DE102010063072B4

DE102010063072B4 - Fahrzeug mit Wasserversorgungs- und Kühlanlage

Info

Publication number: DE102010063072B4
Application number: DE102010063072.1A
Authority: DE
Inventors: Ralph Gärtner; Christian Schneider
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: US20130263956A1; WO2012079829A1; RU2013132213A; RU2554707C2; DE102010063072A1; CN103260991A; EP2630020A1

Abstract

Fahrzeug mit einer Wasserversorgungsanlage für Verbraucher (4, 5) und mit einer Kühlanlage (1), die eine Ablaufleitung (7) zum Abführen von beim Betrieb der Kühlanlage (1) anfallendem Kondenswasser aufweist, wobei die Ablaufleitung (7) der Kühlanlage (1) indirekt mit dem wenigstens einen Verbraucher (4, 5) verbunden ist, wobei in die Ablaufleitung (7) der Kühlanlage (1) ein Zwischenbehälter (2) eingebaut ist, der zum Sammeln von kondensiertem Wasser dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (2) sowohl mit einem Wasservorratsbehälter (3) der Wasserversorgungsanlage als auch dem wenigstens einen Verbraucher (4, 5) verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug mit einer Wasserversorgungsanlage für Verbraucher und mit einer Kühlanlage, die eine Ablaufleitung zum Abführen von beim Betrieb der Kühlanlage anfallendem Kondenswasser aufweist.
Wasserversorgungssysteme, die nicht an die öffentliche Wasserversorgung angeschlossen sind, führen meist begrenzte Mengen Wassers für den Betrieb mit. Hierzu ist meist ein Behälter verbaut, in dem das Wasser aufbewahrt wird, d. h. ein Wasservorratsbehälter. Dies ist beispielsweise in nicht stationären Anlagen, wie Fahrzeugen aller Art (Zug, Flugzeug, Schiff...) der Fall. Der Wasservorratsbehälter versorgt über Rohrleitungen typischer Weise mehrere Verbraucher, wie ein WC, ein Handwaschbecken, eine Einrichtung zur Nahrungsmittelzubereitung, eine Spülmaschine u. a. m. mit Wasser. Das Wasser muss regelmäßig nachgefüllt werden, um allen Verbrauchern ständig zu Verfügung zu stehen.
Gerade in Fahrzeugen ist oft eine Klimaanlage zur Regelung der Umweltbedingungen oder ein anderes Kühlsystem verbaut. Beim Betrieb des Kühlsystems fällt Kondenswasser an, welches aus dem System geleitet werden muss. Beispielsweise in Schienenfahrzeugen wird das Kondenswasser bisher über eine separate Rohrleitung, die auch Ablaufleitung oder Überlaufleitung genannt wird, nach außen geleitet.
Die gattungsbildende Druckschrift DE 10 2005 049 314 A1 offenbart eine Scheibenwaschanlage für ein Fahrzeug mit einer Klimaanlage. Das beim Betrieb der Klimaanlage anfallende Kondenswasser wird in einem Zwischenbehälter gesammelt und über einen Wischwasserbehälter den Waschdüsen der Scheibenwischanlage zugeführt.
Bei Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, besteht im Hinblick auf die kontinuierliche Versorgung sämtlicher Wasserverbraucher mit Wasser die allgemeine Aufgabe, den Bedarf an Frischwasser zum Nachfüllen des Wasservorratsbehälters zu vermindern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß ist die Ablaufleitung der Kühlanlage mit wenigstens einem Verbraucher verbunden.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Nachfüllbedarf des Wasservorratsbehälters mit Frischwasser vermindert ist, weil das an der Kühlanlage anfallende Kondenswasser zur Versorgung des wenigstens einen Verbrauchers herangezogen werden kann.
Durch die Einbeziehung des Kondenswassers in die Wasserversorgung des wenigstens einen Verbrauchers kann eine auf dem Fahrzeug mitgeführte Wassermenge reduziert werden, so dass auch Bauraum für den Wasservorratsbehälter eingespart werden kann. Dieser kann nämlich kleiner dimensioniert werden. Auch ist es möglich, dass ggf. Rohrleitungen eingespart werden können.
Die vorhandene Wassermenge im Wasservorratsbehälter reicht durch die Einbeziehung des Kondenswassers in die Wasserversorgung für den wenigstens einen Verbraucher über einen längeren Zeitraum und die Verfügbarkeit des Systems wird erhöht.
Die Menge des anfallenden Kondenswassers hängt stark vom betrachteten System ab. Grundsätzlich fällt nur dann Kondenswasser in dem Kühlsystem an, wenn dieses eingeschaltet ist und, speziell im Fall einer Klimaanlage, im Kühlbetrieb fährt. Je wärmer die von außen zugeführte Luft ist, umso stärker muss sie abgekühlt werden, so dass mehr Kondenswasser anfällt. Auch hängt die anfallende Kondenswassermenge von der relativen Luftfeuchtigkeit der zugeführten Luft ab. Bei einer hohen Luftfeuchtigkeit wird der Luft beim Abkühlen mehr Wasser entzogen. Wichtig hierfür ist eine Berechnung des Taupunktes. Im Bahnbetrieb ist die Anzahl der Passagiere wichtig, die sich in einem von der Klimaanlage versorgten Raum befinden, weil jede einzelne Person Wärme und Wasser abgibt.
Erfindungsgemäß ist die Ablaufleitung der Kühlanlage indirekt mit dem wenigstens einen Verbraucher verbunden. Es ist in die Ablaufleitung der Kühlanlage ein Zwischenbehälter eingebaut, der zum Sammeln von kondensiertem Wasser dient.
Durch Vorsehen des Zwischenbehälters kann eine Aufteilung von Wasservorratsbehältern vorgenommen werden, so dass der mindestens eine Verbraucher – typischer Weise werden immer mehrere Verbraucher vorhanden sein – sowohl aus dem Zwischenbehälter als auch aus dem Wasservorratsbehälter, der zur Wasserversorgungsanlage gehört, versorgt werden können.
Der Zwischenbehälter ist dabei sowohl mit dem Wasservorratsbehälter der Wasserversorgungsanlage als auch mit dem wenigstens einen Verbraucher verbunden.
Der Zwischenbehälter kann direkt mit dem wenigstens einen Verbraucher verbunden sein. Auch ist es möglich, dass der wenigstens eine Verbraucher sowohl mit dem Zwischenbehälter als auch zusätzlich an den Wasservorratsbehälter der Wasserversorgungsanlage angeschlossen ist.
Der Zwischenbehälter kann über eine Leitung an einen Wasservorratsbehälter der Wasserversorgungsanlage angeschlossen sein, der über eine weitere Leitung mit dem wenigstens einen Verbraucher verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Verbraucher immer über den Wasservorratsbehälter mit Wasser versorgt.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Verzweigung der Ablaufleitung der Kühlanlage unmittelbar mit einem Wasservorratsbehälter der Wasserversorgungsanlage verbunden sein.
Es ist ebenfalls möglich, dass der wenigstens eine Verbraucher ausschließlich über die Ablaufleitung der Kühlanlage mit Wasser versorgt ist. Diese setzt selbstverständlich einen für den betreffenden Verbraucher ausreichenden Anfall an Kondenswasser bei der Kühlanlage voraus.
In einer weiteren Ausführungsform können der Zwischenbehälter und ein Wasservorratsbehälter der Wasserversorgungsanlage über zugehörige Leitungen ein Zirkulationssystem ausbilden, in dem mittels wenigstens einer Pumpe Wasser förderbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer Wasserversorgungsanlage in Kombination mit einer Kühlanlage in einer ersten Ausführungsform,
2 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer Wasserversorgungsanlage in Kombination mit einer Kühlanlage in einer zweiten Ausführungsform,
3 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer Wasserversorgungsanlage in Kombination mit einer Kühlanlage in einer dritten Ausführungsform und
4 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer Wasserversorgungsanlage in Kombination mit einer Kühlanlage in einer vierten Ausführungsform.
Die in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen einer Kombination aus einer Wasserversorgungsanlage und einer Kühlanlage 1 sind anwendbar in mobilen Systemen aller Art, wobei Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, hervorzuheben sind. Gleiche Bezugszeichen bedeuten funktionell gleiche Bauteile.
Bei der Ausführungsform nach 1 ist eine Kühlanlage 1 über eine Ablaufleitung 7 an einen Zwischenbehälter 2 zum Aufsammeln kondensierten Wassers angeschlossen. Hinter dem Zwischenbehälter 2 setzt sich die Ablaufleitung 7 fort. Auch der Zwischenbehälter 2 ist mit einer Überlaufleitung 6 ausgestattet, so dass verhindert wird, dass Wasser bis in die Kühlanlage 1 zurück gestaut wird. Wenn nämlich der Zwischenbehälter 2 vollständig gefüllt ist und von Verbrauchern 4, 5 kein Wasser angefordert ist bzw. entnommen wird, fließt dass von der Kühlanlage 1 nach strömende kondensierte Wasser durch diese Überlaufleitung 6 in den Fortsatz der Ablaufleitung 7 unterhalb des Zwischenbehälters 2 und verlässt somit das System.
Der Zwischenbehälter 2 ist über eine Rohrleitung 10 an die Wasserversorgungsanlage angeschlossen. Im betrachteten Ausführungsbeispiel mündet die Rohrleitung 10 in eine Zuleitung 8, die zwischen einem Wasservorratsbehälter 3 der Wasserversorgungsanlage und dem Verbraucher 5 angeordnet ist. In dieser Weise kann der Verbraucher 5 sowohl über den Zwischenbehälter 2 als auch über den Wasservorratsbehälter 3 mit Wasser versorgt werden. Der Verbraucher 5 unterscheidet sich von dem Verbraucher 4 in der Hinsicht, dass ersterer nicht notwendiger Weise Frischwasser benötigt und somit auch mit kondensiertem Wasser aus der Kühlanlage 1 betrieben werden kann.
Demgegenüber ist der Verbraucher 4 über eine Rohrleitung 9 ausschließlich mit dem Wasservorratsbehälter 3, der Frischwasser enthält, verbunden. Für den Wasservorratsbehälter 3 ist eine Überlaufleitung 12 vorgesehen.
Bei der anhand von 1 dargestellten Ausführungsform ist es möglich, den Verbraucher 4 und dessen Zuleitung 9 vom Wasser der Kühlanlage 1 getrennt zu halten. Demgegenüber ist es für den Verbraucher 5, der eine geringere Wasserqualität benötigt, möglich, ihn über die Rohrleitung 10 so lange mit Wasser von dem Zwischenbehälter 2 aus zu versorgen, bis dieser vollständig entleert ist. Dann kann der Wasserbedarf des Verbrauchers 5 wieder ausschließlich über die Rohrleitung 8 aus dem Wasservorratsbehälter 3 der Wasserversorgungsanlage gedeckt werden.
In einer Variante der Ausführungsform nach 1 kann die Rohrleitung 10 auch unmittelbar an den Verbraucher 5 angeschlossen sein.
Die Ausführungsform nach 2 stimmt in weiten Teilen derjenigen nach 1 überein. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Rohrleitung 10 aus 1 durch eine Rohrleitung 13 ersetzt ist, die nunmehr unmittelbar in den Wasservorratsbehälter 3 mündet.
Der Wasservorratsbehälter 3 wird in dieser Ausführungsform nicht permanent mit Wasser versorgt. Vielmehr ist es möglich, Wasser zwischen dem Zwischenbehälter 2 und dem Wasservorratsbehälter 3 umzupumpen, wenn a) der Zwischenbehälter 2 voll ist, so dass das Wasser durch den Überlauf 6 austreten würde, oder b) der Wasservorratsbehälter 3 leer ist oder einen niedrigen Füllstand erreicht. In dieser Weise kann immer oder bei Bedarf aus dem Zwischenbehälter 2 Wasser in den Wasservorratsbehälter 3 umgeleitet werden.
Dies kann im Prinzip der kommunizierenden Behälter, bei dem sich die Behälter auf dem gleichen Niveau befinden und der Wasserdruck den Flüssigkeitsspiegel in den Behältern ausgleicht, betrieben werden. Dies ist dann möglich, wenn die Behälter 2, 3 auf dem gleichen Höhenniveau sind oder die Umwälzung mit Hilfe von Pumpen betrieben wird. In diesem Fall kann auch auf eine der beiden Überlaufleitungen 6, 12 verzichtet werden, wenn gewährleistet ist, dass kein Wasser in die Kühlanlage 1 zurückfließen kann.
Die Verbraucher 4, 5 werden ausschließlich vom Wasservorratsbehälter 3 aus mit Wasser versorgt.
Bei der anhand von 3 veranschaulichten Ausführungsform ist wiederum der Zwischenbehälter 2 über eine Verbindungsleitung 14 mit dem Wasservorratsbehälter 3 verbunden. So kann der Wasserstand in den Behältern 2, 3 jederzeit angeglichen werden. Beide Behälter 2, 3 besitzen je eine eigene Überlaufleitung 6, 12.
Bei der Ausführungsform nach 3 ist die Versorgungsleitung 8 für den Verbraucher 5 direkt an den Zwischenbehälter 2 angeschlossen und wird nur über ihn versorgt. Ebenso wird der Verbraucher 4 ausschließlich vom Wasserbehälter 3 über die Versorgungsleitung 9 versogt.
Die anhand von 4 dargestellte Ausführungsform geht von derjenigen nach 2 insofern aus, dass sämtliche vorgesehenen Rohrleitungen der Ausführungsform nach 2 auch bei der Ausführungsform nach 4 vorhanden sind.
In 4 tritt eine Rohrleitung 15 hinzu, welche den Zwischenbehälter 2 mit dem Wasservorratsbehälter 3 in der Weise verbindet, dass der Zwischenbehälter 2, die Rohrleitung 13, der Wasservorratsbehälter 3 und die Rohrleitung 15 einen Kreislauf bilden, so dass die Rohrleitungen 13, 15 als Zirkulationsleitungen bezeichnet werden können. Mit Hilfe vorgesehener Pumpen ist es möglich, das Wasser ständig zwischen den Behältern 2, 3 im Kreis zu pumpen. Dann muss man das Wasser in jeder Leitung nur in eine Richtung pumpen, um einen Ausgleich herzustellen.
Obwohl in der Figur die Verbraucher 4, 5 über die Rohrleitungen 8, 9 an den Wasserratsbehälter 3 angeschlossen sind, ist es auch denkbar, die Verbraucher 4, 5 an den Zwischenbehälter 2 oder auch an die Rohrleitungen 13, 15 anzuschließen.
In einer Variante kann auch auf eine der beiden Überlaufleitungen 6, 12 verzichtet werden, da zwei Überlaufleitungen nicht zwingend erforderlich sind.

Claims

Fahrzeug mit einer Wasserversorgungsanlage für Verbraucher (4, 5) und mit einer Kühlanlage (1), die eine Ablaufleitung (7) zum Abführen von beim Betrieb der Kühlanlage (1) anfallendem Kondenswasser aufweist, wobei die Ablaufleitung (7) der Kühlanlage (1) indirekt mit dem wenigstens einen Verbraucher (4, 5) verbunden ist, wobei in die Ablaufleitung (7) der Kühlanlage (1) ein Zwischenbehälter (2) eingebaut ist, der zum Sammeln von kondensiertem Wasser dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (2) sowohl mit einem Wasservorratsbehälter (3) der Wasserversorgungsanlage als auch dem wenigstens einen Verbraucher (4, 5) verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (2) direkt mit dem wenigstens einen Verbraucher (4, 5) verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (2) über eine Leitung (8, 13, 14) an den Wasservorratsbehälter (3) der Wasserversorgungsanlage angeschlossen ist, der über eine weitere Leitung (9) mit dem wenigstens einen Verbraucher (4, 5) verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzweigung der Ablaufleitung (7) der Kühlanlage (1) unmittelbar mit dem Wasservorratsbehälter (3) der Wasserversorgungsanlage verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verbraucher (4, 5) ausschließlich über die Ablaufleitung (7) der Kühlanlage (1) mit Wasser versorgt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbehälter (2) und der Wasservorratsbehälter (3) der Wasserversorgungsanlage über zugehörige Leitungen ein Zirkulationssystem ausbilden, in dem mittels wenigstens einer Pumpe Wasser förderbar ist.