AT18006U1 - Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage - Google Patents

Abstract

Schienenfahrzeug (1) mit einer Klimaanlage, umfassend einen Wagenkasten (2) und mindestens ein Klimagerät, welches zur Kühlung eines bestimmten Abschnitts des Wageninneren eingerichtet ist, wobei das Klimagerät im Wageninneren in einem Dachbereich (3) angeordnet ist und eine Zuluft- sowie eine Abluftführung zu dem Klimagerät durch das Dach oder die Seitenwände des Wagenkastens (2) erfolgt.

Description

Beschreibung

SCHIENENFAHRZEUG MIT EINER KLIMAANLAGE.

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage für die Klimatisierung zumindest eines Teils eines Innenraums.

STAND DER TECHNIK

[0002] Die Ausstattung von Schienenfahrzeugen mit Klimaanlagen ist heute weit verbreitet und neu konstruierte Fahrzeuge sind fast durchgehend mit einer Klimatisierung der Luft ausgestattet. Bei bestehenden Fahrzeugen besteht manchmal der Bedarf diese, zumindest teilweise mit einer Klimatisierung nachzurüsten, was in der Praxis zu nur schwer oder gar nicht lösbaren Problemen führt. Klimaanlagen umfassen einen Kühlmittelkreislauf, in welchem ein Kühlmittel in flüssigem Zustand zu einem sogenannten Expansionsventil gepumpt wird und welches bei dem Phasenübergang von dem flüssigen in den gasförmigen Zustand in diesem Expansionsventil Umgebungswärme aufnimmt. Anschließend gibt das Kühlmittel diese Wärme in einem Kondensator wieder ab und verflüssigt sich. Die dazu notwendigen Komponenten, wie ein Kompressor, ein Kondensator, ein Verdampfer, sowie zugehörige Verrohrungen und Steuereinrichtungen erfordern einen beträchtlichen Bauraumbedarf und werden üblicherweise unterhalb des Passagierraums in einem sogenannten Unterflurcontainer angeordnet. Bei bestehenden Fahrzeugen ist jedoch meist dieser Bauraum belegt und nicht verfügbar. Eine weitere Möglichkeit, ein bestehendes Fahrzeug nachzurüsten liegt im Einsatz einer Dachklimaanlage. Diese ist beispielsweise bei Lastkraftwägen oder Wohnmobilen gebräuchlich, bei Schienenfahrzeugen aber meist nicht einsetzbar, da dadurch das Lichtraumprofil verletzt werden kann. Eine wesentliche Verkleinerung des Bauraumbedarfs einer Klimaanlage ist möglich, wenn nur ein Teil des Innenraums klimatisiert werden soll. So kann es ausreichend sein, nur den Fahrerstand zu klimatisieren, sodass dem Fahrpersonal optimale Umgebungsbedingungen geboten werden können. Aus dem Stand der Technik ist keine Lösung bekannt, eine Klimatisierung des Innenraums eines Schienenfahrzeugs herstellen zu können, ohne dass dazu zusätzliche Dachaufbauten oder Unterflurgeräte erforderlich sind oder dedizierte Maschinenräume zum Einsatz kommen. Insbesondere soll die vorgestellte Lösung für die Nachrüstung bestehender Fahrzeuge zumindest für einen Teil deren Innenraums geeignet sein.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage für die Klimatisierung zumindest eines Teils eines Innenraums anzugeben, bei welchem die Klimaanlage an einer Position angeordnet ist, bei welcher sie vor Umwelteinflüssen geschützt ist.

Ebenso wenig soll das Lichtraumprofil verletzt und akustische Eigenschaften des fahrenden Zugs verschlechtert werden.

[0004] Die Aufgabe wird durch ein Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

[0005] Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage, umfassend einen Wagenkasten und mindestens ein Klimagerät beschrieben, welches zur Kühlung eines bestimmten Abschnitts des Wageninneren eingerichtet ist, wobei das Klimagerät im Wageninneren in einem Dachbereich angeordnet ist und eine Zuluft- sowie eine Abluftführung zu dem Klimagerät durch das Dach oder die Seitenwände des Wagenkastens erfolgt.

[0006] Dadurch ist der Vorteil erzielbar, bisher ungenutzten Bauraum für die Klimatisierung nutzen zu können, sodass der typischerweise für Klimageräte eingesetzte Bauraum am Dach oder

unterhalb des Untergestells nicht benötigt wird. Dadurch ist eine Nachrüstung einer Klimaanlage in bestehende Fahrzeuge einfacher möglich als an herkömmlichen Einbauorten.

[0007] Erfindungsgemäß ist ein Klimagerät im Wageninneren im Dachbereich anzuordnen. Dieser Dachbereich bietet genügend Raum, um ein Klimagerät neben den vorhandenen Kabelführungen anzuordnen. Die sichtbare Unter- und Stirnseite des Klimageräts wird vorzugsweise in derselben Farbe wie die Innenraumdecke ausgeführt. Die Spalten zwischen dem Klimagerät und der vorhandenen Konstruktion werden mit Verkleidungen im gleichen Farbton abgedeckt. Durch diese Verkleidungen werden auch die vorhandenen Bautoleranzen ausgeglichen.

[0008] Somit ist dieser Raum zur Anordnung eines Klimageräts geeignet, da in unmittelbarer Nähe Befestigungspunkte ausreichender Festigkeit (Dachlangträger, Dachspanten) gegeben sind, welche die zusätzliche Masse eines Klimageräts und zugehöriger Bauteile (Luftführungen, Steuerelektronik, etc.) abstützen vermögen.

Ein Klimagerät umfasst einen Kompressor zur Förderung eines Kältemittels, einen Verdampfer zur Aufnahme von Umgebungswärme durch das in ihm verdampfende Kältemittel und einen Kondensator zur Wiederverflüssigung des Kältemittels und dabei der Abgabe der Wärme an die Umgebung. Dadurch sind Luftführungen erforderlich, welche eine Ableitung der aufgenommenen Wärme aus dem Fahrzeug ermöglichen, ohne sie wieder mit der gekühlten Luft zu vermischen. Es ist zweckmäßig, eine quer zur Längsrichtung des Schienenfahrzeugs orientierte Luftströmung vorzusehen, welche auf einer Seite des Schienenfahrzeugs Umgebungsluft ansaugt und auf der gegenüberliegenden Seite, nun um die Abwärme des Kompressors und des Kondensators erwärmt, wieder ausbläst.

Dies kann vorteilhafterweise durch eine Zuluft- sowie eine Abluftführung zu dem Klimagerät durch das Dach oder die Seitenwände des Wagenkastens erfolgen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da an diesen Positionen auch bei bestehenden Fahrzeugen auch nachträglich leicht entsprechende Öffnungen herstellbar sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Anordnung des Klimageräts im Dachbereich liegt darin, dass es optimal vor Beschädigung und Umwelteinflüssen geschützt ist. Insbesondere der Entfall der Gefahr des Steinschlags durch Gleisschotter, welcher bei Unterfluranordnung imminent gegeben ist, zeichnet diese Anordnung aus. Jedenfalls ist eine adäquate Geräuschdämmung vorzusehen, damit der Passagierkomfort nicht beeinträchtigt ist.

[0009] Gegenständliche Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Klimatisierung einzelner, abgeschlossener Bereiche des Innenraums eines Schienenfahrzeugs einsetzbar. Da Klimageräte, welche für die Klimatisierung eines gesamten Fahrzeugs ausgelegt sind, im Allgemeinen im Dachbereich nicht angeordnet werden können, ist es empfehlenswert die Klimatisierung auf bestimmte Bereiche, beispielsweise einen Fahrerstand zu beschränken. Das Wohlbefinden und die Konzentrationsfähigkeit des Fahrpersonals wird auch von der Temperatur im Fahrerstand beeinflusst. Bei älteren Fahrzeugen, insbesondere in gemäßigten Temperaturregionen, war bis vor einigen Jahren eine Klimatisierung unüblich. Gestiegene Komfortbedürfnisse des Fahrpersonals können mittels gegenständlicher Erfindung jedoch zufriedengestellt werden. Durch eine Anordnung des Klimageräts nahe der Trennwand zu einem Fahrerstand können kurze Leitungslängen der Kältemittelleitungen erzielt werden, wodurch die Effizienz der Klimaanlage verbessert wird.

[0010] Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenständlicher Erfindung liegt daran, dass auch technische Einrichtungen gekühlt werden können. Diese technischen Einrichtungen sind typischerweise in Schaltschränken zusammengefasst und können temperaturempfindliche Komponenten wie Steuergeräte und Computer umfassen. Durch die Anordnung einer geeigneten Kühlluftführung kann gekühlte Luft zu diesen technischen Einrichtungen geleitet werden.

[0011] Der die Umgebungswärme aufnehmende Verdampfer ist vorzugsweise nahe dem zu kühlenden Bereich anzuordnen und mit einem Luftstrom zu beaufschlagen, wobei dieser Luftstrom der Luft des zu kühlenden Bereichs entnommen wird (Umluftbetrieb) oder aus der Umgebung entnommen wird (Frischluftbetrieb). Eine Mischung der genannten Betriebsarten ist vorteilhaft, da so eine höhere Effizienz der Kühlung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung genügender Frischluftzufuhr gewährleistet werden kann.

[0012] Es ist vorteilhaft, eine Regelung der Luftzufuhr, beispielsweise über eine variable Förder-

rate eines Ventilators vorzusehen.

[0013] Gegenständliche Erfindung ist insbesondere zur Nachrüstung bestehender, nicht klimatisierter Fahrzeuge geeignet, bei welchen eine Klimatisierung zumindest eines Teils des Innenraums erfolgen soll. Dabei kann ein Fahrerstand besonders vorteilhaft klimatisiert werden, da dieser im Allgemeinen ein kleines Raumvolumen aufweist, zu dessen Klimatisierung ein kleines, raumsparendes Klimagerät ausreichend ist, welches im Dachbereich Platz findet. Des Weiteren befinden sich im Fahrerstand meist technische Einrichtungen, welche vorzugsweise gekühlt werden sollten, sodass durch den Einsatz gegenständlicher Erfindung ein doppelter Vorteil erzielbar ist. Ist für die Klimatisierung eines gesamten Passagierraums eine höhere Kühlleistung erforderlich, so können mehrere Klimageräte im Dachbereich angeordnet werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0014] Es zeigen beispielhaft:

[0015] Fig.1 Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage, Querschnitt. [0016] Fig.2 Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage, Längsschnitt.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0017] Fig.1 zeigt beispielhaft und schematisch ein Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage in einem Querschnitt. Es ist ein Schnitt durch ein Schienenfahrzeug 1 gezeigt, welches einen Wagenkasten 2 aufweist und in welchem ein Klimagerät in einem Dachbereich 3 des Innenraums angeordnet ist. Das Klimagerät ist aus den Baugruppen Kompressor 6, Kondensator 7 und Verdampfer 8 aufgebaut, wobei eine diese Komponenten verbindende Kältemittelleitung 11 vorgesehen ist, über welche der Kompressor 6 einen Kältemittelkreislauf bewirkt. In dem Dachbereich 3 ist an einer Längsseite des Schienenfahrzeugs 1 ein Zulufteinlass 4 angeordnet, über welchen Umgebungsluft in den Dachbereich 3 strömen kann und es ist eine an der gegenüberliegenden Längsseite des Schienenfahrzeugs 1 ein Abluftauslass 5 angeordnet, über welchen Luft aus dem Dachbereich in die Umgebung abgegeben werden kann. Die an dem Verdampfer 8 aufgenommene Umgebungswärme kühlt die Luft in der Nähe des Verdampfers 8 ab, sodass diese als klimatisierte Luft über einen Fahrerstand-Kühllufteinlass 10 in Fahrzeuglängsrichtung weitergeführt wird. Eine Luftführung 16 zu dem Verdampfer stellt sicher, dass nur gekühlte Luft in den Fahrerstand-Kühllufteinlass 10 geleitet wird und jede Vermischung mit der vom Kondensator 7 erwärmten Abluft verhindert wird. Das Klimagerät ist an einer Tragstruktur 9 angeordnet, welche an geeigneter Stelle mit dem Wagenkasten 2 verbunden ist. In gezeigtem Ausführungsbeispiel ist diese Tragstruktur mit der Übergangsstelle zwischen einer Seitenwand und einem Dach verbunden, an welcher typischerweise ein Dachlangträger mit hoher Festigkeit vorgesehen ist, welcher die durch das Klimagerät hervorgerufenen zusätzlichen Kräfte aufnehmen kann. Die Zuführung von Frischluft kann auch über zwei getrennte Lufteinlässe erfolgen, wobei dadurch die Luftführung zu dem Kondensator 7 und dem Verdampfer 8 jeweils getrennt sind. Solcherart kann ein bestehender Lufteinlass, wie er beispielsweise für eine bestehende Fahrzeuglüftung vorhanden ist, In eine erfindungsgemäße Klimatisierung miteinbezogen werden.

[0018] Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch ein Schienenfahrzeug mit einer Klimaanlage in einem Längsschnitt. Es ist das Ausführungsbeispiel aus Fig.1 gezeigt, wobei die Teilung des Schienenfahrzeugs 1 in einen Fahrerstand 12 und einen Passagierraum 15 ersichtlich ist. Eine Fahrerstandtür 14 verbindet den Passagierraum 15 mit dem Fahrerstand 12. Das Klimagerät ist im Passagierraum 15 im Dachbereich angeordnet und erstreckt sich tiefer als die Deckenverkleidung 13, ermöglicht jedoch den ungehinderten Durchgang durch die Fahrerstandtür 14. Durch den Fahrerstand-Kühllufteinlass 10 kann gekühlte Luft in den Fahrerstand 12 gefördert werden. Weitere Luftleiteinrichtungen, wie beispielsweise eine Zuführung gekühlter Luft in einen Schaltschrank, sind in Fig.2 nicht dargestellt.

LISTE DER BEZEICHNUNGEN

1 Schienenfahrzeug

2 Wagenkasten

3 Dachbereich

4 Zulufteinlass

5 Abluftauslass

6 Kompressor

7 Kondensator

8 Verdampfer

9 Tragstruktur

10 Fahrerstand-Kühllufteinlass 11 Kältemittelleitung

12 Fahrerstand

13 Deckenverkleidung

14 Fahrerstandtür

15 Passagierraum

16 Luftführung Verdampfer

Claims (6)

Ansprüche

1. Schienenfahrzeug (1) mit einer Klimaanlage, umfassend einen Wagenkasten (2) und mindestens ein Klimagerät, welches zur Kühlung eines bestimmten Abschnitts des Wageninneren eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät im Wageninneren in einem Dachbereich (3) angeordnet ist und eine Zuluftsowie eine Abluftführung zu dem Klimagerät durch das Dach oder die Seitenwände des Wagenkastens (2) erfolgt.

2. Schienenfahrzeug (1) mit einer Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlass (4) für die Zuluft für das Klimagerät auf einer Längsseite des Wagenkastens (2) vorgesehen ist und ein Auslass (5) für die Abluft des Klimageräts auf der anderen Längsseite des Wagenkastens (2) vorgesehen ist.

3. Schienenfahrzeug (1) mit einer Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät so im Inneren des Wagenkastens (2) angeordnet ist, dass die Raumhöhe unter dem Klimagerät zumindest 190cm beträgt.

4. Schienenfahrzeug (1) mit einer Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät zwischen Dachspanten des Wagenkastens (2) angeordnet ist.

5. Schienenfahrzeug (1) mit einer Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät zur Kühlung eines Fahrerstandes eingerichtet ist.

6. Schienenfahrzeug (1) mit einer Klimaanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Klimagerät zur Kühlung von technischen Einrichtungen des Schienenfahrzeugs eingerichtet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen