空调设备的并行设置的新鲜空气出口的优化除冰调节.pdf

本发明涉及一种用于为飞行器的管道连接除冰的装置，所述管道连接连接于空调设备的所有新鲜空气出口，该装置的结构包括多个涡轮机和热交换器的功能，其具有第一管道(1)和第二管道(2)，第一管道(1)连接于第一涡轮机(TA)，而第二管道(2)连接于第二涡轮机(TB)，分别连接于两个涡轮机(TA，TB)的下游并且在涡轮机出口处被供以工艺空气的所述两个管道(1，2)在管道端部处连接并且利用第三管道(3)延续。该装置的特征在于，从飞行器的引气系统为第一热空气源(11)供给热的新鲜空气，并且第一热空气源在其出口处连接于第四管道(4)，从热空气源(11)将温度降低的新鲜空气供应到第四管道(4)中。所述第四管道(4)在其管道端部处连接于两个另外的阀控管道(5，6)，所述阀控管道中的第五管道(5)或第六管道(6)连接于第一管道(1)或第二管道(2)，并且温度降低的新鲜空气通过所述阀控管道以阀控的方式传输并供应到第一管道(1)和/或第二管道(2)。

1.  一种用于为飞行器的管道连接除冰的装置，所述装置包括空调设备的所有新鲜空气出口、涡轮机或者热交换器，所述装置具有第一管道(1)以及第二管道(2)，所述第一管道(1)连接于第一涡轮机(TA)，所述第二管道(2)连接于第二涡轮机(TB)，分别位于所述两个涡轮机(TA，TB)的下游并且在涡轮机出口处被供以工艺空气的所述两个管道(1，2)在管道端部处连接于第三管道(3)并且通过第三管道(3)延续，其中，第一热空气源(11)在其出口处连接于第四管道(4)，从所述热空气源(11)将温度降低的新鲜空气供应到所述第四管道(4)，并且所述第四管道(4)包括连接于其管道端部处的两个另外的阀控管道(5，6)，所述阀控管道中的一个第五管道(5)或一个第六管道(6)在所有情况下连接于所述第一管道(1)或所述第二管道(2)，温度降低的新鲜空气通过所述阀控管道(5，6)以阀控的方式传输并供应到所述第一管道(1)和/或所述第二管道(2)。

2.  如权利要求1所述的装置，其中，所述热空气源包括热交换器(11)，能够将来自于飞行器引气系统的热的新鲜空气提供给所述热交换器(11)，所述热交换器(11)适于将温度降低的新鲜空气提供给所述第四管道(4)。

3.  如权利要求1或2所述的装置，其中，所述热空气源包括空调设备(17)，所述空调设备适于提供温度降低的新鲜空气。

4.  如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述热空气源包括外部热源，所述外部热源适于提供温度降低的新鲜空气。

5.  如权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述第一管道(1)和所述第二管道(2)包括电加热元件。

6.  如权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述两个管道(1，2)在它们的管道端部处连接于第一管道分支(7)并且所述第一管道分支(7)通过所述第三管道(3)延续。

7.  如权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述第四管道(4)在其管道端部处连接于第二管道分支(8)，并且所述第二管道分支(8)连接于所述第五管道(5)和所述第六管道(6)。

8.  如权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述第五管道(5)连接于第三管道分支(9)，所述第三管道分支(9)与所述第一管道(1)相互连接，并且所述第六管道(6)连接于第四管道分支(10)，所述第四管道分支(10)与所述第二管道(2)相互连接。

9.  如权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，适于调节温度降低的新鲜空气的空气流量的气流调节阀(12，13)分别集成在所述第五管道(5)和所述第六管道(6)中。

10.  如权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，第一气流调节阀(12)和/或第二气流调节阀(13)装配有延迟元件，使得两个气流调节阀(12，13)适于实现温度降低的新鲜空气的流率的延时调节。

11.  如权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，在所述第三管道(3)中集成有止回阀(15)。

12.  一种用于调节在飞行器管道连接中传输的工艺空气的工艺空气温度的方法，引导工艺空气的所述管道连接连接于新鲜空气出口、空调设备、涡轮机或者热交换器，在第一涡轮机(TA)和第二涡轮机(TB)的出口处将工艺空气提供给所述管道连接并且接下来在压力作用下分别将工艺空气供应到连接于所述涡轮机的下游的第一管道(1)和第二管道(2)，其中，在第一步骤中：
a)首先从飞行器引气系统为热空气源(11)供应热的新鲜空气，在所述第一热空气源(11)的出口处提供温度降低且加压的新鲜空气，将温度降低且加压的新鲜空气供应到连接于所述第一热空气源(11)的出口处的第四管道(4)并且通过该管道传输，以及
b)然后，将温度降低的新鲜空气引到连接于所述第四管道(4)的管道端部处的第五管道(5)和第六管道(6)中，
c)然后，通过这两个管道(5，6)继续温度降低的新鲜空气的传输，从所述第五管道(5)和所述第六管道(6)分别分支有温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分，
d)然后，温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分离开阀控的所述第五管道(5)和所述第六管道(6)并且与工艺空气一起被交替地供应到所述第一管道(1)或所述第二管道(2)中，以及
e)接下来，通过余下的管道段以混合工艺空气的方式进行空气传输，所述余下的管道段接着根据步骤d)的供应点前进并且仍在所述第一管道(1)和所述第二管道(2)中，
f)然后，将混合工艺空气供应到在所述第一管道(1)和所述第二管道(2)的管道端部处延续的第三管道(3)中，并供给到连接于所述第三管道(3)的飞行器的下游单元。

13.  如权利要求12所述的方法，其中，根据步骤e)的混合工艺空气包括在涡轮机出口处提供的工艺空气以及分支的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分。

14.  如权利要求12或13所述的方法，其中，通过根据步骤d)的温度降低的新鲜空气的阀控压力部分的交替供应，以可变的方式对工艺空气进行温度控制。

15.  如权利要求14所述的方法，其中，利用分别集成在所述第五管道(5)和所述第六管道(6)中的气流调节阀(12，13)，控制供应到所述第五管道(5)和所述第六管道(6)的特定新鲜空气部分的传输。

16.  如权利要求15所述的方法，其中，利用集成在各个气流调节阀(12，13)中的延时元件实现以一定的延时进行通过所述第五管道(5)或所述第六管道(6)的特定新鲜空气部分的传输。

17.  如权利要求16所述的方法，其中，与流经所述第五管道(5)并被视作参考新鲜空气部分的第一新鲜空气部分相比，流经所述第六管道(6)的第二新鲜空气部分以一定的延时进行传输，或者反之亦然。

18.  如权利要求12所述的方法，其中，
f)首先所述第一涡轮机(TA)和所述第二涡轮机(TB)在涡轮机出口处提供工艺空气，所述涡轮机的工艺空气温度在第一时间范围A-B内在从0℃至-8℃的部分负荷范围内操作，并且同样地，在空调设备操作的操作时间期间，根据步骤a)在所述第一热空气源(11)的出口处提供温度降低的新鲜空气，所述第一热空气源的新鲜空气温度在从30℃至100℃的负荷范围内操作，以及
g)然后，通过根据步骤d)的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分的阀控供给，使得所述第一涡轮机(TA)的工艺空气温度增加到至少30℃至45℃，由此，所有的连接于所述涡轮机下游的工艺空气管线以及集成在所述工艺空气管线中的阀门被除冰，并且同时所述第二涡轮机(TB)的工艺空气温度移至能够防止进一步在所述工艺空气管线中或所述工艺空气管线上积冰的冷却能力，所述两个涡轮机(TA，TB)的这些工艺空气温度在第二时间范围B-C内保持在恒定的温度值，以及
h)然后，通过根据步骤d)的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分的阀控供给，使得所述第一涡轮机(TA)和所述第二涡轮机(TB)的工艺空气温度进入到常规的工艺空气温度，该工艺空气温度对应于根据步骤f)的工艺空气温度，在第三时间范围C-D内，所述第一涡轮机(TA)和所述第二涡轮机(TB)的该工艺空气温度保持在恒定的温度值，以及
i)然后，所述第一涡轮机(TA)的工艺空气温度移至最大冷却能力，并且同时通过根据步骤d)的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分的阀控供给，使得所述第二涡轮机(TB)的工艺空气温度增加至30℃至45℃，由此防止了在连接于所述第二涡轮机(TB)下游的所述第二管道(2)中或所述第二管道(2)上、连接于所述第二管道的管道以及集成在所述管道中的阀门上积冰，所述两个涡轮机(TA，TB)的该工艺空气温度在第四时间范围D-E内保持在恒定的温度值，以及
j)在如下的限制下重复步骤h)的措施，即所述两个涡轮机(TA，TB)的工艺空气温度在第五时间范围E-A内逐步地保持在恒定的温度值。

19.  如权利要求12至14以及16中任一项所述的方法，其中，根据步骤g)，利用集成在所述第六管道(6)中并且以一定延时进行操作的第二气流调节阀(13)，执行温度降低的新鲜空气的特定新鲜空气部分的阀控节流，这样，如果利用流经所述第五管道(5)的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分来增加所述第一涡轮机(TA)的工艺空气的工艺空气温度，所述第五管道通过集成在所述第五管道(5)中的第一气流调节阀(12)进行阀控，则以预定的延时降低所述第二涡轮机(TB)的工艺空气温度，直到达到最大的冷却能力。

20.  如权利要求12所述的方法，其中，根据步骤i)，利用集成在所述第五管道(5)中并且以一定延时进行操作的第一气流调节阀(12)，执行温度降低的新鲜空气的特定新鲜空气部分的阀控节流，这样，如果利用流经所述第六管道(6)的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分来增加所述第二涡轮机(TB)的工艺空气的工艺空气温度，所述第六管道通过集成在所述第六管道(6)中的第二气流调节阀(13)进行阀控，则以预定的延时降低所述第一涡轮机(TA)的工艺空气温度，直到达到最大的冷却能力。

21.  如权利要求18所述的方法，其中，在飞行器留在地面上的时间周期主要执行步骤f)至j)，并且能够以指定的顺序任意地重复。

22.  如权利要求14所述的方法，其中，在如下时间周期执行步骤f)到j)，即关于飞行器起飞和着陆阶段的时段或者在低于15,000英尺的非常低的海拔高度的飞行期间。

空调设备的并行设置的新鲜空气出口的优化除冰调节
相关申请的参考
本申请要求2006年10月13日提交的德国专利申请No.10 2006 048622.6和2006年10月13日提交的美国临时专利申请No.60/829,348的优先权，上述申请的公开以引入的方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及飞行器的管道连接的装置以及用于调节飞行器的管道连接的工艺空气温度的方法。
背景技术
在当前的客机中，一方面使用冷的环境空气并且另一方面使用来自于飞行器发动机的所谓引气系统的热的排气来进行机舱的空气调节。将环境空气供给到飞机机舱中以便用于乘客的新鲜空气供给并且用于飞机机舱的温度控制。冷的新鲜空气与热的引气在混合室中混合——由此来控制温度——并分配到飞机机舱中。
为了满足相应的冷却需求，通常在飞行器空调设备中使用具有低于0℃边界温度的环境空气或者进行空气调节后的空气。由于该低温低于凝固点并且同时存在着自由水分和/或环境湿度，因此，如果下游管道和安装设备或阀门与含有水分的冷空气接触，则它们可能会发生结冰现象。例如，这样会妨碍到止回阀的功能，导致阀门的损坏，并且导致相应设备发生故障或者可能对管道造成损坏。已经显示，在从大约-8℃到0℃的温度范围内结冰尤其危险，这是因为，由于相对较高比例的自由水分，使得通常会形成结晶。
已知各种调节算法，其用来防止结冰和/或用来除去已存在的结冰(防冰控制)。因此，例如可以循环地加热空气调节系统出口的空气的温度，即在预定的时间周期内临时地且显著地高于0℃的界限，因此，用来除去空调设备出口管道和/或其中安装的例如传感器、止回阀等设备的可能存在的冰或者冰粒。
在一种广泛的调节算法中，空气调节设备出口的空气的温度持续保持高于0℃的界限。这样可以防止结冰，从而在空调设备出口管道和/或其中安装的设备中不会形成冰或者冰粒。当维持高于0℃的温度时，导致了冷却能力降低。基于公式Q＝m×dT×cp可以清楚得知温差(dT)的关系式。温差对于空调设备的总体冷却能力(Q)具有线性影响。
由于空调设备出口温度的循环加热或者持久地维持显著地高于0℃的温度，使得空调设备的总体冷却能力显著降低。因此，当在混合室中与热的引气混合时无法再提供足够的冷却能力，使得飞机机舱的机舱温度增加，这降低了机舱的舒适度。
在另外的调节算法中，通过对空调系统出口温度的特殊调节，可以避开或者快速地经过从-8℃到0℃的临界范围。空调设备循环地输送高于0℃的热空气和低于-8℃的冷空气，它们接下来在混合室中混合。通过避开临界温度范围，在空调设备出口管道和/或其中安装的设备中几乎不形成冰或者冰粒。这些在-8℃到0℃的临界范围内不驱动和/或快速通过从-8℃到0℃的临界范围的空调设备具有较小的在空调设备出口管道和/或其中安装的设备中形成冰和/或形成冰粒的风险。
但是，由于这种快速经过临界温度范围以及循环地改变不同温度的空气供给，会导致机舱中出现温度振荡，从而在机舱中可以觉察到连续的温度改变。这导致了机舱舒适度降低。由于对较低的空调设备出口温度的调节，所以空调设备需输送与飞机机舱中所需用于冷却的冷却能力相比更高的冷却能力。由于空调设备的冷的空调设备出口温度，因此其必需以复杂且昂贵的方式进行加热，例如通过动力装置空气、辅助动力装置空气或者所谓的地面气源车。因此，降低了空调设备的总体效率。
发明内容
本发明的目的之一在于降低用于飞行器的空调设备中的结冰危险。
该目的通过具有如独立权利要求所述特征的用于为飞行器的管道连接除冰的装置以及用于调节利用飞行器管道连接进行运输的工艺空气的工艺空气温度的方法来实现。
根据本发明的示例性实施方式，提供一种用于为飞行器的管道连接除冰的装置。该装置包括空调设备的所有新鲜空气出口、涡轮机或者热交换器。空调设备的结构也可以包括多个涡轮机和热交换器的功能。该装置具有第一管道和第二管道，第一管道连接于第一涡轮机，第二管道连接于第二涡轮机。分别连接于两个涡轮机的下游并且在涡轮机出口侧被供以工艺空气的所述两个管道在管道端部处连接并且利用第三管道延续。该装置的特征在于，将来自于飞行器引气系统的(热的)新鲜空气供应到第一热空气源，第一热空气源在其出口处连接于第四管道，将来自于热空气源的温度降低的新鲜空气供应到第四管道。第四管道包括在其管道端部处连接的两个另外的阀控管道，所述阀控管道中的第五管道或第六管道连接于第一管道或第二管道，温度降低的新鲜空气通过所述阀控管道以阀控的方式传输并供应到第一管道和/或第二管道。
根据另一示例性实施方式，提供一种用于调节利用飞行器管道连接进行传输的工艺空气的工艺空气温度的方法，在该方法中，引导工艺空气的管道连接连接至空调设备的所有新鲜空气出口、涡轮机或者热交换器。空调设备的结构也可以包括多个涡轮机和热交换器的功能，因此，在第一涡轮机和第二涡轮机的输出侧提供工艺空气并且接下来在压力作用下分别将工艺空气供应到连接于每个涡轮机下游的第一管道和第二管道。该方法的特征在于，步骤a)，首先从飞行器的引气系统为第一热空气源供给热的新鲜空气，在第一热空气源的出口处提供加压且温度降低的新鲜空气，将加压且温度降低的新鲜空气供应到连接于第一热空气源的出口处的第四管道并通过该管道传输。在步骤B中，将温度降低的新鲜空气引导到附接于第四管道的管道端部处的第五管道和第六管道中。在步骤C中，然后通过这两个管道继续温度降低的新鲜空气的传输，从第五管道和第六管道分别分支出温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分。在步骤D中，工艺空气离开阀控的第五管道和第六管道并且交替地供应到第一管道或第二管道中。在步骤E中，通过余下的管道段继续空气传输，该余下的管道段接着根据步骤D的供应点前进并且仍在第一管道和第二管道中，利用该管道段产生混合工艺空气。在步骤S中，在第一管道和第二管道之后将混合工艺空气供应到在第一管道和第二管道的管道端部处延续的第三管道中，并供应到连接于第三管道的飞行器的下游单元。
利用根据本发明的装置和方法，在不会导致空调设备出口处的温度振荡的情况下可以降低空气调节系统的部分结冰的危险。通过使第一涡轮机和第二涡轮机的排气与热的新鲜空气和/或飞行器的引气系统的引气分开混合，提供了具有不同温度控制的两个气流。接下来，具有不同温度控制的气流在第三管道中的控制混合提供了恒定的温度。第三管道中的温度持久地保持在高于0℃，从而避免了下游部分的结冰。
在本发明中，热空气源提供温度降低的新鲜空气。第五管道连接于第一涡轮机，并且第六管道连接于第二涡轮机。因此，热空气源的温度降低的新鲜空气可以与第一涡轮机排气或者第二涡轮机排气的特定空气部分混合。混合空气利用第一管道或者第二管道进一步传送。第一涡轮机和第五管道的温度混合发生在第一管道中，第二涡轮机和第六管道的空气混合发生在第二管道中。第一管道和第二管道中的空气混合物具有不同的温度。来自于第一管道的混合空气和来自于第二管道的混合空气可以分别排放到第三管道。通过混合来自于第一管道的混合空气和来自于第二管道的混合空气，第三管道中的空气可以持久地保持在恒定的温度。如果第三管道中的温度持久地保持在0℃以上，则可以避免下游部分的结冰。由于第三管道中的恒定的空气温度，因此在第三管道提供用于机舱温度控制的空气的情况下，空气温度可以持续地保持恒定，从而可以保持飞行器的机舱区域中的温度振荡较小。
通过该程序，可以确保空调设备出口管道和/或第三管道以及例如空调设备止回阀的沿着气流的安装单元可以保持免受冰和/或冰粒的危害。在第二管道和第一管道中，空气可以具有低于-8℃或者高于0℃的温度，从而避开-8℃至0℃、-12℃至0℃、-16℃至0℃或者-20℃至0℃的临界范围。由于来自于第一管道和第二管道的空气的受控混合，所以第三管道中的温度和/或飞行器中的机舱温度可以保持恒定。
根据另一示例性实施方式，热空气源包括热交换器。可以将来自于飞行器引气系统的热的新鲜空气提供给热交换器。该热交换器适于将温度降低的新鲜空气提供给第四管道。引气系统的热的排气在热交换器中得到调节以形成温度降低的新鲜空气并被分配给第五管道和第六管道。因此，可以设定温度降低的新鲜空气的限定输出温度。
根据另一示例性实施方式，热空气源包括空调设备。该空调设备适于提供温度降低的新鲜空气。因此，例如可以采用空调设备的发热能力或废热来提供温度降低的新鲜空气。
根据另一示例性实施方式，热空气源包括外部热源。该外部热源适于提供温度降低的新鲜空气。该外部热源可以包括例如电加热器或者气动加热器。
根据另一示例性实施方式，第一管道和第二管道包括电加热元件。该电加热元件可以包括电加热垫，其例如围绕管道进行缠绕。
根据另一示例性实施方式，两个管道在管道端部处连接于第一管道分支，并且后者通过第三管道延续。该管道分支可以用于混合来自于第一管道和第二管道的混合空气。因此，利用管道分支，可以调节来自于第一管道和/或第二管道的空气流量，并且因此可以设定第三管道中的限定温度。
根据本发明的另一示例性实施方式，第四管道在管道端部处连接于第二管道分支，并且该第二管道分支连接于第五管道和第六管道。因此，来自于热交换器的热空气流量可以利用第二管道分支分配给第五管道和第六管道。利用第二管道分支，热交换器的排气可以以预定的空气流量比分配给第五管道和第六管道，从而为了接下来与第一涡轮机或第二涡轮机的排气混合，可以提供为此所需的热交换器的排气的空气流量。例如，如果提供了导致过冷的第一涡轮机或第二涡轮机的空气流量，则可以提供更多的热空气用于在第五管道或第六管道中进行混合。
根据另一示例性实施方式，第五管道连接于第三管道分支，该第三管道分支连接在第五管道和第一管道之间。第六管道连接于第四管道分支，该第四管道分支连接在第二管道和第六管道之间。
根据另一示例性实施方式，适于调节温度降低的新鲜空气的空气流量的气流调节阀分别集成在第五管道和第六管道中。
根据另一示例性实施方式，第一气流调节阀或第二气流调节阀装配有延时元件，使得两个气流调节阀可以提供温度降低的新鲜空气的流率的延时调节。
根据另一示例性实施方式，将止回阀集成在第三管道中。
该装置的实施方式同样可以应用于本发明的方法，并且反之亦然。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，根据步骤E的混合工艺空气包括在涡轮机出口处提供的工艺空气以及分支的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，通过根据步骤d)的温度降低的新鲜空气的阀控新鲜空气部分的交替供应，可以以可变的方式对工艺空气进行温度控制。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，利用集成在第五管道和/或第六管道中的特定的气流调节阀，控制供应到第五管道和第六管道的特定新鲜空气部分的传输。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，利用集成在相关气流调节阀中的延时元件实现以一定的延时进行通过第五管道或第六管道的特定新鲜空气部分的传输。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，与流经第五管道并被视作参考新鲜空气部分的第一新鲜空气部分相比，流过第六管道的第二新鲜空气部分以一定的延时进行传输，或者反之亦然。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，在步骤f)中，首先第一涡轮机和第二涡轮机在涡轮机出口处提供工艺空气，其工艺空气温度在第一时间范围A-B内在从0℃至-8℃的部分负荷范围内操作，并且同样地，在空调设备操作的操作时间期间，根据步骤a)在第一热空气源的出口处提供温度降低的新鲜空气，其新鲜空气温度在从30℃至100℃的负荷范围内操作。
另外在步骤g)中，然后通过根据步骤d)的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分的阀控供给，使得第一涡轮机的工艺空气温度增加到至少30℃至45℃，由此，所有的连接于涡轮机下游的工艺空气管线以及集成在工艺空气管线中的阀门被除冰。同时，使第二涡轮机的工艺空气温度移至最大冷却能力，由此防止了进一步在工艺空气管线中或工艺空气管线上积冰，两个涡轮机的这些工艺空气温度在第二时间范围B-C内保持在恒定的温度值。
在步骤h)中，然后通过根据步骤d)的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分的阀控供应，使得第一涡轮机和第二涡轮机的工艺空气温度进入到常规的工艺空气温度，该常规的工艺空气温度对应于根据步骤f)的工艺空气温度。在第三时间范围C-D内，第一涡轮机和第二涡轮机的该工艺空气温度保持在恒定的温度值。
在步骤i)中，然后使第一涡轮机的工艺空气温度移至最大冷却能力。同时，通过根据步骤d)的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分的阀控供应，使得第二涡轮机的工艺空气温度增加到30℃至45℃。因此，防止了在连接于第二涡轮机下游的第二管道中或第二管道上积冰。另外，防止了连接于该管道的管道以及集成在管道中的阀门结冰。两个涡轮机——第一涡轮机和第二涡轮机——的这些工艺空气温度在第四时间范围D-E内保持在恒定的温度值。
在步骤j)中，在如下的限制下重复步骤h)的措施，即两个涡轮机的工艺空气温度在第五时间范围E-A内逐步地保持在恒定的温度值。
在步骤f)中的第一时间范围内的温度也可以具有例如从0℃至-8℃、0℃至-10℃、0℃至-12℃以及0℃至-20℃的温度范围。
在步骤g)中，工艺空气的温度还可以具有利用第二涡轮机的最大冷却能力所产生的温度。另外，工艺空气温度可以具有利用第二涡轮机的部分负荷范围所产生的温度。
在步骤i)中，工艺空气的温度还可以具有利用第一涡轮机的最大冷却能力所产生的温度。另外，工艺空气温度可以具有利用第一涡轮机的部分负荷范围所产生的温度。
可以任意地选择步骤f)至步骤j)，和/或以任意的顺序执行。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，根据步骤g)，利用集成在第六管道中并且以一定延时进行操作的第二气流调节阀，执行温度降低的新鲜空气的特定新鲜空气部分的阀控节流。因此，如果利用流经第五管道的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分来增加第一涡轮机的工艺空气的工艺空气温度，第五管道通过集成在第五管道中的第一气流调节阀进行阀控，则以预定的延时降低第二涡轮机的工艺空气温度，直到达到最大的冷却能力。
工艺空气温度还可以具有利用第二涡轮机的最大冷却能力所产生的温度。另外，工艺空气温度可以具有利用第二涡轮机的部分负荷范围所产生的温度。
根据另一示例性实施方式，根据步骤i)，利用集成在第五管道中并且以一定延时进行操作的第一气流调节阀，执行温度降低的新鲜空气的特定新鲜空气部分的阀控节流。如果利用流经第六管道的温度降低的新鲜空气的新鲜空气部分来增加第二涡轮机的工艺空气的工艺空气温度，第六管道通过集成在第六管道中的第二气流调节阀进行阀控，则以预定的延时降低第一涡轮机的工艺空气温度，直到达到最大的冷却能力。
工艺空气的温度还可以具有利用第一涡轮机的最大冷却能力所产生的温度。另外，工艺空气温度可以具有利用第一涡轮机的部分负荷范围所产生的温度。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，在飞行器位于地面上的时间期间主要执行步骤f)至步骤j)，并且可以以指定的顺序任意地重复。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，在如下的时间执行从步骤f)到j)，即关于飞行器起飞和着陆阶段的时段或者在低于15,000英尺的非常低的海拔高度的飞行期间。根据本发明，可以减少从现有技术中已知的实现发明目的时所具有的缺陷。例如，如果空调设备出口处的元件中的温度在预定的时间段内循环地加热至高于0℃，以便因此除去存在的冰或者冰粒，则空调设备的总体冷却能力降低。这样，为了维持机舱温度恒定，则飞机机舱中的冷却能力不再充分。
但是相反地，具有持久地高于0℃的空气出口温度的空调设备具有降低的冷却能力。温差dT的关系式明显地基于公式Q＝m×dT×cp，因为温差对于空调设备总体冷却能力具有线性影响。如果使用如下空调设备，即在-8℃到0℃的临界范围内可以不驱动其调节和/或快速经过从-8℃到0℃的临界范围，则存在较小的冰和/或冰粒积聚于空调设备出口管道和/或其中安装的设备中的风险。但是，空调设备出口温度的这些跳跃对于机舱温度具有近乎直接的影响，这样导致降低了机舱舒适度。通过对较低的空调设备出口温度的调节，空调设备需输送与飞机机舱中所需用于冷却的冷却能力相比更高的冷却能力。由于额外的加热，进而，必需补偿以复杂且昂贵的方式产生的冷却能力。在这种情况下，显著地降低了空调设备的总体效率。
本发明的另一方面在于提供一种空气调节系统，其包括：具有第一冷气流的第一冷空气源，具有第二冷气流的第二冷空气源，以及具有热气流的热空气源。另外，空气调节系统包括第一混合室、第二混合室和第三混合室。用于产生第一混合空气的第一混合室以使得第一冷气流和热气流可以提供给该第一混合室的方式建立。第二混合室以使得第二冷气流和热气流可以提供给该第二混合室的方式建立。第一混合空气和第二混合空气可以供应到第三混合室以便产生第三混合空气。
在本发明的另一方面中，提供一种用于调节第三混合空气的方法。为热空气源提供飞行器引气系统的热空气。将热空气供应到第一混合室并且使其与第一混合空气混合，从而产生第一混合空气。另外，将热空气供应到第二混合室并使其与第二混合空气混合，从而产生第二混合空气。将第一混合空气和第二混合空气供应到第三混合室以产生第三混合空气。可将第三混合空气供应到飞行器的设备。
空气调节系统的实施方式同样可以应用于本发明的用于调节第三混合空气的方法，并且反之亦然。
混合室可以包括可控调节阀，其根据待混合的混合空气的温度来控制所引入气流的空气流量。
第一冷空气源和第二冷空气源可以包括例如涡轮机或飞行器的空气入口的旁路流。热空气源例如包括涡轮机和/或飞行器的引气系统。
引气应理解为分接空气，其取自于飞行器动力装置的旁路流(次级的，冷的)和/或中心流(主要的，热的)。分接空气用于调节和控制发动机或者整个飞行器系统，例如空调设备。为了使用分接空气，例如首先考虑涡轮风扇发动机或辅助动力装置(APU)的燃气轮机。在航空领域中，典型地为此使用的国际术语为引气(bleed air)，或者简写为BA。
因此，通过示例性实施方式可以使机舱温度保持恒定并且仍可以降低结冰的风险。不同地进行温度控制并且通过混合第一冷气流与热气流或第二冷气流与热气流而提供的第一混合气流和第二混合气流或具有低于-8℃的温度或具有高于0℃的温度，从而降低了结冰的风险。虽然如此，由于第一混合空气和第二混合空气的受控混合，所以可以提供第三混合空气的恒定的空气温度，从而机舱温度可以保持恒定。
附图说明
下面，为了进一步说明以及更好地理解本发明，将参照附图更加详细地描述示例性实施方式。
图1示出了从现有技术中已知的空气调节单元的示意图；
图2示出了根据本发明的装置的示例性实施方式的示意图，该装置具有以不同方式进行温度控制的气流的混合；
图3示出了本发明的示例性实施方式的示意图，其中从两个空调设备提供以不同方式进行温度控制的工艺空气；
图4示出了本发明的示例性实施方式的示意图，其中通过飞行器的引气系统提供热空气；以及
图5示出了混合空气的示例性温度调节的示意图。
具体实施方式
不同附图中的相同或相似的部件设有相同的附图标记。附图中的图示是示意性的而不是按比例绘制的。
图1示出了一种已知的用于为乘客供给新鲜空气并且用于冷却和/或加热飞机机舱18的装置。利用混合室16在飞机机舱18中分配冷的新鲜空气。空调设备17的冷的新鲜空气通过相应的管道3供应到混合室16。在管道破裂的情况下会导致机舱减压，因此将止回阀15设置在管道3中。低于0℃边界的冷空气吹入管道3中，从而例如止回阀15的部分将存在冻住的危险。
图2和图3示出了根据本发明的基本原理的实施例。图2示出了空气调节系统，其具有在管道1和管道2上的两个空气出口。由于在管道1和2上的两个空气出口，因此例如存在着如下可能性，即，循环地使管道1中的空调设备出口温度加热至高于0℃边界并且使管道2中的空调设备出口温度冷却至低于-8℃。来自于管道1和2的气流进行混合并在第三管道3中保持在高于0℃的温度。在管道3中的混合空气高于0℃，从而例如止回阀15的部分就不会冻住。第三管道3中的恒定的温度可以通过有目的地混合气流1、2来设定。
图3示出了与图2所示相类似的操作模式，但是其中两个空调设备117和217并行地安装。利用两个空调设备117、217，在止回阀15处的混合温度不发生改变的情况下，可以彼此独立地提供两个不同的出口温度。
图4中描述了本发明的示例性实施方式。如图4所示，该装置显设置了具有第一工艺空气的第一涡轮机TA以及具有第二工艺空气的第二涡轮机TB。另外，该装置包括热交换器11，热交换器例如从飞行器涡轮机的引气系统获得热的新鲜空气并且释放热量以便使热的新鲜空气成为温度降低的新鲜空气。第四管道4将温度降低的新鲜空气传送至第二管道分支8，第二管道分支将温度降低的新鲜空气分配给第五管道5和第六管道6。在第三管道分支9处，第一涡轮机的第一工艺空气与第五管道5的温度降低的新鲜空气混合，并且排放到第一管道1中。在第四管道分支10处，第六管道6的温度降低的新鲜空气与第二涡轮机TB的第二工艺空气混合并且供应到第二管道2。将第一管道1的第一混合空气和第二管道2的第二混合空气供应到第一管道分支7并传递至第三管道3。第三管道3将第三混合空气传送至飞机机舱或者例如止回阀15的其它空气调节元件。为了更好地控制气流，可以分别在第五管道5和第六管道6中设置第一气流调节阀12、第二气流调节阀13。
利用图5来描述用于调节工艺空气温度的方法的顺序。在第一时间范围A-B内，第一涡轮机TA提供第一工艺空气并且第二涡轮机TB提供第二工艺空气，每个具有从0℃到-8℃的温度范围。在第一热交换器11的出口处提供温度降低的新鲜空气，其温度例如处于30℃到100℃。接下来，通过热交换器11的温度降低的新鲜空气的阀控供给，第一涡轮机TA的第一工艺空气的温度可以增加至30℃到45℃，由此，涡轮机下游的所有工艺空气管线——例如第一管道1——不会结冰。
同时，第二涡轮机TB的第二工艺空气温度可以移至最大的冷却能力，这样，由于不经过0℃到-8℃的临界区域，所以可以防止例如第二管道2的工艺空气管线中或者工艺空气管线上的进一步积冰。因此，在第二时间范围B-C内，第一涡轮机TA的第一工艺空气温度和第二涡轮机TB的第二工艺空气温度可以保持在恒定的温度值。在时间范围C-D中，两个工艺空气温度可以再次移至0℃到-8℃范围。接下来，第二涡轮机TB的工艺空气温度可以进入到30℃到45℃的温度范围，并且第一涡轮机TA的第一工艺空气温度可以进入到低于-8℃的最大冷却能力。因此，第二涡轮机TB可以利用高于0℃的第一工艺空气除冰。尽管温度范围发生改变，但是尤其在第一管道1和第二管道2中的下游部分可以循环地除冰，并且通过使工艺空气与温度降低的新鲜空气混合可以获得恒定的第三混合空气温度。因此，可以避免机舱中的温度振荡。
另外应当指出，“包括”并不排除其它元件或者步骤，并且“一个”或者“一种”不排除多个的情况。另外应当指出，参照上面的示例性实施方式中的一个描述的特征或者步骤也可以用于和上述其它的示例性实施方式中的其它特征或步骤进行结合。权利要求中的附图标记不应视作是对保护范围的限制。
附图标记列表：
1   第一管道
2   第二管道
3   第三管道
4   第四管道
5   第五管道
6   第六管道
7   第一管道分支
8   第二管道分支
9   第三管道分支
10  第四管道分支
11  第一热交换器(主热交换器(HX))
12  第一气流调节阀
13  第二气流调节阀
14  第三气流调节阀
15  止回阀
16  混合室
17  空调设备
18  飞行器机身
117 第一空调设备
217 第二空调设备
TA  第一涡轮机
TB  第二涡轮机