本發(fā)明涉及航空地面設(shè)備，更具體地說，涉及一種飛機除冰車智能控溫加熱系統(tǒng)及控制方法。
背景技術(shù)：
1、飛機除冰車是機場冬季運行保障的關(guān)鍵設(shè)備，其核心功能是將除冰液加熱至設(shè)定溫度（通常為80～90℃）后，通過噴槍噴灑至飛機機身及機翼表面，以快速清除冰層。為實現(xiàn)車載條件下的高效加熱，現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用燃油加熱鍋爐作為熱源，通過燃燒室加熱爐體內(nèi)的盤管管路，使流經(jīng)的除冰液在短時間內(nèi)升溫至目標溫度。
2、然而，現(xiàn)有技術(shù)在實際應(yīng)用中仍存在以下不足：第一，現(xiàn)有系統(tǒng)中變矩泵與燃燒室的調(diào)節(jié)相互獨立，缺乏基于流量、溫度、壓力的多參數(shù)協(xié)同控制策略，當除冰液流量發(fā)生變化時，加熱功率無法快速跟隨匹配，導(dǎo)致出口溫度波動較大。第二，現(xiàn)有加熱系統(tǒng)的控制主要依賴鍋爐出口溫度與設(shè)定值的偏差進行反饋調(diào)節(jié)，忽視了除冰液在系統(tǒng)中循環(huán)流動時因回流造成的儲冰液箱溫度持續(xù)升高現(xiàn)象。具體而言，在除冰作業(yè)過程中，未被噴槍噴出的高溫除冰液通過回流管路返回儲冰液箱，導(dǎo)致儲冰液箱內(nèi)除冰液的初始溫度逐漸上升。由于現(xiàn)有控制器未將該溫升因素納入前饋控制，系統(tǒng)仍按初始冷液工況輸出加熱功率，極易造成出口溫度超調(diào)、產(chǎn)生氣化蒸汽，不僅影響噴灑距離，還造成燃油浪費。第三，現(xiàn)有技術(shù)對除冰液自身物理特性的適配不足，例如低溫環(huán)境下除冰液粘度增大、流動性變差，以及高溫下除冰液易氣化、反復(fù)加熱易降解等問題，均缺乏針對性的控制手段。
3、因此，亟需提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)多參數(shù)協(xié)同控制的飛機除冰車智能控溫加熱系統(tǒng)及控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中出口溫度波動大、能源利用率低、對除冰液特性適配不足的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種飛機除冰車智能控溫加熱系統(tǒng)及控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中飛機除冰液加熱控制精度低、缺乏多參數(shù)協(xié)同控制而導(dǎo)致的出口溫度波動大、加熱響應(yīng)滯后、能源利用率低的問題。
2、本發(fā)明的又一目的是提供一種飛機除冰車智能控溫加熱系統(tǒng)及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中飛機除冰液因高溫回流液導(dǎo)致儲冰液箱溫升失控進而影響加熱穩(wěn)定性的問題。
3、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種飛機除冰車智能控溫加熱系統(tǒng)，包括：
4、儲冰液箱，用于儲存除冰液；
5、變矩泵，進口與所述儲冰液箱的出口連接，用于根據(jù)控制指令動態(tài)調(diào)節(jié)除冰液的流量和轉(zhuǎn)速；
6、加熱爐體，進液口與所述變矩泵的出口連接，內(nèi)部設(shè)有至少兩個獨立控制的燃燒室，用于對除冰液進行分段加熱；
7、噴槍組件，與所述加熱爐體的出液口連接，用于噴灑加熱后的除冰液；
8、回流回路，進口與所述加熱爐體的出液口連接，出口與所述儲冰液箱的進口連接，用于將部分除冰液回流至儲冰液箱；
9、多參數(shù)傳感器，至少包括設(shè)于所述加熱爐體進液口的進液溫度傳感器和設(shè)于所述加熱爐體出液口的出液溫度傳感器；
10、控制器，分別與所述變矩泵、所述加熱爐體的各燃燒室、所述回流回路及所述多參數(shù)傳感器電性連接；
11、所述控制器被配置為：
12、獲取所述進液溫度傳感器采集的進液溫度和所述出液溫度傳感器采集的出液溫度，根據(jù)所述進液溫度與目標溫度的差值計算所需熱負荷，并基于所述出液溫度與目標溫度的偏差，動態(tài)調(diào)整所述燃燒室的開啟數(shù)量及所述變矩泵的流量，以實現(xiàn)出液溫度的閉環(huán)控制。
13、在一些實施例中，所述控制器還被配置為：
14、當所述出液溫度高于目標溫度時，減少開啟的燃燒室數(shù)量，和/或提高所述變矩泵的流量；
15、當所述出液溫度低于目標溫度時，增加開啟的燃燒室數(shù)量，和/或降低所述變矩泵的流量。
16、在一些實施例中，所述多參數(shù)傳感器還包括設(shè)于所述儲冰液箱內(nèi)的儲箱溫度傳感器；
17、所述控制器還被配置為：獲取所述儲箱溫度傳感器采集的儲箱溫度：
18、當儲冰液箱實時溫度低于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制器切換至回流余熱利用模式，增大回流回路開度，利用高溫回流液預(yù)熱儲冰液箱，同步增加加熱爐體加熱功率；
19、當儲冰液箱實時溫度高于第二預(yù)設(shè)閾值時，控制器切換至儲冰液箱溫升抑制模式，減小回流回路開度，減少高溫液體回流量，同步降低加熱爐體加熱功率。
20、在一些實施例中，所述多參數(shù)傳感器還包括設(shè)于所述加熱爐體出液口的壓力傳感器；
21、所述回流回路包括電動調(diào)壓閥；
22、所述控制器還被配置為：當所述壓力傳感器采集的出液壓力超過安全閾值時，控制所述電動調(diào)壓閥增大回流流量，同時降低所述變矩泵的流量。
23、在一些實施例中，所述多參數(shù)傳感器還包括設(shè)于所述變矩泵出口的流量傳感器；
24、所述控制器還被配置為：根據(jù)所述流量傳感器采集的實時流量與所述進液溫度、出液溫度，計算瞬時熱效率，調(diào)節(jié)所述燃燒室的燃油供給量。
25、在一些實施例中，所述加熱爐體從內(nèi)到外依次為加熱內(nèi)腔、中間保溫層和外層防護層；所述中間保溫層采用空氣凝膠或熱力二極管材料；所述加熱內(nèi)腔內(nèi)沿除冰液流動方向依次布置有至少四個獨立燃燒室。
26、在一些實施例中，所述噴槍組件設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥：
27、所述控制器還與所述流量調(diào)節(jié)閥電性連接，用于根據(jù)除冰作業(yè)需求調(diào)節(jié)噴灑流量，并同步調(diào)整所述變矩泵的流量和所述燃燒室的開啟數(shù)量。
28、在一些實施例中，所述系統(tǒng)還包括風機總成，所述風機總成設(shè)于所述加熱爐體的前端或分段配置于各燃燒室入口，用于向各燃燒室輸送助燃空氣；
29、所述多參數(shù)傳感器還包括設(shè)于所述風機總成出口的風壓傳感器；
30、所述控制器還與所述風機總成電性連接，被配置為：根據(jù)所述燃燒室的開啟數(shù)量和燃油供給量，動態(tài)調(diào)節(jié)所述風機總成的風量和風壓，使過量空氣系數(shù)維持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
31、在一些實施例中，當所述進液溫度低于除冰液結(jié)晶點閾值時，控制器控制所述回流回路以第一開度運行，利用回流的高溫除冰液對儲冰液箱進行預(yù)熱，同時控制所述燃燒室以低功率模式運行，直至進液溫度升至安全工作區(qū)間；
32、當所述出液溫度超過氣化閾值時，控制器在減少燃燒室開啟數(shù)量的同時，控制所述變矩泵增大流量，縮短除冰液在加熱爐體內(nèi)的駐留時間。
33、在一些實施例中，當檢測到系統(tǒng)處于非噴灑待機狀態(tài)時，控制器控制所述回流回路全開，使全部除冰液回流至儲冰液箱，并控制燃燒室進入低功率保溫模式。
34、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種飛機除冰車智能控溫加熱方法，應(yīng)用于上述的飛機除冰車智能控溫加熱系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
35、s1：通過所述進液溫度傳感器采集進液溫度，通過所述出液溫度傳感器采集出液溫度；
36、s2：所述控制器根據(jù)所述進液溫度與目標溫度的差值計算所需熱負荷，并確定需開啟的燃燒室數(shù)量；
37、s3：所述控制器控制對應(yīng)數(shù)量的燃燒室點火，并啟動所述變矩泵以設(shè)定流量輸送除冰液；
38、s4：在加熱過程中，所述控制器實時獲取出液溫度，并與目標溫度比較；
39、s5：當出液溫度高于目標溫度時，所述控制器減少開啟的燃燒室數(shù)量和/或提高變矩泵流量；當出液溫度低于目標溫度時，所述控制器增加開啟的燃燒室數(shù)量和/或降低變矩泵流量；
40、s6：重復(fù)步驟s4至s5，直至出液溫度穩(wěn)定在目標溫度范圍內(nèi)。
41、在一些實施例中，所述方法還包括：
42、通過設(shè)于所述儲冰液箱內(nèi)的儲箱溫度傳感器采集儲箱溫度；
43、當儲冰液箱實時溫度低于第一預(yù)設(shè)閾值時，控制器切換至回流余熱利用模式，增大回流回路開度，利用高溫回流液預(yù)熱儲冰液箱，同步降低加熱爐體加熱功率；
44、當儲冰液箱實時溫度高于第二預(yù)設(shè)閾值時，控制器切換至儲冰液箱溫升抑制模式，減小回流回路開度，減少高溫液體回流量，同步降低加熱爐體加熱功率。
45、本發(fā)明提供的一種飛機除冰車智能控溫加熱系統(tǒng)及控制方法，通過分段獨立燃燒室結(jié)合變矩泵無級調(diào)速協(xié)同控制、進/出液雙溫度傳感器閉環(huán)反饋、回流回路智能調(diào)控及儲箱溫度聯(lián)動模式切換，實現(xiàn)除冰液出液溫度精準恒定控制、回流余熱高效利用與儲冰液箱溫升智能抑制、全工況自適應(yīng)穩(wěn)定運行，達到控溫精度高、燃油能耗低、除冰作業(yè)效率提升、除冰液損耗減少的技術(shù)效果。