DE102010015775A1 - Sound dampening coating material, useful in the inner area of railway vehicles, comprises a latent heat storage material - Google Patents

Sound dampening coating material, useful in the inner area of railway vehicles, comprises a latent heat storage material Download PDF

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Abstract

Sound dampening coating material comprises latent heat storage material, which constitutes at least 40 wt.% of the sound dampening coating material.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antidröhn-Beschichtungsmaterial zum Einsatz im Innenraum eines Schienenfahrzeugs.The invention relates to an antidrone coating material for use in the interior of a rail vehicle.

Ein solches Beschichtungsmaterial ist typischer Weise streich- und/oder spritzfähig und wird typischer Weise in einer Dicke von 3,5 bis 8 mm im gesamten Fahrzeuginnenraum aufgetragen. Es werden pro Wagenkasten zwischen 500 kg bis 1000 kg Antidröhn-Beschichtungsmaterial eingebracht.Such a coating material is typically coatable and / or sprayable and is typically applied in a thickness of 3.5 to 8 mm throughout the vehicle interior. There are introduced per car body between 500 kg to 1000 kg Antidröhn coating material.

Die Aufgabe des Beschichtungsmaterials ist es, eine akustische Entkopplung des Fahrzeuginnenraums von äußeren Geräuschquellen zu erreichen. Dies wird mit handelsüblichen Entdröhnungsmassen beispielsweise der Fa. Griwecolor® zufriedenstellend erreicht (Produkt: „Antiphon”).The object of the coating material is to achieve an acoustic decoupling of the vehicle interior from external noise sources. This is satisfactorily achieved with commercial Entdröhnungsmassen example of the company. Griwecolor ® (product: "Antiphon").

Allerdings gibt es neben den akustischen Randbedingungen für die Verhältnisse im Innenraum eines Schienenfahrzeugs auch solche klimatischer Art. Das Raumklima im Innenraum eines Schienenfahrzeugs wird maßgeblich durch das thermische Verhalten des Fahrzeugs bestimmt. Bei Fahrzeugen, denen aufgrund ihrer Leichtbauweise die erforderliche thermische Speichermasse fehlt, führen innere thermische Lasten, wie beispielsweise Passagiere, und äußere thermische Lasten, wie Sonneneinstrahlung, zu großen Temperaturschwankungen, Komforteinbußen und verstärktem Bedarf an Klimatisierung des Fahrzeugs.However, in addition to the acoustic boundary conditions for the conditions in the interior of a rail vehicle, there are also such climatic types. The indoor climate in the interior of a rail vehicle is largely determined by the thermal behavior of the vehicle. In vehicles lacking the required thermal storage mass due to their lightweight construction, internal thermal loads, such as passengers, and external thermal loads, such as solar radiation, result in large temperature fluctuations, loss of comfort and increased need for air conditioning of the vehicle.

Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, wird bisher das Klimasystem des Schienenfahrzeugs derart dimensioniert, dass den Anforderungen genügt wird. Im Einzelnen gehören zu den Anforderungen die Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Regen, usw. sowie auch Innenraumbedingungen, zu denen eine Frischluftmenge, eine Wärmeabgabe von Personen und elektrischen Geräten, ein Beladungszustand und die CO2-Konzentration im Druckschutzfall gehören.To meet these requirements, so far the climate system of the rail vehicle is dimensioned such that the requirements are met. Specifically, the requirements include environmental conditions such as temperature, humidity, sunshine, rain, etc., as well as indoor conditions including fresh air flow, heat output from people and electrical equipment, a load condition, and the CO 2 concentration in the pressure protection case.

In die Dimensionierung der Klimaanlage gehen außerdem Wagenparameter, Behaglichkeitsparameter und akustische Anforderungen ein, wobei das bekannte Antidröhn-Beschichtungsmaterial dazu geeignet ist, Parameter wie den Innenschallpegel im Fahrgastraum bei Fahrzeugstillstand, den Innenschallpegel im Fahrerstand bei Fahrzeugstillstand, den Innenschallpegel bei Fahrbetrieb, den Außenschallpegel bei Fahrzeugstillstand und den Schallleistungspegel des Klimagerätes selbst innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten.In the dimensioning of the air conditioning also go car parameters, comfort parameters and acoustic requirements, the known anti-sound coating material is suitable parameters such as the interior noise level in the passenger compartment when the vehicle is stationary, the interior noise level in the driver's station when the vehicle is stationary, the interior noise level when driving, the outside sound level at vehicle standstill and to keep the sound power level of the air conditioner itself within predetermined limits.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Antidröhn-Beschichtungsmaterial derart weiterzuentwickeln, dass es zusätzlich günstige Eigenschaften für die thermischen Verhältnisse im Innraum des Schienenfahrzeugs aufweist.Proceeding from this, the object of the invention is to further develop the known antidrone coating material such that it additionally has favorable properties for the thermal conditions in the interior space of the rail vehicle.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass wenigstens 40 Gew.-% des Antidröhn-Beschichtungsmaterials aus einem latentwärmespeichernden Material besteht.The object is achieved in that at least 40 wt .-% of Antidröhn coating material consists of a latent heat storage material.

Als Latentwärmespeichermaterial kann bevorzugt ein Phasenwechselmaterial (PCM: Phase Change Materials) eingesetzt werden.The latent heat storage material used may preferably be a phase change material (PCM: Phase Change Materials).

Unter Latentwärmespeicherung versteht man die Speicherung von Wärme in einem Material, welches einen Phasenübergang, wie beispielsweise von fest zu flüssig, erfährt. Bei der Speicherung von Wärme in dem Speichermaterial beginnt das Material beim Erreichen der Temperatur des Phasenübergangs zu schmelzen und erhöht dann trotz weiterer Einspeicherung von Wärme, seine Temperatur nicht, bis das Material komplett geschmolzen ist. Erst dann tritt wieder eine Erhöhung der Temperatur auf. Da für längere Zeit trotz Wärmezufuhr keine merkliche Temperaturerhöhung auftritt, nennt man die während des Phasenübergangs eingespeicherte Wärme „versteckte Wärme” oder auch „latente Wärme”. Im Falle eines Phasenübergangs fest-flüssig ist die latente Wärme gleich der Schmelz- oder der Kristallisationswärme des Speichermaterials. Beim Erstarren wird die gespeicherte Wärme wieder abgegeben. Im Gegensatz zu einer Latentwärmespeicherung steigt bei einer sensiblen Wärmespeicherung ohne Phasenübergang des Materials die Temperatur mit der im Material gespeicherten Wärme proportional an.By latent heat storage is meant the storage of heat in a material which undergoes a phase transition, such as from solid to liquid. When storing heat in the storage material, the material begins to melt upon reaching the temperature of the phase transition and then, despite further storage of heat, does not increase its temperature until the material has completely melted. Only then does an increase in temperature occur again. Since there is no appreciable temperature increase for a long time despite heat supply, the heat stored during the phase transition is called "hidden heat" or "latent heat". In the case of a solid-liquid phase transition, the latent heat is equal to the heat of fusion or heat of crystallization of the storage material. When solidifying, the stored heat is released again. In contrast to latent heat storage, with sensible heat storage without phase transition of the material, the temperature increases proportionally with the heat stored in the material.

Die Eigenschaft der Latentwärmespeicherung für die Antidröhn-Beschichtungsmasse im Schienenfahrzeug ist für dessen thermische Eigenschaften günstig. Bei geeigneter Wahl des Latentwärmespeichermaterials hinsichtlich der Temperatur seines Phasenübergangs kann erreicht werden, dass starke Sonneneinstrahlung tagsüber ebenso wie nachts auftretende, sehr tiefe Temperaturen im Hinblick auf ihre Einwirkung auf die thermischen Verhältnisse im Fahrzeuginnenraum abgedämpft werden.The property of latent heat storage for the Antidröhn coating material in the rail vehicle is favorable for its thermal properties. With a suitable choice of the latent heat storage material with respect to the temperature of its phase transition can be achieved that strong sunlight during the day as well as at night, very low temperatures are attenuated in terms of their effect on the thermal conditions in the vehicle interior.

Bevorzugt wird als das Phasenwechselmaterial ein Material auf Salz- oder Paraffinbasis eingesetzt. Beispielsweise PCM-Materialien auf Paraffinbasis können Schmelztemperaturen im Bereich von 0 bis 120°C aufweisen, was einem geeigneten Temperaturbereich entspricht.Preferably, a salt or paraffin based material is used as the phase change material. For example, paraffin-based PCM materials may have melt temperatures in the range of 0 to 120 ° C, which corresponds to a suitable temperature range.

Bevorzugt liegt das Latentwärmespeichermaterial in mikroverkapselter Form vor. In dieser Form kann es besonders einfach in bekanntes Antidröhn-Beschichtungsmaterial eingebracht werden, wobei auch eine Streich- und Spritzfähigkeit gegeben ist.Preferably, the latent heat storage material is in microencapsulated form. In this form, it can be particularly easily introduced into known antidröhn coating material, which is also a brushing and spraying ability.

Eine Teilchengröße von Mikrokapseln des Latentwärmespeichermaterials kann im Bereich von 1 bis 10 μm liegen. Zur Erzielung wünschenswerter Wärmedämmeigenschaften kann das Antidröhn-Beschichtungsmaterial 60 bis 80 Gew.-% Latentwärmespeichermaterial enthalten. Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass auch das Latentwärmespeichermaterial die erforderlichen Antidröhn-Eigenschaften aufweist.A particle size of microcapsules of the latent heat storage material may range from 1 to 10 microns. To achieve desirable thermal insulation properties, the antidrone coating material may contain from 60% to 80% by weight of latent heat storage material. It is made use of the fact that the latent heat storage material has the required antidrone properties.

Für eine Anwendung in Schienenfahrzeugen kann eine Phasenwechseltemperatur des Latentwärmespeichermaterials in einem Bereich zwischen 17 und 30°C liegen. Dabei würde eine Phasenwechseltemperatur von 17°C bedeuten, dass in einem Temperaturbereich oberhalb von 17°C auch bei erhöhter Sonneeinstrahlung keine weitere Temperaturerhöhung im Innenraum des Schienenfahrzeugs auftritt, bis das Latentwärmespeichermaterial vollständig geschmolzen ist.For rail vehicle application, a phase change temperature of the latent heat storage material may range between 17 and 30 ° C. In this case, a phase change temperature of 17 ° C would mean that in a temperature range above 17 ° C, even with increased solar radiation no further increase in temperature in the interior of the rail vehicle occurs until the latent heat storage material is completely melted.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Antidröhn-Beschichtungsmaterial wie folgt charakterisiert:
Es liegt eine streich- oder spritzfähige Mischung aus einem handelsüblichen Antidröhn-Beschichtungsmaterial und in mikroverkapselter Form vorliegendem Phasenwechselmaterial (PCM) vor. Dabei beträgt ein Gewichtsanteil des Phasenwechselmaterials zwischen 40 und 80 Gew.-% an der Mischung aus Antidröhn-Beschichtungsmaterial und zugesetztem Phasenwechselmaterial.In one embodiment of the invention, an antidrone coating material is characterized as follows:
There is a spreadable or sprayable mixture of a commercially available Antidröhn coating material and present in microencapsulated form phase change material (PCM). In this case, a weight fraction of the phase change material is between 40 and 80 wt .-% of the mixture of Antidröhn coating material and added phase change material.

Die Teilchengröße von Mikrokapseln des Latentwärmespeichermaterials bzw. Phasenwechselmaterials liegt vorzugsweise bei 5 μm, kann jedoch in dem Bereich von 1 bis 10 μm liegen.The particle size of microcapsules of the latent heat storage material or phase change material is preferably 5 microns, but may be in the range of 1 to 10 microns.

Als Phasenwechselmaterial ist ein Material auf Salz- oder Paraffinbasis gewählt, wobei eine Phasenwechseltemperatur des Materials in einem Bereich zwischen 17 und 30°C liegt.As the phase change material is selected a material based on salt or paraffin, wherein a phase change temperature of the material is in a range between 17 and 30 ° C.

Je höher der PCM-Anteil in der Antidröhnmasse ist, desto höher ist auch die thermische Speicherfähigkeit.The higher the PCM content in the antacid composition, the higher the thermal storage capacity.

Mögliche Mischungsverhältnisse werden sich aus den Anforderungen der Antidröhnmasse ergeben und können durch Versuche herausgefunden werden. Ein PCM-Gewichtsanteil von ca. 40–80 Gew.-% erscheint realistisch.Possible mixing ratios will result from the requirements of the Antidröhnmasse and can be found by experiments. A PCM weight fraction of about 40-80 wt .-% seems realistic.

Eine Mikroverkapselung von Salzhydraten wird z. Z. entwickelt, während der Einsatz mikroverkapselter Paraffine, die im Handel erhältlich sind, bereits jetzt möglich ist.A microencapsulation of salt hydrates is z. Z., while the use of microencapsulated paraffins, which are commercially available, is already possible.

Grundsätzlich sollte die Phasenwechseltemperatur im „Wohlfühlbereich” liegen, weswegen ca. 25°C einen guten Kompromiss darstellt.Basically, the phase change temperature should be in the "comfort zone", which is why about 25 ° C is a good compromise.

Claims (7)

Antidröhn-Beschichtungsmaterial zum Einsatz im Innenraum eines Schienenfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 40 Gew.-% des Antidröhn-Beschichtungsmaterials aus einem Latentwärmespeichermaterial besteht.Antidröhn coating material for use in the interior of a rail vehicle, characterized in that at least 40 wt .-% of the Antidröhn coating material consists of a latent heat storage material. Antidröhn-Beschichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als das Latentwärmespeichermaterial ein Phasenwechselmaterial eingesetzt ist.Antidröhn coating material according to claim 1, characterized in that a phase change material is used as the latent heat storage material. Antidröhn-Beschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Phasenwechselmaterial ein Material auf Salz- oder Paraffinbasis ist.Antidröhn coating material according to one of claims 1 or 2, characterized in that the phase change material is a material based on salt or paraffin. Antidröhn-Beschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Latentwärmespeichermaterial in mikroverkapselter Form vorliegt.Antidröhn coating material according to one of claims 1 to 3, characterized in that the latent heat storage material is present in microencapsulated form. Antidröhn-Beschichtungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilchengröße von Mikrokapseln des Latentwärmespeichermaterials im Bereich von 1 bis 10 μm liegt.Antidröhn coating material according to claim 4, characterized in that a particle size of microcapsules of the latent heat storage material is in the range of 1 to 10 microns. Antidröhn-Beschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es 60 bis 80 Gew.-% Latentwärmespeichermaterial enthält.Antidröhn coating material according to one of claims 1 to 5, characterized in that it contains 60 to 80 wt .-% latent heat storage material. Antidröhn-Beschichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Phasenwechseltemperatur des Latentwärmespeichermaterials in einem Bereich zwischen 17 und 30°C liegt.Antidröhn coating material according to one of claims 1 to 6, characterized in that a phase change temperature of the latent heat storage material is in a range between 17 and 30 ° C.
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