. Управляющее устройство может быть выполнено с возможностью регулирования как давления воздуха в приточном канале, так и проходного сечения впускного отверстия таким образом, чтобы воздух выходил из впускного отверстия со скоростью и импульсом, при которых в вентилируемой зоне воздушного судна создаются желаемые, заранее определенные характеристики потока. Альтернативно этому можно использовать отдельное управляющее устройство, например, электронное управляющее устройство, для управления переменным проходным сечением впускного отверстия.
Устройство подготовки воздуха, применяемое в воздушном судне, в энергетически эффективном режиме может обеспечивать получение только ограниченного объемного потока воздуха. Поэтому температуру воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна можно лишь в ограниченной степени регулировать путем регулирования подачи объемного потока воздуха в вентилируемую зону воздушного судна. При этом управляющее устройство системы кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна согласно изобретению, например, путем соответствующего управления устройством подготовки воздуха, обеспечивает подачу воздуха, поступающего от устройства подготовки воздуха через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна, с такой температурой, которая позволяет установить требуемую температуру в вентилируемой зоне воздушного судна. Температуру воздуха, подготовленного устройством подготовки воздуха, можно регулировать, например, соответствующим изменением температуры воздуха, получаемого при помощи компрессорной установки устройства подготовки воздуха, подмешивания рециркуляционного воздуха к воздуху, получаемому при помощи компрессорной установки в смесителе устройства подготовки воздуха и/или путем подмешивания горячего воздуха ниже по направлению потока от смесителя. Регулирование температуры воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна можно осуществлять при помощи сигналов, которые передает на управляющее устройство температурный датчик, расположенный в вентилируемой зоне воздушного судна.
В системе кондиционирования воздуха согласно изобретению кондиционированный воздух подают в вентилируемую зону воздушного судна со значительно более низкой скоростью и значительно более низким импульсом, чем в случае системы кондиционирования, работающей по принципу вентиляции перемешиванием. Поэтому система согласно изобретению позволяет надежно исключить шумы, которые создаются системой кондиционирования, работающей по принципу вентиляции перемешиванием, за счет подачи воздуха с высокой скоростью. Кроме того, при использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению в вентилируемой зоне воздушного судна не образуются вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием. Воздух скорее распространяется по всей поверхности пола в вентилируемой зоне воздушного судна и путем свободной конвекции медленно поднимается к источникам тепла. Таким образом, пространственный поток в вентилируемой зоне воздушного судна характеризуется в целом низкими скоростями перемещения воздуха. Это исключает появление сквозняков, которые ограничивают комфорт пассажиров и членов экипажа. Кроме того, уменьшается высыхание кожи, глаз и слизистой оболочки, поэтому сухой воздух вызывает гораздо меньшие неприятные ощущения. И, наконец, меньший воздухообмен на поверхностях, расположенных в вентилируемой зоне воздушного судна, приводит к меньшему загрязнению облицовки салона.
Еще одно достоинство характеристики потока, который возникает в вентилируемой зоне воздушного судна при использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, заключается в том, что вредные вещества и возбудители болезней не распространяются равномерно в поперечном направлении. Это обеспечивает существенное улучшение качества воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна. Особенно полезными являются характеристики потока, возникающего в вентилируемой зоне воздушного судна при использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, в случае пожара с образованием дыма, поскольку дым не так быстро распространяется в вентилируемой зоне воздушного судна. Кроме того, за счет подачи воздуха через впускное отверстие, расположенное вблизи пола, в области пола образуется воздушный слой, содержащий главным образом чистый воздух и поэтому менее загрязненный дымом. При этом пассажиры и члены экипажа могут, например, бежать, согнувшись, или ползти по полу вдоль аварийного освещения, вдыхая меньше загрязненного воздуха.
Поскольку характеристики потока, образующегося в вентилируемой зоне воздушного судна при использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению, больше не определяются принудительным течением вторичных потоков, обеспечивается основа для гибкого зонирования вентилируемой области воздушного судна, хотя необходимые расходы на создание отдельных зон кондиционирования воздуха (датчики, нагреватели, система подачи горячего воздуха, воздуховоды) сохраняются. При использовании системы кондиционирования воздуха согласно изобретению вентилируемый салон воздушного судна можно разделить, например, на отдельные зоны кондиционирования воздуха также в поперечном направлении. Это в значительной степени повышает гибкость конструкции салона.
Система кондиционирования воздуха согласно изобретению обеспечивает также отвод высоких тепловых нагрузок из вентилируемой зоны воздушного судна. Кроме того, она может особенно хорошо реагировать на отдельные варьирующиеся тепловые нагрузки. В частности, управляющее устройство может быть выполнено с возможностью обеспечения индивидуальной вентиляции и терморегулирования в отдельных зонах воздушного судна. Иными словами, скорость и/или температура воздуха, поступающего из впускного отверстия в вентилируемую зону воздушного судна, может варьировать от одной зоны воздушного судна к другой для того, чтобы реагировать на различные тепловые нагрузки или на различное потребление тепла в отдельных зонах воздушного судна.
В предпочтительной форме осуществления системы кондиционирования воздуха по меньшей мере одной зоны воздушного судна согласно изобретению управляющее устройство обеспечивает подачу воздуха от устройства подготовки воздуха через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с. Скорость подачи воздуха выбирают таким образом, чтобы, с одной стороны, исключить образование вторичных воздушных потоков, а, с другой стороны, не вызывать у пассажиров ощущения сквозняка, которое не возникает в том случае, когда скорость воздушного потока вблизи мест пассажиров лежит ниже комфортной границы, составляющей примерно 0,25 м/с. При этом предпочтительная скорость подачи воздуха зависит от расстояния между впускным отверстием и местами пассажиров. Если воздух вводят вблизи мест пассажиров, скорость воздушного потока предпочтительно составляет примерно 0,25 м/с. При такой конфигурации, когда между впускным отверстием и местами пассажиров имеется большее расстояние или когда приточный воздух поступает в вытеснительную систему квазиламинарно, можно выбрать более высокую скорость воздушного потока, которая, однако, должна быть снижена вблизи мест пассажиров до такой степени, чтобы сохранить ее в комфортных границах.
Вблизи пола в вентилируемой зоне воздушного судна может быть расположено одно и/или несколько отверстий для впуска воздуха. В частности, когда предусмотрено несколько впускных отверстий, они могут быть распределены по всему полу вентилируемой зоны воздушного судна. Альтернативно этому можно также сконцентрировать впускные отверстия на одном или нескольких определенных участках пола. Если вентилируемой зоной воздушного судна является пассажирский салон, то впускные отверстия могут быть расположены, например, на участке пола пассажирского салона, образующем проход, или под пассажирскими сиденьями.
Одно или несколько впускных отверстий могут располагаться также в близкой к полу области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. В частности, в тех случаях, когда используют несколько впускных отверстий, они могут быть распределены по всей прилежащей к полу области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. Альтернативно этому представляется возможным сконцентрировать впускные отверстия на одном или нескольких определенных участках близкой к полу области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. Кроме того, можно расположить одно или несколько впускных отверстий в области пола вентилируемой зоны воздушного судна и дополнительно предусмотреть одно или несколько впускных отверстий в близкой к полу области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна.
Предпочтительный вариант осуществления системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению содержит также устройство подготовки и кондиционирования вспомогательного воздуха, который подают в зону воздушного судна, подлежащую вентиляции при требуемой температуре, требуемом давлении, требуемой влажности и в требуемом объеме. Устройство подготовки вспомогательного воздуха может представлять собой отдельное устройство, которое имеет конструкцию, аналогичную устройству подготовки основного воздуха. Альтернативно этому устройство подготовки вспомогательного воздуха может быть образовано устройством подготовки основного воздуха, встроено в устройство подготовки основного воздуха или связано с устройством подготовки основного воздуха. Важным является то, что вспомогательный воздух поступает к впускному отверстию для вспомогательного воздуха отдельно от основного воздуха, который поступает к впускному отверстию, при этом давление, температура и влажность и/или количество вспомогательного воздуха регулируется предпочтительно независимо от давления, температуры и влажности и/или количества основного воздуха, поступающего к впускному отверстию.
Устройство подготовки вспомогательного воздуха предпочтительно соединено с первым концом канала подачи вспомогательного воздуха. Второй конец канала подачи вспомогательного воздуха может быть соединен с впускным отверстием для вспомогательного воздуха, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна. Впускное отверстие для вспомогательного воздуха может иметь большие размеры или щелевидную форму. Альтернативно этому можно использовать несколько впускных отверстий для вспомогательного воздуха. Канал подачи вспомогательного воздуха может быть, соответственно, разветвленным, чтобы подавать вспомогательный воздух, подготовленный устройством подготовки вспомогательного воздуха, ко всем впускным отверстиям для вспомогательного воздуха.
Одно или несколько впускных отверстий для вспомогательного воздуха могут быть расположены в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна. Альтернативно или дополнительно одно или несколько впускных отверстий для вспомогательного воздуха могут быть расположены в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна. Для впускных отверстий для вспомогательного воздуха, расположенных в области боковой стенки и в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, могут быть предусмотрены отдельные устройства подготовки вспомогательного воздуха и/или каналы подачи вспомогательного воздуха. Можно также одно устройство подготовки вспомогательного воздуха соединить соответствующими каналами подачи вспомогательного воздуха с впускными отверстиями для вспомогательного воздуха, расположенными в области боковой стенки и в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна.
Система кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению предпочтительно содержит также вспомогательное управляющее устройство, которое выполнено с возможностью обеспечения подачи вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, в вентилируемую зону воздушного судна с такой скоростью, которая обеспечивает распределение воздуха в вентилируемой зоне воздушного судна в плоскости, определяемой расположением впускного отверстия для вспомогательного воздуха, т.е., примерно горизонтально на высоте впускного отверстия для вспомогательного воздуха, и подъем воздуха к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна. Вспомогательное управляющее устройство может содержать электрический или электронный управляющий блок, предназначенный для управления устройством подготовки вспомогательного воздуха. Этот управляющий блок может управлять устройством подготовки вспомогательного воздуха таким образом, чтобы обеспечивать поступление воздуха в канал подачи вспомогательного воздуха под желаемым давлением. Указанный управляющий блок можно использовать также для того, чтобы обеспечивать получение желаемого количества и желаемой влажности воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому устройство подготовки вспомогательного воздуха может содержать также механические компоненты, в частности, клапаны, дроссели, диафрагмы и т.п., предназначенные для регулировки давления воздуха в канале подачи вспомогательного воздуха. Эти механические компоненты могут иметь электронное или электрическое управление, для чего можно использовать электронный или электрический управляющий блок, который применяется также для управления устройством подготовки вспомогательного воздуха.
Вспомогательное управляющее устройство предпочтительно выполнено с возможностью обеспечения подачи вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, в вентилируемую зону воздушного судна со скоростью максимум 1 м/с. При такой скорости подачи воздуха и при соответствующем ей импульсе подаваемого вспомогательного воздуха обеспечивается получение характеристик воздушного потока в вентилируемой зоне воздушного судна, которые описаны выше.
Если вспомогательный воздух поступает в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с указанной скоростью и с соответствующим ей импульсом, таким образом, что в вентилируемой зоне воздушного судна возникает поток с вышеуказанными характеристиками, т.е. вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием, не образуются, вышеописанные достоинства применения системы кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению полностью сохраняются. Одновременно подача вспомогательного воздуха с немного более высокой скоростью, чем скорость подачи основного воздуха через впускное отверстие, и/или с немного более низкой температурой, чем температура основного воздуха, подаваемого через впускное отверстие, обеспечивает гибкую регулировку мощности системы кондиционирования согласно изобретению в определенных ситуациях, например, при наземной эксплуатации воздушного судна. Благодаря этому постоянно, например, даже при высоких тепловых нагрузках, обеспечивается надлежащий теплоотвод из вентилируемой зоны воздушного судна.
Кроме того, вспомогательное управляющее устройство может быть выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с такой температурой, которая позволяет установить желаемую температуру в вентилируемой зоне воздушного судна.
Вспомогательное управляющее устройство может быть выполнено как отдельное устройство. Однако предпочтительно вспомогательное управляющее устройство по меньшей мере частично образовано компонентами основного управляющего устройства, предназначенного для управления скоростью и температурой воздуха, поступающего через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна, или встроено в это устройство.
Вспомогательное управляющее устройство может быть также выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с такой скоростью, чтобы в вентилируемой зоне воздушного судна образовывались вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием, а свободная конвекция в вентилируемой зоне воздушного судна в значительной части подавлялась. Такое управление скоростью вспомогательного воздуха может быть целесообразным в определенных ситуациях, например, во время нахождения воздушного судна на земле, когда из вентилируемой зоны воздушного судна приходится отводить особенно высокие тепловые нагрузки. Регулирование скоростей основного воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие, и вспомогательного воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха может также происходить таким образом, чтобы в верхней области вентилируемой зоны воздушного судна образовывались вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием, в то время как нижняя область вентилируемой зоны воздушного судна определялась свободной конвекцией.
И, наконец, вспомогательное управляющее устройство может быть также выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, с такой скоростью, чтобы воздух в вентилируемой зоне воздушного судна в области плоскости, определяемой расположением впускного отверстия для вспомогательного воздуха, т.е., примерно на высоте впускного отверстия для вспомогательного воздуха, распределялся горизонтально и поднимался к источникам тепла, расположенным в вентилируемой зоне воздушного судна, или с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, с такой скоростью, чтобы в вентилируемой зоне воздушного судна образовывались вторичные воздушные потоки, характерные для вентиляции перемешиванием. Это обеспечивает особенно гибкую регулировку мощности кондиционирования системы кондиционирования воздуха согласно изобретению в определенных ситуациях. Подача вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха также может быть особенно полезной в тех случаях, когда процессы нагревания и охлаждения используют при отсутствии пассажиров на борту, например, при первом испытательном полете воздушного судна в холодный или жаркий день.
Система кондиционирования воздуха в воздушном судне согласно изобретению предпочтительно содержит также вспомогательное управляющее устройство, которое выполнено с возможностью обеспечения подачи в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, со скоростью меньшей, чем скорость подачи основного воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие. Вспомогательное управляющее устройство предпочтительно выполнено с возможностью регулирования скорости подачи воздуха из впускного отверстия для вспомогательного воздуха, расположенного в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, таким образом, чтобы воздух медленно "вытекал" из впускного отверстия для вспомогательного воздуха и, благодаря этому в значительной степени вызывал соответствующий эффект в области потолка и прохода вентилируемой зоны воздушного судна.
Так, например, вспомогательное управляющее устройство может обеспечивать подачу в вентилируемую зону воздушного судна вспомогательного воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха, через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, со скоростью <1 м/с. Вспомогательное управляющее устройство может содержать электрический или электронный управляющий блок для управления устройством подготовки вспомогательного воздуха. Этот управляющий блок может управлять устройством подготовки вспомогательного воздуха таким образом, чтобы обеспечивать подачу воздуха от устройства подготовки вспомогательного воздуха в канал подачи вспомогательного воздуха под желаемым давлением. Этот управляющий блок можно использовать также для того, чтобы желаемым образом регулировать количество и влажность воздуха, подготовленного устройством подготовки вспомогательного воздуха. Альтернативно или дополнительно к этому вспомогательное управляющее устройство может также содержать механические компоненты, в частности, клапаны, дроссели, диафрагмы и т.п., предназначенные для регулировки давления воздуха в канале подачи вспомогательного воздуха. Эти механические компоненты могут иметь электрическое или электронное управление. Для этого можно использовать электрический или электронный управляющий блок, который применяют также для управления устройством подготовки вспомогательного воздуха.
Вспомогательное управляющее устройство для управления скоростью воздуха, подаваемого в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, может быть выполнено как отдельное устройство. Однако предпочтительно вспомогательное управляющее устройство по меньшей мере частично образовано компонентами основного управляющего устройства, предназначенного для управления скоростью и температурой воздуха, поступающего через впускное отверстие в вентилируемую зону воздушного судна, и/или вспомогательного управляющего устройства для управления скоростью воздуха, поступающего в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области боковой стенки вентилируемой зоны воздушного судна, или встроено в это управляющее устройство.
Вспомогательное управляющее устройство для управления скоростью воздуха, подаваемого в вентилируемую зону воздушного судна через впускное отверстие для вспомогательного воздуха, расположенное в области потолка вентилируемой зоны воздушного судна, может