一種適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，包括送風(fēng)口和回風(fēng)口，所述送風(fēng)口設(shè)置在客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)，所述回風(fēng)口設(shè)置在客機(jī)座艙頂部，所述送風(fēng)口與客機(jī)座艙的環(huán)控系統(tǒng)送風(fēng)管道相連，所述回風(fēng)口與回風(fēng)管道相連；自客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)的送風(fēng)口經(jīng)過(guò)客機(jī)座艙內(nèi)的乘客區(qū)域至客機(jī)座艙頂部的回風(fēng)口形成了氣流通道。與傳統(tǒng)的民用單通道客機(jī)座艙的氣流組織相比，本實(shí)用新型氣流組織不會(huì)在客艙內(nèi)形成明顯的渦旋流動(dòng)造成局部空氣的滯留，能夠更高效地排除污染物，病減少乘客之間散發(fā)物質(zhì)的相互干擾，從而改善座艙空氣品質(zhì)。同時(shí)可以通過(guò)降低民用客艙送風(fēng)量需求來(lái)減少客機(jī)環(huán)控系統(tǒng)的新風(fēng)處理能耗。
【專利說(shuō)明】—種適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及民用客機(jī)座艙的氣流組織設(shè)計(jì)，具體適用于營(yíng)造健康、舒適和節(jié)能的客艙環(huán)境。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全世界毎年有超過(guò)20億人選擇乘坐飛機(jī)出行，并且這個(gè)數(shù)字還將不斷増加。隨著空乘旅客數(shù)量的不斷増加，由乘坐飛機(jī)所帯來(lái)的問(wèn)題也將不斷攀升?？蜋C(jī)座艙環(huán)境是ー個(gè)特殊的環(huán)境空間，不同于一般的建筑室內(nèi)環(huán)境。飛機(jī)客艙內(nèi)空間封閉、狹小，人員密度密集，極易造成各種傳染性疾病的迅速傳播。良好的空氣環(huán)境是乘員生命安全的重要保證，并且對(duì)抵御各種傳染性疾病的快速傳播至關(guān)重要。因此，負(fù)責(zé)營(yíng)造良好客艙空氣環(huán)境的環(huán)境控制系統(tǒng)必須得到合理的設(shè)計(jì)，尤其是環(huán)境控制系統(tǒng)中負(fù)責(zé)營(yíng)造健康舒適客艙環(huán)境的氣流組織系統(tǒng)。同時(shí)，環(huán)控系統(tǒng)送風(fēng)過(guò)程中的新風(fēng)處理也是客機(jī)的主要能耗來(lái)源之一。相關(guān)研究表明，每處理IkW負(fù)荷的新風(fēng)，需要消耗整個(gè)環(huán)控系統(tǒng)20kW的能量。如何提高客艙送風(fēng)利用效率，減少送風(fēng)量，對(duì)降低客機(jī)的能耗十分重要。
[0003]客艙氣流組織是由座艙溫度、濕度和氣流速度共同作用形成的。良好的氣流組織就是保證艙內(nèi)的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布適合人體生理衛(wèi)生的要求，降低艙內(nèi)污染物的傳播和擴(kuò)散，同時(shí)降低民用客機(jī)環(huán)控系統(tǒng)的能源消耗。目前大型客機(jī)座艙氣流組織系統(tǒng)普遍采用混合送風(fēng)系統(tǒng)。所謂混合送風(fēng)，即送風(fēng)空氣由座艙空氣分配系統(tǒng)分配到機(jī)艙頂部或側(cè)壁的各個(gè)送風(fēng)ロ送入座艙內(nèi)，空氣在座艙內(nèi)充分混合、流動(dòng)和通風(fēng)換氣，以沖淡艙內(nèi)的各種有害物并帶走乘員和艙內(nèi)設(shè)備的散熱，最后從底部?jī)蓚?cè)回風(fēng)ロ排出。民用客機(jī)座艙混合送風(fēng)主要有三種，具體如圖1 (a)、圖1 (b)和圖1 (C)所示，其中圖1 (a)示出了艙側(cè)壁送風(fēng)ロ送風(fēng)，這種送風(fēng)的送風(fēng)ロ位于行李架下方的側(cè)壁上，風(fēng)ロ距離乘客近，氣流射流流程短，代表機(jī)型如MD-82等；圖1 (b)示出了客艙頂部送風(fēng)ロ送風(fēng)，這種送風(fēng)要求氣流有較長(zhǎng)的射流流程，因此送風(fēng)速度比較大，坐在過(guò)道附近的乘客可能會(huì)感到明顯的吹風(fēng)感，但是坐在靠窗位置的乘客則可能感覺(jué)缺乏流通的新鮮空氣，代表機(jī)型有Boeing737-200，A320等；圖1(c )示出了客艙頂部和側(cè)壁都有送風(fēng)ロ，兩處風(fēng)ロ按一定的分配比例同時(shí)送風(fēng)，代表機(jī)型如Boeing787。然而，上述混合送風(fēng)氣系統(tǒng)容易在客艙內(nèi)形成渦流回旋，通風(fēng)效率較低，造成局部空氣品質(zhì)下降，容易導(dǎo)致污染物的擴(kuò)散、傳播。
[0004]為解決當(dāng)前客艙氣流組織的弊端，有文獻(xiàn)(Zhang, et al.2010.Building andEnvironment, 45(4):907-915.)提出可以借鑒目前建筑領(lǐng)域置換送風(fēng)氣流組織，即以飛機(jī)走廊過(guò)道為送風(fēng)ロ，以頂部風(fēng)ロ為出風(fēng)ロ，將污染物從客艙中快速排出，保證客艙具有良好的空氣質(zhì)量。然而，在飛機(jī)過(guò)道安裝送風(fēng)ロ，會(huì)對(duì)機(jī)艙內(nèi)的人員行走活動(dòng)造成不便，也容易被污染。同時(shí)該種氣流組織更適合于雙通道類型的客機(jī)。對(duì)于國(guó)內(nèi)常用的單通道客機(jī)，采用過(guò)道送風(fēng)會(huì)遇到和頂部送風(fēng)ー樣的問(wèn)題，即靠近過(guò)道乘客吹風(fēng)感強(qiáng)，而靠窗位置的乘客則缺少新鮮空氣。因此結(jié)合目前我國(guó)常用單通道客機(jī)的需求，需要提出更加合理可行的客艙氣流組織。實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供一種適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，該氣流組織不僅能夠保證客艙內(nèi)的舒適度和良好的空氣品質(zhì)，而且能夠提高艙內(nèi)流場(chǎng)分布的能量利用效率，降低民用客艙送風(fēng)量需求，實(shí)現(xiàn)環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能減排。本實(shí)用新型是ー種高效的、適用于我國(guó)常用民用單通道客機(jī)座艙的氣流組織。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，包括送風(fēng)口和回風(fēng)ロ，所述送風(fēng)ロ設(shè)置在客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)，所述回風(fēng)ロ設(shè)置在客機(jī)座艙頂部，所述送風(fēng)ロ與客機(jī)座艙的環(huán)控系統(tǒng)送風(fēng)管道相連，所述回風(fēng)ロ與回風(fēng)管道相連，自客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)的送風(fēng)ロ經(jīng)過(guò)客機(jī)座艙內(nèi)的乘客區(qū)域至客機(jī)座艙頂部的回風(fēng)ロ形成了氣流通道。
[0007]本實(shí)用新型適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述送風(fēng)ロ采用多孔板，送風(fēng)ロ的送風(fēng)量為8L/ Cs ?人)，送風(fēng)溫度為21°C。
[0008]本實(shí)用新型適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述回風(fēng)ロ由多排孔眼構(gòu)成，所述多排孔眼是在具有兩條平行長(zhǎng)縫的板面上裝配一帯有兩列孔眼的孔板壓條所形成的，兩條平行長(zhǎng)縫的橫斷面呈八字形，回風(fēng)氣流通道由所述兩條平行長(zhǎng)縫構(gòu)成，回風(fēng)氣流方向自八字形底部至八字形頂部。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0010]與我國(guó)常用民用單通道客機(jī)座艙的氣流組織(混合送風(fēng)系統(tǒng))相比，這種下送上回氣流組織不會(huì)在客艙內(nèi)形成明顯的渦旋流動(dòng)造成局部空氣的滯留，能夠更高效地排除污染物，病減少乘客之間散發(fā)物質(zhì)的相互干擾，從而改善座艙空氣品質(zhì)。同時(shí)其具有更高的氣流能量利用效率，可以通過(guò)降低民用客艙送風(fēng)量需求來(lái)減少客機(jī)環(huán)控系統(tǒng)的新風(fēng)處理能耗。
[0011]為驗(yàn)證這種下送上回氣`流組織的有益效果，通過(guò)ー個(gè)等比單通道客艙實(shí)體模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)傳統(tǒng)氣流組織和本實(shí)用新型氣流組織進(jìn)行比較。具體測(cè)量?jī)?nèi)容包括:利用示蹤氣體恒源法測(cè)量客艙送風(fēng)量；利用示蹤氣體衰減法測(cè)量乘客呼吸區(qū)域的空氣齡；利用日本Kaijo制造的DA650-3TV&TR-92T超聲波風(fēng)速儀測(cè)量乘客周圍的風(fēng)速分布；利用鍍銀的T型熱電偶測(cè)量客艙內(nèi)的溫度分布。
[0012]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ASHRAE STANDARD16ト2007建議，三種傳統(tǒng)氣流組織的送風(fēng)量均設(shè)定為10L/(s ?人)。而為驗(yàn)證下送上回氣流組織的高效性，其送風(fēng)量設(shè)定為8L/Cs ?人)。
[0013]圖3表示的是不同氣流組織的乘客呼吸區(qū)空氣齡分布。空氣齡是指空氣質(zhì)點(diǎn)自進(jìn)入房間至到達(dá)室內(nèi)某點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。空氣齡越小表示該點(diǎn)的空氣越新鮮。從圖中可以看出，下送上回氣流組織空氣齡最小，即具有最好的通風(fēng)效果和污染物排出效率。
[0014]圖4表示的不同氣流組織下乘客周圍風(fēng)速分布。ASHRAE STANDARD161-2007標(biāo)準(zhǔn)要求客艙內(nèi)乘客敏感部位風(fēng)速不能大于0.3m/So從圖中可以看出，下送上回氣流組織的乘客周圍風(fēng)速基本滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，且整體速度低于其它氣流組織。這表明下送上回氣流組織的客艙吹風(fēng)感小，更為舒適。
[0015]根據(jù)溫度測(cè)量結(jié)果，可以計(jì)算不同氣流組織的能量利用系數(shù)。能量利用系數(shù)是評(píng)價(jià)氣流組織的能量利用有效性的指標(biāo)，它反映了氣流組織系統(tǒng)的能量利用情況。結(jié)果表明，三種傳統(tǒng)氣流組織的能量利用系數(shù)均為0.8左右，而下送上回氣流組織的能量利用系數(shù)為
1.4。這說(shuō)明下送上回氣流組織能更高效地帶走乘客散發(fā)的熱量。
[0016]綜上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本實(shí)用新型提出的下送上回氣流組織可以提供最好的客艙內(nèi)空氣質(zhì)量、滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的風(fēng)速和最高的能量利用效率。同時(shí)能降低20%的客艙送風(fēng)量需求，即降低20%客機(jī)環(huán)控系統(tǒng)新風(fēng)處理能耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1 (a)、圖1 (b)和圖1 (C)是二種典型民用客機(jī)座艙氣流組織不意圖；
[0018]圖2本實(shí)用新型的氣流組織示意圖；
[0019]圖3不同氣流組織下人體呼吸區(qū)的空氣齡；
[0020]圖4不同氣流組織下乘客周圍風(fēng)速分布；
[0021]圖5是本實(shí)用新型中客機(jī)座艙下部送風(fēng)ロ的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6-1是本實(shí)用新型中客機(jī)座艙頂部回風(fēng)ロ側(cè)面剖面圖；
[0023]圖6-2是圖6-1所不回風(fēng)ロ的正面不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)地描述。
[0025]如圖2所示，本實(shí)用新型是ー種適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，包括送風(fēng)ロ 2-1和回風(fēng)ロ 2-2，所述送風(fēng)ロ 2-1設(shè)置在客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)，所述回風(fēng)ロ2-2設(shè)置在客機(jī)座艙頂部，所述送風(fēng)ロ與客機(jī)座艙環(huán)控系統(tǒng)送風(fēng)管道相連，所述環(huán)控系統(tǒng)送風(fēng)管道將經(jīng)過(guò)空調(diào)包處理后的空氣通過(guò)送風(fēng)ロ吹出，送入客機(jī)座艙內(nèi)的乘客區(qū)域，所述經(jīng)過(guò)空調(diào)包處理后的空氣由50%新鮮空氣和50%過(guò)濾處理后的循環(huán)空氣構(gòu)成，所述回風(fēng)ロ與客機(jī)座艙環(huán)控系統(tǒng)回風(fēng)管道相連；自客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)的送風(fēng)ロ經(jīng)過(guò)客機(jī)座艙內(nèi)的乘客區(qū)域至客機(jī)座艙頂部的回風(fēng)ロ形成了氣流通道。
[0026]經(jīng)過(guò)空調(diào)包處理后的空氣通過(guò)客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)的送風(fēng)ロ 2-1送入客機(jī)座艙，空氣在客機(jī)座艙內(nèi)擴(kuò)散、流動(dòng)和通風(fēng)換氣，沖淡艙內(nèi)的各種污染物，同時(shí)帶走乘員和艙內(nèi)設(shè)備的余熱余濕，最后從座艙頂部的回風(fēng)ロ 2-2排出。這種送風(fēng)方式形成的機(jī)艙內(nèi)的氣流流動(dòng)情況如圖2中的箭頭所示?？梢钥闯?，與目前“上送下回”的混合送風(fēng)不同的是，本實(shí)用新型“下送上回”的氣流組織并沒(méi)有在機(jī)艙兩側(cè)形成造成污染物滯留的渦旋，而是在通過(guò)乘客區(qū)域后，迅速?gòu)目团擁敳康幕仫L(fēng)ロ 2-2排出。同文獻(xiàn)中提出的過(guò)道送風(fēng)相比，本實(shí)用新型的氣流組織不占用客艙內(nèi)的公共活動(dòng)區(qū)域，對(duì)現(xiàn)有客艙環(huán)控系統(tǒng)內(nèi)部送風(fēng)結(jié)構(gòu)的影響更小。
[0027]如圖5所示，客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)的送風(fēng)ロ可以采用多孔板，能夠以較低的風(fēng)速實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)，推薦送風(fēng)量為8L/ (s ?人)，送風(fēng)溫度為21で。將送風(fēng)ロ與環(huán)控系統(tǒng)送風(fēng)管道相連，用于將經(jīng)過(guò)空調(diào)包處理后的空氣(50%新鮮空氣+50%過(guò)濾處理后的循環(huán)空氣)送入客艙環(huán)境。
[0028]如圖6-1和圖6-2所示，客艙頂部的回風(fēng)ロ采用上述長(zhǎng)條縫配合孔眼的結(jié)構(gòu)，即所述回風(fēng)ロ由多排孔眼構(gòu)成，所述多排孔眼是在具有兩條平行長(zhǎng)縫的板面上裝配一帶有兩列孔眼的孔板壓條所形成的，兩條平行長(zhǎng)縫的橫斷面呈八字形，回風(fēng)氣流通道由所述兩條平行長(zhǎng)縫構(gòu)成，回風(fēng)氣流方向自八字形底部至八字形頂部，如圖6-1中的箭頭所示。將回風(fēng)ロ與回風(fēng)管道相連接，用于從客艙環(huán)境快速排出攜帯污染物和余熱余濕的空氣。
[0029]本實(shí)用新型技術(shù)方案能以現(xiàn)有的民用單通道客機(jī)環(huán)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)環(huán)控系統(tǒng)中送風(fēng)管道和回風(fēng)管道的改造來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0030]盡管上面結(jié)合圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型宗_的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，包括送風(fēng)口和回風(fēng)ロ，其特征在于，所述送風(fēng)ロ設(shè)置在客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)，所述回風(fēng)ロ設(shè)置在客機(jī)座艙頂部，所述送風(fēng)ロ與客機(jī)座艙的環(huán)控系統(tǒng)送風(fēng)管道相連，所述回風(fēng)ロ與回風(fēng)管道相連；自客機(jī)座艙下部?jī)蓚?cè)的送風(fēng)ロ經(jīng)過(guò)客機(jī)座艙內(nèi)的乘客區(qū)域至客機(jī)座艙頂部的回風(fēng)ロ形成了氣流通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述送風(fēng)ロ采用多孔板結(jié)構(gòu)，送風(fēng)ロ的送風(fēng)量為8L/ Cs ?人)，送風(fēng)溫度為21°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述適用于民用單通道客機(jī)座艙的下送上回高效送風(fēng)系統(tǒng)，其中，所述回風(fēng)ロ由多排孔眼構(gòu)成，所述多排孔眼是在具有兩條平行長(zhǎng)縫的板面上裝配一帶有兩列孔眼的孔板壓條所形成的，兩條平行長(zhǎng)縫的橫斷面呈八字形，回風(fēng)氣流通道由所述兩條平行長(zhǎng)縫構(gòu)成，回風(fēng)氣流方向 自八字形底部至八字形頂部。
【文檔編號(hào)】B64D13/06GK203450372SQ201320416482
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】劉俊杰, 曹曉東, 陳元益, 裴晶晶 申請(qǐng)人:天津大學(xué)