溫度控制系統主講人：袁先垚《飛機結構與系統》01.溫控原理02.溫控主要組件目錄contents溫度控制系統座艙溫度控制就是使座艙內的空氣溫度保持在要求的預定溫度范圍內。現代飛機的座艙溫度控制系統采用微型計算機控制，為機上人員在各種飛行條件下提供適宜的座艙環境溫度。一、溫控原理從流量控制活門來的一定流量的空氣，通過溫度控制活門分成兩路。一路到制冷組件使其降溫，稱為“冷路”，另一路不經制冷，稱為“熱路”。溫度控制器接受預定的溫度和座艙反饋的實際溫度，進行比較后，輸出與溫度偏差成正比的電流，控制溫度控制活門，調節冷熱路流量,從而進行溫度控制。為減小溫度調節過程中的超調量，在控制系統中加入溫度變化速率反饋，由管路上的溫度預感器提供輸入信號。溫度控制系統是個閉環的電子式溫度伺服系統。當供氣管道溫度過高時，供氣極限溫度傳感器向溫度控制器發出信號，驅動溫度控制活門向冷路全開方向轉動。當溫度控制器出現故障時,可進行人工溫度控制，即駕駛員直接通過人工溫控電門向溫度控制活門發送控制信號,控制座艙溫度的變化。二、溫控主要組件1）溫度傳感器作用是感受所控制對象的溫度，并將溫度信號轉換為電氣、位移、變形等信號，輸入控制器，是信號感受和轉換元件。現代飛機座艙溫度控制系統中常用的溫度傳感器為電傳感器，一般使用熱敏電阻溫度傳感器，是一種負溫度系數的電阻，即隨著溫度的升高，電阻值減小。在室溫情況下，其靈敏度高,工作溫度范圍大。溫度控制系統的溫度傳感器主要有座艙溫度傳感器、供氣管道預感溫度傳感器和供氣管道極限溫度傳感器。二、溫控主要組件座艙溫度控制的指揮中心，它接收來自座艙溫度傳感器、供氣管道溫度傳感器、供氣管道極限溫度傳感器及溫度選擇器過來的信號，經過合成放大后向溫度控制活門發出指令，控制活門的開度。2）溫度控制器電子式座艙溫度控制器的基本工作原理是電橋原理。控制器內設有三個電橋，即溫度電橋、預感電橋和極限溫度控制電橋。二、溫控主要組件3）溫度控制活門用于控制空調系統冷、熱路空氣的混合比例。有雙活門和單活門兩種類型。二、溫控主要組件4）制冷組件作用是降低冷路中空氣的溫度，為溫度控制系統提供冷空氣。現代飛機空調系統的制冷組件按工作原理分為蒸發循環制冷組件和空氣循環制冷組件兩種。航空蒸發循環制冷系統與地面制冷設備中的蒸發壓縮式制冷循環工作原理一致：是利用制冷劑的相態變化來帶走空氣中的熱量，它可使系統中的空氣溫度在進入座艙或設備艙之前就顯著地降低。早期采用氟利昂作為制冷劑，因氟利昂對環境破壞較大，現釆用對臭氧沒有破壞作用的四氟乙烷作為氟利昂的替代品。二、溫控主要組件①蒸發循環制冷二、溫控主要組件蒸發循環制冷系統的主要部件包括壓縮機、冷凝器、制冷劑容器、熱膨脹閥和蒸發器等。蒸發循環制冷原理壓縮機是蒸發循環制冷系統的核心元件，作用是將來自蒸發器的低壓氣態制冷劑增壓，變為高壓氣態；高壓制冷劑經管道流入冷凝器，通過冷凝器向外散熱液化成高壓液體，制冷劑的液化潛熱由冷凝器散發給周圍介質；高壓液體制冷劑流向容器進口，然后通過內部管路流出容器，確保流向下游的制冷劑中不含氣泡；高壓液態制冷劑流向熱膨脹閥，經膨脹后，變為低壓液態制冷劑，流入蒸發器；在蒸發器內，低壓液態制冷劑蒸發吸熱，變為低壓氣體，將流經散熱器的熱空氣降溫為冷空氣，供向座艙。制冷劑從散熱器流岀后，應完全變為低壓蒸氣，再經過管道進入壓縮機。二、溫控主要組件制冷劑在蒸發循環系統內往復循環，利用其相態的變化，不斷從蒸發器吸收熱量,然后將熱量輸送到冷凝器散發出去，因此，蒸發循環制冷原理又被稱為“熱泵”原理。二、溫控主要組件蒸發循環制冷系統的制冷系數較高，經濟性好；受外界環境變化的影響不大，基本上與飛行速度和高度無關；制冷溫度控制精確，可把制冷效果準確地調定在所需要的點上；解決了地面停機和低空除濕問題。但該系統整套系統質量較大且可維護性相對差。蒸發循環制冷系統在早期民航機上獲得普遍應用，目前民航飛機上已經很少作為空調系統的單獨制冷系統使用。優點：缺點：二、溫控主要組件②空與循環制冷主要是采用由發動機帶動的座艙增壓器或者直接由發動機引出的高溫高壓空氣經過熱交換器初步冷卻后再經過渦輪進行膨脹，對外做功帶動同軸的壓氣機、風扇或其他裝置，高壓空氣中的熱能就轉變為機械功,本身的溫度和壓力大大降低，從而達到降溫制冷的目的。1.空氣循環制冷原理二、溫控主要組件設備的重量輕、成本低、調節和控制方便、可靠性較高、檢查和維護的工作量小、附件在飛機上的安排沒有特殊要求，特別是其制冷介質（空氣）可以輸入座艙用于增壓，使座艙通風、增壓和冷卻可由同一系統來完成。其性能系數、溫度調節精度以及地面停機時系統工作的可靠性等方面不如蒸發循環制冷系統。由于其冷空氣引入的是外界沖壓空氣，如無其他附加措施時，使用的高度和速度受一定的限制。優點：缺點：是把熱量從一種載熱介質傳遞給另一種載熱介質的設備，若以加熱流體為主要目的，則稱為加熱器；若以冷卻熱流體為主要目的，則稱為散熱器或冷卻器。1）熱交換器二、溫控主要組件空氣循環制冷系統中，起到制冷作用的元件包括熱交換器和空氣循環機。2.空氣循環制冷的核心元件空氣循環機是飛機空氣循環制冷系統的核心部件，由于其制冷原理是氣體通過渦輪膨脹做功降溫，因此又被稱做渦輪冷卻器。渦輪冷卻器由渦輪、負載和殼體構成。二、溫控主要組件2）空氣循環機（渦輪冷卻器）高溫氣流進入渦輪進口的蝸殼，被引導至渦輪噴嘴環，氣體的一部分壓力能轉換為動能。自噴嘴環噴出來的高速氣流徑向沖擊渦輪葉片，使渦輪高速旋轉，將氣體內能轉換為機械能，同時氣體劇烈膨脹降溫，起到制冷的作用。二、溫控主要組件當渦輪轉動