DE2149548A1 - Air conditioning for railway vehicles - Google Patents
Air conditioning for railway vehiclesInfo
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Description
2922 Pr.OikarKonig οι/nc/ο2922 Pr.OikarKonig οι / nc / ο
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7 Stuttgart ϊ7 Stuttgart ϊ
6 - Po*tfach 51 6 - Po * tfach 51
AlEX. FRIEDMANS KOMMANDITGESELLSCHAFT, Wien (Österreich)Alex. FRIEDMANS KOMMANDITGESELLSCHAFT, Vienna (Austria)
Klimaanlage für EisenbahnfahrzeugeAir conditioning for railway vehicles
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Eisenbahnfahrzeuge, mit einem luftbeaufschlagten Heiz- und Kühlaggregat, dessen Kühlsystem einen im Luftstrom angeordneten Verdampfer und einen gebläsegekühlten Kondensator aufweist, und bei dem im Luftstrom hinter dem Verdampfer eine Nachheizeinrichtung angeordnet ist»The invention relates to an air conditioning system for railway vehicles, with an air-loaded heating and cooling unit, the cooling system of which has an evaporator arranged in the air stream and a fan-cooled condenser, and in which an after-heating device is arranged in the air flow behind the evaporator »
Bei solchen Klimaanlagen wird die Luft zwecks ausreichender Entfeuchtung im Kühlbetrieb in der Regel auf einen niedrigeren Wert gekühlt, als es dem tatsächlichen Kühlbedarf entsprechen würde, damit der Taupunkt unterschritten wird und sich die Luftfeuchtigkeit niederschlagen kann, bevor die Luft den einzelnen Abteilen der Eisenbahnfahrzeuge zugeführt wird. Um dem tatsächlichen Kühlbedarf gerecht zu werden, muß diese erhöhte Kühlleistung durch entsprechendes Fachwärmen der Luft mit Hilfe der Nachheizeinrichtung kompensiert werden. Bei den bisher bekannten Anlagen wird als Nachheizeinrichtung eine zusätzliche Energiequelle, bei-1 spielsweise Dampf- oder elektrische Heizkörper, verwendet·In such air conditioning systems, the air is usually cooled to a lower value than would correspond to the actual cooling requirement for the purpose of sufficient dehumidification in cooling mode, so that the dew point is fallen below and the humidity can precipitate before the air is fed to the individual compartments of the railway vehicles . In order to meet the actual cooling requirement, this increased cooling capacity must be compensated for by heating the air appropriately with the aid of the reheating device. In previously known systems, is contributed one game as steam or electric heaters used as an additional energy source after heater ·
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Die Erfindung verfolgt nun das Ziel, eine Klimaanlage für Eisenbahnfahrzeuge zu beschaffen, hei der die erforderliche Entfeuchtung der luft ohne zusätzlichen Energieaufwand und unter optimaler Ausnutzung des verfügbaren Bauraumes erfolgt» Zu diesem Zweck ist, ausgehend von der eingangs genannten bekannten Klimaanlage, nach der Erfindung vorgesehen, daß die Nachheizeinrichtung als über eine Yentilanordnung in das Kühlsystem einschaltbarer, den Kondensator des Kühlsystems zumindest teilweise überbrückender Zusatzkondensator ausgebildet ist# Auf diese Weise wird zumindest ein leil der sonst ungenützt abströmenden Abwärme des Kondensators zum Kachwärmen der bisThe aim of the invention is to provide an air conditioning system for railway vehicles, ie the required one The air is dehumidified without additional expenditure of energy and with optimal use of the available space » For this purpose, based on the aforementioned known air conditioning system, the invention provides that the Post-heating device as switchable into the cooling system via a valve assembly, at least the condenser of the cooling system partially bridging additional capacitor is formed # In this way at least a part of the otherwise unused outflowing waste heat of the condenser to warm the up
" unter den Taupunkt abgekühltön Luft verwendet. Diese Abwärmeverwertung, die jegliche zusätzliche Energiezufuhr zur Sachheizeinrichtung entbehrlich macht, ist deshalb bei Klimaanlagen für Eisenbahnfahrzeuge von besonderer Bedeutung, weil hier nur relativ knapp bemessene Energien zur Verfügung stehen."The air is cooled below the dew point. This waste heat recovery, any additional energy supply to the material heating device makes dispensable, is therefore of particular importance in air conditioning systems for railway vehicles because only relatively limited energies are available here.
Die Erfindung bringt weiters eine Vereinfachung des Heiz- und Kühlaggregates mit sich, da die bisher erforderlichen gesonderten Anschlüsse der Dampf- bzw» elektrischen Heizkörper entfallen und die Nachheizeinrichtung unmittelbar in das ohnehin vorhandene Kühlsystem eingegliedert ist.The invention also brings a simplification of the heating and cooling unit with it, since the previously required There is no need for separate connections for the steam or »electric radiators and the post-heating device is directly connected to the Any existing cooling system is incorporated.
Durch die erfindungsgemäS vorgesehene Möglichkeit, beliebige Abschnitte des zum Kühlsystem gehörigen Kondensa-Due to the possibility provided according to the invention, any sections of the condensate belonging to the cooling system
t tors durch den Zusatzkondensator zu überbrücken, ergibt sich eine große Anpassungsfähigkeit der Anlage an die durch die klimatischen Verhältnisse, wie Außentemperatur und Luftfeuchtigkeit, gegebenen Betriebsbedingungen. Es zeigt sich, daß im normalen Kühlbetrieb bei durchschnittlichem Peuchtigkeitsgrad der Luft die Überbrückung nur eines !Teiles des dem Kühlsystem zugeordneten Kondensators dazu ausreicht, um den bis unter den Taupunkt abgekühlten Luftstrom im erwünschten Ausmaß nachzuwirmen, während bei extrem hoher Luftfeuchtigkeit der Kondensator zur Gänze überbrückt werden kann, sodaß dann im Bereich des Zusatzkondensat ore die gesamte Abwärme des Kühlmittels zur Verfügung steht. In diesem Falle wirt also die in das Heiz- und Kühlaggregat eintretende Luft zw*rBy bridging the gap with the additional capacitor, the system can be adapted to the operating conditions given by the climatic conditions, such as outside temperature and humidity. It turns out that in normal cooling operation with an average degree of humidity in the air, bridging only a part of the condenser assigned to the cooling system is sufficient to rewarm the air flow, which has cooled down to below the dew point, to the desired extent, while in extremely high humidity the condenser is completely bridged can be so that the entire waste heat of the coolant is then available in the area of the additional condenser ore. In this case, therefore, the air entering the heating and cooling unit is zw * r
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zuerst bis unter den Taupunkt abgekühlt, sodaß sich die Feuchtigkeit niederschlägt, sie wird jedoch im Bereich des Zusatzkondensators wieder bis knapp unter ihre Eintrittstemperatur aufgeheizt. Das Heiz- und Kühlaggregat übernimmt daher in letzterem Falle ausschließlich die Aufgabe eines Luftentfeuchterβ·first cooled to below the dew point, so that the moisture is precipitated, but it is in the area of the Additional capacitor back to just below its inlet temperature heated up. The heating and cooling unit takes over therefore in the latter case exclusively the task of a dehumidifier
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Zusatzkondensator wenigstens zwei über die Ventilanordnung wahlweise zuschaltbare, unterschiedliche Abschnitte des Sondensators des Kühlsystems überbrückende Stufen aufweisen. Bas Ausmaß der Abwärmerückgewinnung kann daher während des Betriebes der Klimaanlage den jeweiligen Erfordernissen optimal angepaßt werden, wobei auch die Möglichkeit besteht, die Leistung des dem Kondensator des Kühlsystems zugeordneten Gebläses in Abhängigkeit von den jeweils stillgelegten Abschnitten dieses Kondensators zu drosseln und somit zusätzlich Energie einzusparen. In a further embodiment of the invention, the additional capacitor at least two different sections of the probe sensor which can be selectively switched on via the valve arrangement Have cooling system bridging stages. Bas extent of Waste heat recovery can therefore be optimally adapted to the respective requirements during operation of the air conditioning system there is also the possibility of the performance of the fan assigned to the condenser of the cooling system as a function to throttle from the respective shutdown sections of this capacitor and thus save additional energy.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann sich der Zusatzkondensator bzw. eine seiner Stufen nur über einen Teil des den Luftstrom führenden Querschnittes des Heiz- und Kühlaggregates erstrecken. Siese Maßnahme kann beispielsweise bei Zweikanal-Klimaanlagen Anwendung finden, wobei dann der Zusatzkondensator jenem der beiden Kanäle zugeordnet wird, welcher den wärmeren Luftstrom führt·According to a further feature of the invention, the additional capacitor or one of its stages can only have one Extend part of the cross section of the heating and cooling unit guiding the air flow. This measure can for example are used in two-channel air conditioning systems, in which case the additional capacitor is assigned to that of the two channels, which guides the warmer airflow
Erfindungsgemäß kann weiters die Ventilanordnung thermostatisch gesteuerte Magnetventile aufweisen, τοη denen eines dem Kondensator des Kühlsystems und wenigstens ein weiteres dem Zusatzkondensator bzw. jeder seiner Stufen vorgeschaltet ist. Sie Steuerung der Magnetventile wird dabei zweckmäßiger Weise einem Außenfühler übertragen, welcher die Außentemperatur, die Luftfeuchtigkeit und ggf. noch weitere für die Klimatisierung der fahrgasträume maßgebliche Einflußgrößen erfaßt. Bei mehrstufig ausgeführtem Zusatzkondensator ist dann entweder jeder Kondensatorstufe ein eigener AußenfÜhlftr zugeordnet oder aber ein gemeinsamer, eine der Stufenansahl dta Zusatzkondensators entsprechende Anzahl τοη SteuerkontaktenAccording to the invention, the valve arrangement can furthermore be thermostatic Have controlled solenoid valves, τοη which one is the condenser of the cooling system and at least one other the additional capacitor or each of its stages is connected upstream. You control the solenoid valves is more useful Way transmitted to an outside sensor, which the outside temperature, the humidity and possibly even more for the air conditioning the passenger compartments recorded significant influencing factors. In the case of a multi-stage additional capacitor, either each capacitor stage is assigned its own external sensor or a common one, one of the number of levels dta Additional capacitor corresponding number of τοη control contacts
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aufweisender Außenfühler vorgesehen.having outside sensor provided.
Die Erfindung wird in folgendem anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Pig. 1 bis 5 zeigen je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung unter Beschränkung auf den erfindungswesentlichen Bereich der Klimaanlage·The invention is illustrated in the following with reference to the drawing explained in more detail. The Pig. 1 to 5 each show an exemplary embodiment of the invention in a schematic representation below Restriction to the area of air conditioning that is essential to the invention
Fig. 1 zeigt das Kühlsystem des Heiz- und Kühlaggregates einer Klimaanlage für Eisenfahnfahrzeuge in der erfindungsgemäßen Ausführung. Das Kühlsystem umfaßt einen Kältemittelverdichter 1, einen luftgekühlten Kondensator 2 mit dem Kühlgebläse 3, ein Expansionsventil 4 und den Kältemittelverdamfc pfer 5. Der Verdampfer 5 ist im Luftschacht 6 des Heiz- und Kühlaggregates 7 der Klimaanlage angeordnet. Der hindurchtretende Luftstrom wird von einem Gebläse 8 erzeugt.Fig. 1 shows the cooling system of the heating and cooling unit of an air conditioning system for railroad vehicles in the embodiment according to the invention. The cooling system comprises a refrigerant compressor 1, an air-cooled condenser 2 with the cooling fan 3, an expansion valve 4 and the Kältemittelverdam fc pfer 5. The evaporator 5 is arranged in the air shaft 6 of the heating and cooling unit 7 of the air conditioning system. The air flow passing through is generated by a fan 8.
Im Falle der Fig. 1 handelt es sich um eine Zweikanal-Klimaanlage, bei der der Luftschacht 6 nach dem Kältemittelverdampfer 5 in zwei Teilkanäle 6' und 6" unterteilt ist. Im Teilkanal 6" befindet sich eine Machheizeinrichtung, welche gemäß der Erfindung als Zusatzkondensator 9 ausgebildet ist, welcher über Anschlußleitungen 10 und 11 wahlweise in den Kältemittelkreislauf 1 bis 5 einschaltbar ist. Zu diesem Zweck ist die Anschlußleitung 10 des Zusatzkondensators 9 über ein Magnetventil 12 mit dem zwischen dem Verdichter 1 und dem Kondensator 2 verlaufenden Abschnitt 14 der Kältemittelleitung ) verbunden. Dem Kondensator 2 ist gleichfalls ein Magnetventil 13 vorgeschaltet. Bei geschlossenem Ventil 12 und geöffnetem Ventil 13 strömt das Kältemittel ausschließlich durch den Kondensator 2. Die vom Gebläse 8 geförderte Luft wird dabei im Bereich des Verdampfers 5 auf eine Temperatur abgekühlt, welche in der Regel unterhalb des Taupunktes der Luft liegt, sodaß sich die Luftfeuchtigkeit im Schacht 6 niederschlagen und durch eine am Heiz- und Kühlaggregat 7 vorgesehene Ablauföffnung 15 entweichen kann. Um die Lufttemperatur auf den für den Teilkanal 6" vorgesehenen, oberhalb des Taupunktes gelegenen Temperaturwert zu bringen, werden die beiden Magnetventile 12 und 13 umgesteuert, sodaß der ZusatzkondensatorIn the case of Fig. 1 it is a two-channel air conditioning system, in which the air shaft 6 after the refrigerant evaporator 5 is divided into two sub-channels 6 'and 6 ". In Partial channel 6 ″ is a Mach heater, which according to the invention is designed as an additional condenser 9, which via connecting lines 10 and 11 optionally in the refrigerant circuit 1 to 5 can be switched on. For this purpose, the connection line 10 of the additional capacitor 9 is via a Solenoid valve 12 with the section 14 of the refrigerant line running between the compressor 1 and the condenser 2 ) tied together. A solenoid valve 13 is also connected upstream of the capacitor 2. With valve 12 closed and open Valve 13, the refrigerant flows exclusively through the condenser 2. The air conveyed by the fan 8 is thereby cooled in the area of the evaporator 5 to a temperature which is usually below the dew point of the air, so that the air humidity is reflected in the shaft 6 and through a drain opening provided on the heating and cooling unit 7 15 can escape. To set the air temperature to that provided for sub-channel 6 ″, above the dew point To bring located temperature value, the two solenoid valves 12 and 13 are reversed, so that the additional capacitor
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9 den Teilabschnitt 21 des Kondensators 2 überbrückt und nun selbst von Kältemittel durchströmt wird. Dadurch wird Jener Teil der Abwärme des Kondensators 2, welcher dem stillgelegten Kondensatorabschnitt 21 entspricht,vom Zusatzkondensator 9 an den durch den Teilkanal 6H hindurchgeführten Luftstrom abgegeben und die Lufttemperatur auf den vorgesehenen Sollwert erhöht. Es entfällt somit eine zusätzliche Energiequelle zum Hachwärmen der gekühlten Luft,-9, the section 2 1 of the condenser 2 is bridged and the refrigerant itself now flows through it. As a result, that part of the waste heat of the condenser 2, which corresponds to the disused condenser section 2 1 , is given off by the additional condenser 9 to the air flow passed through the sub-duct 6 H and the air temperature is increased to the intended setpoint. There is thus no additional energy source for warming up the cooled air,
Die Ausführung nach Pig. 2 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Anordnung dadurch, daß sich der Zusatzkondensator 9 über den gesamten Querschnitt des Luftschachtes 6 erstreckt und der gesamte Luftstrom nachgewärmt wird·The execution according to Pig. 2 differs from the arrangement described above in that the additional capacitor 9 extends over the entire cross section of the air shaft 6 and the entire air flow is reheated
Bei der Anordnung nach Fig. 3 besteht der Kondensator 2 des Kältemittelkreislaufes aus zwei voneinander getrennten* Teilabschnitten 2* und 2W, denen jeweils ein separates Ge-' blase 3, 3' zugeordnet ist. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit, während jener Betriebsphasen, in denen der Zusatzkondensator 9 eingeschaltet ist, das Gebläse 3 des stillgelegten Kondensatorabschnittes 2» abzuschalten und dadurch Energie zu sparen. Die übrigen Einzelheiten des Kühlsystems stimmen mit der Anordnung nach Fig. 1 überein.In the arrangement according to FIG. 3, the condenser 2 of the refrigerant circuit consists of two separate sections 2 * and 2 W , each of which is assigned a separate 'bubble 3, 3'. This arrangement offers the possibility, during those operating phases in which the additional capacitor 9 is switched on, to switch off the fan 3 of the disused capacitor section 2 'and thereby save energy. The other details of the cooling system correspond to the arrangement according to FIG.
Aus Fig» 4 ist eine Anlage ersichtlich, bei der der Zusatzkondensator 9 aus drei Stufen 91, 9" und 9MI besteht, welche jeweils unterschiedliche Abschnitte des Kondensators 2 überbrücken und je über eine Anschlußleitung 10·, 10H,10wt und ein separates Magnetventil 12', 12M, 12"' wahlweise mit der Kältemittelleitung 14 verbindbar sind. Hiedurch besteht die Möglichkeit, den Grad der Hachheizung des über den Verdampfer 5 geführten Luftstromes dem jeweiligen Bedarf optimal anzupassen.A system can be seen from FIG. 4 in which the additional capacitor 9 consists of three stages 9 1 , 9 ″ and 9 MI , which each bridge different sections of the capacitor 2 and each have a connection line 10 ·, 10 H , 10 wt and a separate solenoid valve 12 ', 12 M , 12''' can optionally be connected to the refrigerant line 14. This makes it possible to optimally adapt the degree of top heating of the air flow guided via the evaporator 5 to the respective requirement.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit eines mehrstufigen Zusatzkondensators 9 geht aus Fig. 5 hervor. Die drei Stufen 9', 9" und 9"1 des Zusatzkondensators sind hiebei in Serie geschaltet. Der Zusatzkondensator 9 ist einerseits über eine Anschlußleitung 10 unmittelbar mit dem Abschnitt 14 der Kältemittelleitung verbunden, anderseits zweigt zwischen den auf—Another possible embodiment of a multistage additional capacitor 9 is shown in FIG. The three stages 9 ', 9 "and 9" 1 of the additional capacitor are connected in series. The additional condenser 9 is on the one hand connected directly to the section 14 of the refrigerant line via a connecting line 10, on the other hand it branches off between the
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einanderfolgenden Kondeneatorstufen jeweils eine Anschlußleitung 11·, 11" ab, welche ebenso wie eine vom Ende der dritten Kondensatorstufe 9"· ausgehende Anschlußleitung 11I!I jeweils über ein Magnetventil 16', 16W, 16WI zu verschiedenen Anschlußpunkten des Kondensators 2 geführt sind· Auch hier besteht die Möglichkeit, den erwünschten Anteil der Abwärme des Kondensators 2 über die Stufen des Zusatzkondensators 9 an den durch das Heiz- und Kühl aggregat hin— durchgeführten luftstrom abzugeben.successive capacitor stages each have a connection line 11 ", 11" which, like a connection line 11 I! I starting from the end of the third capacitor stage 9 ", are each led via a solenoid valve 16 ', 16 W , 16 WI to different connection points of the capacitor 2 Here, too, there is the possibility of releasing the desired portion of the waste heat from the condenser 2 via the stages of the additional condenser 9 to the air flow carried through the heating and cooling unit.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8239 | Disposal/non-payment of the annual fee |