CN101428624B

CN101428624B - 铁路车辆车厢的空气调节系统、相应的铁路车辆及空气调节方法

Info

Publication number: CN101428624B
Application number: CN 200810177836
Authority: CN
Inventors: G·米内奥德; J·萨拉耶
Original assignee: Alstom Transport SA
Current assignee: Alstom Transport Technologies SAS
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: IT1391028B1; DE102008032576A1; FR2918608A1; FR2918608B1; ITTO20080538A1; CN101428624A

Abstract

本发明公开了一种铁路车辆车厢的空气调节系统、相应的铁路车辆及空气调节方法。空气调节系统，所述空气调节系统包括：加热和/或冷却空气的空气处理装置(20，28)；将空气配送到车厢底部的第一网(16)，以及将空气配送到车厢顶部的第二网(18)，根据本发明的一方面，所述空气处理装置(20，28)被设置成通过所述第一网(16)和所述第二网(18)配送不同温度的第一气流(F1)和第二气流(F2)。

Description

铁路车辆车厢的空气调节系统、相应的铁路车辆及空气调节方法

技术领域

[01]本发明涉及一种用于车辆车厢的空气调节系统，这种类型的空气调节系统包括：

[02]用于加热和/或冷却空气的空气处理装置；

[03]用于将空气配送到车厢底部的第一网，以及

[04]用于将空气配送到车厢顶部的第二网。

背景技术

[05]文献EP 1 442 954 A1描述了一种前述类型的用于铁路车辆的空气调节系统，它包括将处理过的空气朝第一网或第二网分配的分配装置，以便将更多的空气提供到车厢的顶部或将更多的空气提供到车厢底部。

[06]当然，这样的系统无法在铁路车辆车厢的顶部与底部之间以受控的温度梯度来保持温度，因而无法保证令乘客满意的舒适度。

发明内容

[07]本发明的目的在于提供一种用于铁路车辆的空气调节系统，它能够以令人满意的方式保持温度梯度。

[08]为此，本发明提供了一种用于铁路车辆车厢的空气调节系统，其特征在于，所述空气处理装置被设置成通过所述第一网和所述第二网配送不同温度的第一气流和第二气流。

[09]按照其它的一些实施例，所述空气调节系统单独地或者以各种可能的技术组合而包括下述的一个或多个特征：

[10]所述空气处理装置包括：一公共的主要空气处理单元，其布置成为所述第一网和所述第二网供气；以及至少一个辅助空气处理单元，其对所述第一网和所述第二网其中之一的气流进行单独处理；

[11]所述辅助空气处理单元是加热所述第一网的气流的加热装置；

[12]该系统包括控制单元，所述控制单元能够根据对车厢外部温度的测量和/或对车厢内部温度的测量，独立于所述主要空气处理单元地控制所述加热装置的加热功率；

[13]该系统包括控制单元，所述控制单元能够根据对所述第一网出口处的空气温度的测量和对所述第二网出口处的空气温度的测量，独立于所述主要空气处理单元地控制所述加热装置的加热功率；

[14]该系统包括分配装置，所述分配装置将所述主要空气处理单元处理过的空气在所述第一网和所述第二网之间进行分配；

[15]该系统包括控制单元，所述控制单元能够控制分配装置，以使第一网中的空气流量独立于主要处理单元处理过的空气的流量而保持恒定；

[16]所述分配装置能够关闭所述第一网，以便将所述处理装置处理过的全部空气都引导到所述第二网；

[17]该系统包括设置用于固定在车辆上的空调机组，该空调机组集成有所述空气处理装置、向所述第一网供气的第一供气管路、以及向所述第二网供气的第二供气管路；所述空气处理装置被设置成向所述第一网和所述第二网提供处于不同温度的第一气流和第二气流；

[18]还可以设置成第一网送出的气流的流量小于第二网送出的气流的流量；

[19]第一网的管道和第二网的管道的尺寸设置成使得第一网送出的气流小于第二网送出的气流；以及

[20]所述第一网由这样的管道形成：这些管道的截面小于形成所述第二网的管道的截面。

[21]本发明还涉及客运铁路车辆，它包括车厢和上述所确定的车厢空气调节系统。

[22]在一实施例中，上述车辆的特征在于空调机组固定在车辆顶篷上。

[23]本发明还涉及客运铁路车辆车厢的空气调节方法，其中将第一气流配送到车厢底部和将第二气流配送到车厢顶部；其特征在于，在车厢的供暖模式下，以不同的温度配送所述第一气流和所述第二气流。

[24]按照其它的一些实施例，该方法单独地或者以各种可能的技术组合而包括下述的一个或多个特征：

[25]在车厢的供暖模式下，以高于第二气流温度的温度配送第一气流；

[26]在车厢的供暖模式下，通过加热来处理空气，将该空气分配成所述第一气流和所述第二气流，并单独加热所述第一气流以便配送温度高于第二气流温度的第一气流；

[27]根据对车厢外部温度的测量和/或对车厢内部温度的测量，控制对于第一气流的加热功率；

[28]根据对第一网出口处的空气温度的测量和对第二网出口处的空气温度的测量，控制对于第一气流的加热功率；

[29]在制冷模式下，只朝着车厢的顶部配送冷却气流；以及

[30]在供暖模式和/或制冷模式下，第一气流的流量小于第二气流的流量。

附图说明

[31]通过参见下文的结合附图1仅以举例方式进行的说明，将能够更好地理解本发明及其优点；所述附图1是配备有按本发明的空气调节系统的客运铁路车辆的示意图。

具体实施方式

[32]如图1所示，客运铁路车辆2具有旅客用车厢4，所述车厢由两侧表面6、一地板8和一顶篷10限定。

[33]在本说明书的下文中，车厢的“顶部”是指位于顶篷10附近的车厢空间，而车厢的“底部”是指位于地板8附近的车厢空间。

[34]车辆2具有车厢4的空气调节系统12，该空气调节系统包括：用来产生经冷却的空气或者经加热的空气的空调机组14；将空调机组14产生的空气配送至车厢4的底部的第一网16；以及将空调机组14产生的空气配送至车厢4的顶部的第二网18。

[35]空调机组14包括：用于空气加热或者制冷的主要空气处理单元20；一组用来迫使气流通过空气处理单元20的动力风机组(GMV)22；用于供气给第一网16的第一供气管路24；和用于供气给第二网18的第二供气管路26。

[36]空调机组14还包括沿着第一管路24设置的辅助空气处理单元28。辅助空气处理单元28是空气加热装置，当它被启动时就对在输出第一管路24中所流经的空气进行加热。

[37]空调机组14包括将在处理单元20中处理过的空气在第一管路24和第二管路26之间进行分配的分配装置30。分配装置30例如包括一个或多个控制第一管路24中空气量的可动阀32。

[38]空调机组14还包括用来控制空气调节单元20、动力风机组(GMV)22、加热装置28和分配装置30的控制单元33。

[39]控制单元33连接到一些提供测量信号的传感器，这些测量信号代表着能够影响到车厢4内部的温度的量值(grandeurs)，并且控制单元33使用这些测量来控制分配装置30、加热装置28、处理单元20和动力风机组(GMV)22。

[40]控制单元33连接着至少一个用于车厢4内部温度的传感器C1和/或至少一个用于外部温度的传感器C2。

[41]作为变型或者可选地，控制单元33连接到至少一个在第一网16出口处的空气温度的传感器C3，并连接到至少一个在第二网18出口处的空气温度的传感器C4。

[42]空调机组14还包括框架34，用以承载空气调节单元20、动力风机组(GMV)22、第一管路24、第二管路26、加热装置28、分配装置30以及控制单元33。框架34以可拆卸的方式固定在顶篷10上。

[43]第一网16具有：位于顶篷10上的、与第一管路24的一个或多个出口相连接的一个或多个入口36；以及一些管道38，这些管道38沿着侧表面6延伸并且在地板8附近、例如在座位下面通入到车厢4中。

[44]第二网18具有：位于顶篷10上的、与第二管路26的一个或多个出口相连接的一个或多个入口40；以及一些管道42，这些管道42在顶篷10附近或者在该顶篷10上通入到车厢4中。

[45]在工作时，动力风机组(GMV)22迫使气流通过处理单元20，并且经处理单元20中处理过的空气被分配成在第一管路24和第一网16中流动的第一气流F1、以及在第二管路26和第二网18中流动的第二气流F2。

[46]在车厢4的供暖模式下，控制所述处理单元20，以对通过该处理单元的空气进行加热，而且启动加热装置28，以便它对气流F1再加热。

[47]气流F1和F2被分别进行处理。气流F1受到连续的两次加热：在处理单元20中，然后在加热装置28中。气流F2仅在处理单元20中被加热，不受到补充加热。因而气流F1比气流F2更热。

[48]这样就能够配送不同温度的气流F1和F2，并且实现了在车厢4的底部提供比在车厢顶部更多的热量。

[49]通过对流，提供到车厢底部的更热空气朝着顶部扩散，这就在顶部和底部之间产生了温度梯度，从而保证了使乘客满意的舒适度。

[50]通过提供更高温度的空气而向车厢底部提供更多的热量，就能够改善对于供热的控制，以及因此改善对于温度梯度的控制。

[51]通过加热装置28进行的补充加热，还能够补偿气流F1由于在沿着侧表面6延伸的管道38中朝向外部的热传导而造成的热损耗。

[52]此外，由于气流F1的温度高于气流F2的温度，因而就有可能使气流F1的流量保持小于气流F2的流量，并向车厢4的底部提供更多的热量。

[53]例如可以借助分配装置30来保持这种流量差。

[54]作为变型或者可选地，通过采用这样的管道来形成第一网16以获得流量差：所述管道的截面小于形成第二网18的管道的截面。这样，即使是在所述的一个阀或每个所述阀32完全开启的状态下，气流F1的流量也将小于气流F2的流量。这种变型的优点在于：能够限制第一网16的尺寸，该第一网的管道38沿着侧表面6由顶篷朝框架排布。对于车辆的给定宽度，这样就能够增加车厢4的内部宽度。此外，还可以限制在旅客脚部处的气流，这也增加了舒适度。

[55]在一能够限制底部气流的实施例中，无论由动力风机组(GMV)22吹送的、并且由处理单元20处理过的空气流量怎样，控制所述的一个或所述的每个阀32以使气流F1的流量保持恒定。

[56]在供暖模式下，气流F1的流量(可变化的或者恒定的)有利地小于吹送入车厢4中的空气总流量的一半。

[57]控制单元33根据传感器C1、C2和/或C4所提供的信号来控制动力风机组(GMV)22、处理单元20、所述的一个或每个阀32以及加热装置28。

[58]在车厢4的制冷模式下，为了获得适于保证旅客舒适度的适当的温度梯度，控制空气调节系统12以使得车厢4的顶部比底部更冷。

[59]更具体地，控制空气调节系统12以便提供基本上处于相同温度的气流F1和F2，但气流F1的流量大于气流F2的流量。

[60]在这一情形中，加热装置28不启动，并且控制处理单元20以对穿过该处理单元的空气进行制冷。

[61]阀32被移动到完全关闭或者部分关闭第一管路24的位置，以便使得气流F2的流量能够大于气流F1的流量。

[62]优选地，只在顶部进行供冷，阀32完全关闭，从而气流F1基本为零。

[63]在供暖模式或制冷模式下，该空调机组14能够以紧凑的和经济的方式令人满意地控制温度梯度。事实上，空调机组14使用了用于第一网16和第二网18的单一主要处理单元20。加热装置28具有一个或多个设置在第一管路24上的加热元件，所述加热元件是紧凑的，简单的，低成本的，而且是容易控制的。

[64]控制装置30能够控制空气流量，以确保在制冷模式下具有舒适的温度梯度。控制装置30也是紧凑的，简单的，低成本的，而且也是容易控制的。

[65]空调机组14集成有处理单元20、动力风机组(GMV)22、加热装置28和控制装置30，它们由以可拆卸方式固定在顶篷10上的公共框架34来承装。因而易于在整个设备中为了最终的替换或者维修而更换空调机组14。这样就便于维护。另外，还能够将这些不同的部件汇集到车辆2的顶层上，因而能够使得第一网16和第二网18紧凑，从而为车厢4释放空间。

[66]因此，概括地说，本发明还涉及铁路车辆车厢的空调机组，它包括：用于加热和/或冷却空气的空气处理装置；第一供气管路，其将空气供给用于将处理过的空气配送到车厢底部的第一网；第二供气管路，其将空气供给用于将处理过的空气配送到车厢顶部的第二网，其中，所述空气处理装置能够向第一网和第二网提供不同温度的第一气流和第二气流。

[67]本发明适用于各种类型的客运铁路车辆，尤其是用于干线列车的车辆。

Claims

1.一种用于铁路车辆车厢的空气调节系统，所述空气调节系统包括：

用于加热和/或冷却空气的空气处理装置(20，28)；

用于将空气配送到车厢底部的第一网(16)，以及

用于将空气配送到车厢顶部的第二网(18)，

其特征在于，所述空气调节系统包括空调机组(14)，所述空调机组包括被设置用于以可拆卸的方式固定在铁路车辆(2)的顶篷上的框架，所述空调机组(14)集成有所述空气处理装置(20，28)、向所述第一网(16)供气的第一管路(24)、以及向所述第二网(18)供气的第二管路(26)；所述空气处理装置(20，28)被设置成向所述第一网(16)提供第一气流(F1)和向所述第二网(18)提供第二气流(F2)，所述第一气流和所述第二气流处于不同温度。

2.如权利要求1所述的空气调节系统，其特征在于，所述空气处理装置包括：一公共的主要空气处理单元(20)，其布置成为所述第一网(16)和所述第二网(18)供气；以及至少一个辅助空气处理单元(28)，其对所述第一网(16)和所述第二网(18)其中之一的气流(F1，F2)进行单独处理。

3.如权利要求2所述的空气调节系统，其特征在于，所述辅助空气处理单元是加热所述第一网(16)的气流(F1)的加热装置(28)。

4.如权利要求3所述的空气调节系统，其特征在于，该空气调节系统包括控制单元(33)，所述控制单元能够根据对车厢外部温度的测量和/或对车厢内部温度的测量，独立于所述主要空气处理单元(20)来控制所述加热装置(28)的加热功率。

5.如权利要求3或4所述的空气调节系统，其特征在于，该空气调节系统包括控制单元(33)，所述控制单元能够根据对所述第一网(16)出口处的空气温度的测量和对所述第二网(18)出口处的空气温度的测量，独立于所述主要空气处理单元(20)地控制所述加热装置(28)的加热功率。

6.如权利要求2至4中任一项所述的空气调节系统，其特征在于，该空气调节系统包括分配装置(30)，所述分配装置将所述主要空气处理单元(20)处理过的空气在所述第一网(16)和所述第二网(18)之间进行分配。

7.如权利要求6所述的空气调节系统，其特征在于，该空气调节系统包括控制单元(33)，所述控制单元能够控制所述分配装置(30)，以便独立于被所述主要空气处理单元(20)处理过的空气流量，而使所述第一网(16)中保持恒定的空气流量。

8.如权利要求7所述的空气调节系统，其特征在于，所述分配装置(30)能够关闭所述第一网(16)，以便将所述空气处理装置处理过的全部空气都引导到所述第二网(18)。

9.如权利要求1至4中任一项所述的空气调节系统，其特征在于，该空气调节系统设置成：出自所述第一网(16)的气流的流量小于出自所述第二网(18)的气流的流量。

10.如权利要求9所述的空气调节系统，其特征在于，所述第一网(16)的管道和所述第二网(18)的管道的尺寸设置成使得：出自所述第一网(16)的气流小于出自所述第二网(18)的气流。

11.如权利要求10所述的空气调节系统，其特征在于，所述第一网(16)由这样的管道(38)形成：这些管道(38)的截面小于形成所述第二网(18)的管道的截面。

12.一种客运铁路车辆，它包括车厢(4)和如前述权利要求中任一项所述的车厢(4)的空气调节系统(12)。

13.如权利要求12所述的客运铁路车辆，其特征在于，所述空调机组(14)固定在客运铁路车辆的顶篷之上。

14.客运铁路车辆的车厢的空气调节方法，其中将第一气流(F1)通过空气配送第一网(16)配送到车厢底部和将第二气流(F2)通过空气配送第二网(18)配送到车厢顶部；

其特征在于，在空调机组(14)中处理气流，所述空调机组包括以可拆卸的方式固定在客运铁路车辆(2)的顶篷上的框架，所述空调机组(14)集成有用于加热和/或冷却空气的空气处理装置(20，28)、向所述第一网(16)供气的第一管路(24)、以及向所述第二网(18)供气的第二管路(26)；并且将处理过的空气分配成在所述第一管路(24)和所述第一网(16)中流动的第一气流(F1)、以及在所述第二管路(26)和所述第二网(18)中流动的第二气流(F2)，并在车厢(4)的供暖模式下，所述空气处理装置(20，28)向所述第一网(16)提供所述第一气流(F1)和向所述第二网(18)提供所述第二气流(F2)，所述第一气流和所述第二气流处于不同温度。

15.如权利要求14所述的空气调节方法，其特征在于，在车厢(4)的供暖模式下，配送温度高于所述第二气流(F2)温度的所述第一气流(F1)。

16.如权利要求14或15所述的空气调节方法，其特征在于，在车厢(4)的供暖模式下，通过加热来处理空气，将该空气分配成所述第一气流(F1)和所述第二气流(F2)，并单独加热所述第一气流(F1)以便配送温度高于所述第二气流(F2)温度的所述第一气流(F1)。

17.如权利要求16所述的空气调节方法，其特征在于，根据对车厢外部温度的测量和/或对车厢内部温度的测量，控制对于所述第一气流(F1)的加热功率。

18.如权利要求16所述的空气调节方法，其特征在于，根据对所述第一网(16)出口处的空气温度的测量和对所述第二网(18)出口处的空气温度的测量，控制对于所述第一气流(F1)的加热功率。

19.如权利要求14或15所述的空气调节方法，其特征在于，在制冷模式下，只朝着车厢(4)的顶部配送经冷却的第二气流(F2)。

20.如权利要求14或15所述的空气调节方法，其特征在于，在车厢(4)的供暖模式和/或制冷模式下，所述第一气流(F1)的流量小于所述第二气流(F2)的流量。