混合通风与空调联合运行系统在登机桥的应用

混合通风与空调联合运行系统在登机桥的应用

赵阳,张凯,马昊

西部机场集团宁夏机场有限公司 宁夏回族自治区银川市 750000

摘要：本文运用CFD技术、物理和数学建模，对客桥空间混合通风空调的环境控制和联合运行进行了比较分析。在保证热空间气候的前提下，缩短了空降桥过渡室内空调的开放时间，并提出了一种改进空降器运行模式、实现节能减排的新型机载桥式空调控制策略。

关键词：登机桥；数值模拟；混合通风；联合运行；节能运行；舒适性

引言

民机维修理论从定时翻修发展到以可靠性为中心的维修、先进的视情维修以及预测维修。目前，在役的民机型号主要以可靠性维修为主，部分机载系统，如航空发动机逐渐实现了视情维修模式。现有民机计划维修模式以MSG‑3框架下制定的维修大纲为基础，综合型号审定维修要求项目、适航限制项目以及适航指令和服务通告等形成维修计划文件，在此基础上考虑用户的飞机实际运行状况、维修能力等最终形成客户化的维修方案，确保飞机投入运营后的持续适航。

1工程案例概况

该项目位于航空客运桥梁项目#号。105在南部一个城市的机场扩建项目。该地区拥有每年平均气温21.9摄氏度的亚热带季风海洋气候，是中国年平均温差最小的最大城市之一。夏季，空调室外计算得出的日平均干球温度为29.6摄氏度，最高温度为38.4摄氏度。空调的冷却季节长，加热期短。飞机乘客座桥的内部。105宽2.6米，高2.6米，长40米。飞行甲板的两侧由玻璃和金属屋顶组成。如下图1-3的平面视图和剖面视图所示，飞行甲板的左侧连接到航站大楼，其中#号。32通风换气器，编号:33通风换气器，编号:1要打开的外部窗口，编号。31多单元空调的外部单元，编号:11是从风机的吸入通道连接的风管。和#号。11连接到航站楼飞行甲板的车门盖，并连接到车门盖。当通风机接通时，航站楼内的室内空气将被抽到空降桥的起点，而空降桥终点的空气将通过空降扇在空降桥通过后排出，以达到空降桥内通风和排出的目的。

2恒值信号送风客舱内气流特征

客舱内空气流动是影响气体污染物传播的重要原因。选取客舱内第三排区域截面的流场图，观察不同送风模式下在140s、160s和180s三个时刻的流场变化情况。在恒值信号下，送风速度恒定，新鲜空气沿舱壁向下运动，到达客舱底部，一部分通过排风口排出舱外，另一部分在客舱中部汇合并形成向上的运动气流，在中间乘客位置处产生两个主要的涡旋。侧壁送风口送出的新鲜空气，在康达效应的影响下，沿行李架表面向上运动，在天花板处相遇后形成向下运动的气流，在靠近过道乘客位置处形成一顺一逆两个涡旋。从天花板和侧壁两个送风口送出的新鲜空气，在行李架拐角处相遇后，产生向下运动的气流，在中间乘客位置处形成较大的涡旋，向下的气流撞击地板后分别向客舱两侧运动，一部分气流从排风口排出舱外，另一部分沿舱壁向上运动。通过观察发现，随着时间增加，天花板送风模式、侧壁送风模式和混合送风模式下的涡旋位置均未发生明显变化，由于涡旋的涡心处风速低，会形成大面积的空气滞留区。

3座舱温度等相关检查

若符合如下两种情况，则无需进一步排故。1）夏季起飞前座舱温度高，起飞后正常飞机用APU引气起动发动机时，左右FCV会关闭，此时座舱温度会有所上升。双发起动好后，机组关闭APU，发动机引气活门打开，发动机处于慢车状态时，引气压力在21psi左右，比APU引气压力低一半，流量也会变低，ECS组件制冷效率随之变低。若外界环境温度高，低功率滑行时间久，这种情况就会突显。对于这类情况，如果使用APU引气或发动机高功率时温度调节正常，则后续无需进一步排故。2）飞机着陆后，座舱温度无法调节根据AMS控制逻辑，着陆2min后AMS控制器会切换控制通道，运行一些部件自检，其中包括再加热活门的自检。在已分析的事件中，引气源从发动机过渡到APU时，再加热活门自检逻辑“冻结”组件旁通活门处于当前位置（关或开），从而造成温度无法调节。这种情况可以复位受影响的组件电门，5s后闭合，若故障现象消失，则后续无需进一步排故。

4登机桥混合通风与空调联合运行系统控制逻辑

温度传感器布置在桥梁内外，通过客座桥梁控制单元与机场信息集成系统之间的通信获取机场实时飞行信息，以维持客机桥梁综合通风空调系统的运行寿命，确定空调机和空调系统的开合时间；注:开放时间比乘客进入飞行甲板的开始时间提前15分钟以上(这个数值可以根据室外空气温度重置和调整)，封闭时间比飞行甲板操作的飞机起飞时间晚5分钟以上。当通风设备开启时，通风风机和通风风机将受到控制，使其工作正常，并根据室外温度条件，通风风机将空气吸入航站楼，或通风风机将空气引导至飞行客桥固定端，并将室外空气从飞行客桥固定端的室外窗口引入；如果某段时间后飞航桥梁的内部温度仍高于目标温度T1，请关闭排气风扇和排气风扇，然后打开空调。关闭时，通风设备和空调都关闭了。

5乘客呼吸区截面NO2分布

选取乘客的呼吸区高度处的水平截面研究NO2分布情况，风速为恒值信号时，天花板送风、侧壁送风和混合送风三种送风模式下的NO2分布图，可以看出，不同送风模式下的NO2分布存在较大差异。天花板送风模式在第三排右侧区域存在小面积NO2聚集现象，两侧靠近壁面位置处NO2浓度较低，且座椅与座椅之间的NO2浓度高于过道区域；侧壁送风整个截面内NO2浓度相差较小，说明在侧壁送风模式下，NO2分布较为均匀；混合送风模式在第四排和第五排区域NO2浓度较高，同时两侧靠近舱壁区域的NO2浓度较低，这是因为新鲜气流沿着客舱壁面向上流动，壁面周围的NO2可以更快的得到稀释。整体来看，在恒值信号下，天花板送风和混合送风模式都存在NO2聚集现象，这是由于客舱内气流循环基本处于稳定状态，存在大面积的空气滞留区，滞留区内NO2长期积聚，很难排出舱外。

总结

旅客登机桥是连接飞机和航站楼的封闭通道，为乘客提供全天候的进出服务。一般情况下，飞行甲板每分钟可乘坐9至20名乘客，这不是乘客可以停留很长时间的空间。但是，一般来说，飞行甲板的空调总是开了很长时间。旅客登机桥作为机场的外围建筑，其特点是玻璃窗面积大，室内透明。因此容易受到室外温度的影响，导致冬季冷夏热，其能耗高于普通公共建筑。为确保顾客登机时有良好的舒适度，有必要在登机桥上设置空调。在使用飞行甲板时，飞行甲板上的温度通过操作空调适合人体。但是，由于空降桥本身使用时间短，频繁使用空调会导致机场能源浪费和能源消耗高。但是，在航站楼里，一定量的冷空气必须向外排出，因为在正常运行中，它必须满足空调新进的要求。现在，在飞行甲板上安装通风系统，首先将终端建筑物的原始冷空气引入入口甲板内部进行预冷，在通风后，桥上的热空气由飞行甲板末端的排气风扇排出，以代替冷空气，实现“自由冷源”的概念。

结束语

当飞机遇到空调系统温度调节效果较差的故障时，仅仅根据经验判断会认为是供气温度不满足要求所致，但实际上一个区域的温度是由供气温度和供气量共同决定的，某公司曾发生过多起因供气管路脱开导致的空调系统温度调节故障。当确认空调系统供气温度正常时，需要跳出固定思维，换一个角度思考问题，检查是否是由于供气量不足而导致温度调节失效，从而以新的思路解决问题。

参考文献

[1]许敬远,吴坤恒,许鹄展.波音737飞机设备冷却系统某设计缺陷的探讨[J].航空维修与工程,2020(11):37-40.

[2]田续中.波音787飞机空调热交换器离位清洁[J].航空维修与工程,2020(11):84-86..