DE2310411C3

DE2310411C3 - Device for regulating the temperature in passenger compartments of vehicles, in particular rail vehicles

Info

Publication number: DE2310411C3
Application number: DE19732310411
Authority: DE
Inventors: Ignaz Ing. Wien Engel
Original assignee: Alex Friedmann KG
Current assignee: Alex Friedmann KG
Priority date: 1972-03-07
Filing date: 1973-03-02
Publication date: 1977-06-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur in Fahrgasträumen vcn Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, irit zwei luftführenden Kanälen, von denen der eine einen zentral in seiner Temperatur durch eine Außenklimafühler geregelten Luftstrom als ständig vorhandenen Grundanteil und der zweite Kanal einen mittels Raumthermostaten den Fahrgasträumen getrennt zuteilbaren Warmluftstrom als ZusatzEinteil führt, wobei der den Fahrgasträumen über im Wandbereich und unter dem Abteilfenster angeordnete Auslässe zugeführte Grundanteil mit Hilfe des Außenklimafühlers steuerbar ist, der auch die auftretenden Außeneinflüsse (Sonnenbestrahlung, Fahrtwind u. a.) auf die Temperatur in den Fahrgasträumen erfaßt und die Temperatur des den Zusatzanteil liefernden Warmluftstromes unabhängig von der Innen- und Außentemperatur ist, und wobei eine Heiz und eine Kältebatterie für den Grundanteil und eine weitere, getrennt ein- und abschaltbare Heizbatterie für den Zusatzanteil vorgesehen sind.The invention relates to a device for regulating the temperature in passenger compartments of vehicles, in particular rail vehicles, with two air ducts, one of which is centrally located in its Temperature controlled by an outside climate sensor air flow as a constantly available basic component and the second channel a hot air flow that can be distributed separately to the passenger compartments by means of a room thermostat as an additional unit, which leads to the passenger compartments in the wall area and under the compartment window arranged outlets can be controlled with the help of the outside climate sensor, which also the External influences (solar radiation, airflow, etc.) on the temperature in the passenger compartments detected and the temperature of the hot air flow supplying the additional component regardless of the interior and outside temperature, and where a heating and a Cold battery for the basic portion and another heating battery that can be switched on and off separately for the Additional share are provided.

Es ist erwiesen, daß die vorstehend genannte Einrichtung (OE-PS 2 44 382) für die Luftführung insbesondere im Bodenbereich insofern ungünstig ist, als es im Kiihlbetrieb der Klimaanlage unter ungünstigen Verhältnissen fallweise zur Ausbildung kühlerer Luftschichten in Bodennähe kommen kann, welche an der beabsichtigten Luftzirkulation in den einzelnen Abteilen nicht oder nur in unzureichendem Ausmaß teilnehmen. Solche Kaltluftseen werden aber von den Fahrgästen als unbehaglich empfunden.It has been proven that the aforementioned device (OE-PS 2 44 382) for the air flow is unfavorable, especially in the floor area, as it is unfavorable in the cooling mode of the air conditioning system Conditions can occasionally lead to the formation of cooler layers of air near the ground, which at the intended air circulation in the individual compartments either not at all or only to an inadequate extent take part. However, such cold air lakes are perceived as uncomfortable by the passengers.

Auch der unmittelbare Anschluß des Zusatzkanals an den Bereich unterhalb der Sitze unter Beibehaltung der übrigen Kanalöffnungen würde zu keinem brauchbaren Ergebnis führen, da nicht gewährleistet ist, daß das Temperaturgefälle von oben nach unten vollständig beseitigt wirdAlso the direct connection of the additional channel to the area below the seats while maintaining the remaining channel openings would not lead to a useful result, since it is not guaranteed that the Temperature gradient from top to bottom is completely eliminated

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe lugrunde, unter Wahrung der der eingangs genannten Einrichtung eigenen Vorteile mit Sicherheit zu vermeiden, daß Kaltluftseen im Bodenbereich entstehen.The invention is therefore based on the object while maintaining the device mentioned at the beginning own advantages to avoid with certainty that cold air pools arise in the ground area.

Gemäß der Erfindung ist die gestellte Aufgabe beiAccording to the invention, the task set is at

einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurcha device of the type mentioned thereby

ίο gelöst worden, daß alle sich unter dem Niveau der Sitzeίο been resolved that everyone is below the level of the seats

befindlichen Auslässe ausschließlich an den Zusatzkanal angeschlossen sind.located outlets are only connected to the additional duct.

Da bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art nur dem Grundanteil eine Kältebatterie zugeordnet ist und Kaltluft daher und aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung nur über die über Sitzniveau angeordneten Auslässe in die Abteile gelangt, dem Zusatzanteil dagegen nur eine getrennt ein- und ausschaltbare Heizbatterie zugeordnet ist, so daß über die in Bodennähe angeordneten Auslässe für den Zusatzanteil, je nach den klimatischen Bedingungen entweder warme oder unbeheizte Luft in die Fahrgasträume gelangt, kann sich daher im Kühlbetrieb unter keinen Umständen eine Kaltluftzone in Bodennähe und unter den Sitzen ausbilden, so daß sich für die Fuhrgäste durch die verbesserte Klimatisierung ein noch höherer Komfort ergibt.Since, in a device of the type mentioned at the outset, a cold battery is only assigned to the basic component and cold air therefore and due to the design according to the invention only above the seat level Outlets get into the compartments, while the additional portion only has one that can be switched on and off separately Heating battery is assigned, so that via the outlets arranged near the floor for the additional portion, Depending on the climatic conditions, either warm or unheated air enters the passenger compartment, Therefore, under no circumstances can a cold air zone close to the ground and under the Train to sit, so that for the drivers through the improved air conditioning results in even greater comfort.

Im Heizoetrieb wirkt sich die erfindungsgemäßeThe heating system according to the invention has an effect in heating

Ausgestaltung der Klimaanlage dahingehend vorteilhaftDesign of the air conditioning system advantageous in this respect

aus, daß stets eine ausreichend warme Fußbodenzone vorhanden ist. Da sowohl im Heiz- als auch im Kühlbetrieb die Temperatur des unter den Sitzen austretenden Zusatzanteiles über dor Temperatur des Grundanteiles liegt, stellt sich schon aus diesem Grundthat there is always a sufficiently warm floor area. Since both in the heating and in the Cooling mode the temperature of the additional component exiting under the seats above the temperature of the Basic share is, arises for this reason alone

in den Fahrgasträumen eine verstärkte Luftzirkulation ein, da die gegenüber dem Grundanteil wärmere Luft des Zusatzante^;les innerhalb des Raumes aufsteigt und sich sodann im Bereich unterhalb der Wagendecke mit dem vor dem Abteilfenster aufsteigenden, kühleren Luftstrom des Grundanteilcs vermischt.an increased air circulation in the passenger compartments, since the air of the additional edge, which is warmer than the basic proportion ^; les rises within the room and then mixes in the area below the ceiling of the car with the cooler air flow of the basic component rising in front of the compartment window.

Ais besonders günstig hat es sich in weiterer Ausgestaltung nach der Erfindung erwiesen, die Auslässe für den Zusatzanteil in an sich bekannter Weise in Nähe der Wagenseitenwand an einer die beiden Kanäle überdeckenden Verschalung vorzusehen. Diese Anordnung zeichnet sich nicht nur durch ihre besondere bauliche Einfachheit aus, sondern sie gewährleistet darüber hinaus auch ein Einströmen der Zusatzluft im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung, so daß dieser Luftstrom auch unter die von der Wagenseitenwand am weitesten entfernten Sitze gelangt. Weiterhin wird dadurch auch die Luftzirkulation in den Fahrgasträumen noch weiter verbessert.It has proven to be particularly favorable in a further embodiment according to the invention that Outlets for the additional portion in a known manner in the vicinity of the side wall of the car on a die Provide cladding covering both channels. This arrangement is not only characterized by their particular structural simplicity, but it also ensures that the Additional air essentially in the transverse direction of the vehicle, so that this air flow is also below that of the Car side wall at the most distant seats. Furthermore, this also increases the air circulation in the passenger compartments even further improved.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with the aid of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing explained. It shows

Fig. 1 den Teil einer Zwcikanal-Klimaanlage,
Fig. 2 den Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1.
Fig. 3 den Schnitt nach der Linie lll-III in Fig. 1,
Fig.4 eine Einzelheit einer abgewandelten Ausführung der K Limaanlage nach Fig. 1 undFig. 1 the part of a Zwcikanal air conditioning system,
FIG. 2 shows the section along the line 11-11 in FIG. 1.
3 shows the section along the line III-III in FIG. 1,
4 shows a detail of a modified embodiment of the K Lima system according to FIGS. 1 and

Fi g. 5 das Prinzipschaltbild für die Raumtemperaturregelung im Abteil der Klimaanlage nach der Erfindung. Durch eine steuerbare Umluftklappe 1 gelangt wahlweise Frischluft oder Umluft /u einem Gebläse 2, welches die Luf». durch einen Filter 3 in das eigentliche Klimaaggregal 4 fördert. Hinter dem Filter 3 teilt sich der Luftstrom in einen Grund- und einen Zusatzanteil.Fi g. 5 the block diagram for room temperature control in the compartment of the air conditioning system according to the invention. Passed through a controllable air circulation flap 1 optionally fresh air or circulating air / u a fan 2, which the air ». through a filter 3 in the actual Air conditioning unit 4 promotes. Behind the filter 3, the air flow is divided into a basic and an additional component.

Der Grundanteil strömt durch den Verdampfer 5 und anschließend durch den Lufterhitzer 6 und gelangt von dort in einen zu den Fahrgasträumen führenden Luftkanal 8. Der für den Zusatzantei! verbleibende Luftstrom wird durch einen oberhalb des Verdampfers 5 verlaufenden schmalen Kanal einem getrennt ein- und abschaltbaren Lufterhitzer 7 zugeführt unct gelangt sodann in einen zu den Fahrgasträumen führenden weiteren Luftkanal 9.The basic portion flows through the evaporator 5 and then through the air heater 6 and comes from there in an air duct 8 leading to the passenger compartments. The one for the additional share! remaining Air flow is a separate one and one through a narrow channel running above the evaporator 5 Disconnectable air heater 7 is supplied and then arrives in a leading to the passenger compartments further air duct 9.

In jedem Abteil 10 befinden sich Auslässe für beide Luftkanäle 8 und 9. Den Auslaß für den Grundanteil bildet ein an den Luftkanal 8 angeschlossener, vertikaler Luftschacht 11, der an der Wagenseitenwand im Bereich unterhalb des Abteilfcnsters 12 angeordnet ist. Über diesen, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ständig offenen Luftschacht 11 gelangt die je nach den Außenverhältnissen im Verdampfer 5 gekühlte, bzw. im Lufterhitzer 6 erwärmte Luft im Aufwärtsstrom in das Abteil 10. Die Temperatur dieses Grundantciles ist mit Hilfe eines Außenthermosiaien so geregelt, dall der Wärme- bzw. Kühlbedarf der einzelnen Abteile 10 bei einer der Auslegung der Klimaanlage zugrundegelegten Besetzung der Fahrgasträume allein durch den Grundantcil gedeckt wird.In each compartment 10 there are outlets for both Air ducts 8 and 9. The outlet for the basic component is formed by a vertical duct connected to the air duct 8 Air shaft 11, which is arranged on the side wall of the car in the area below the compartment window 12. Over this, in the case of the present embodiment, constantly open air shaft 11 arrives depending on the Outside conditions in the evaporator 5, or in the air heater 6 heated air in the upward flow into the Compartment 10. The temperature of this basic portion is regulated with the help of an external thermoseaien so that the Heat or cooling requirements of the individual compartments 10 in the case of one on which the design of the air conditioning system is based Occupancy of the passenger compartments solely by the basic proportion is covered.

Die Auslässe 13 für den Zusat/.anteil befinden sich hingegen unter den querverlaufend angeordneten Sitzen 14. Sie sind über drchmagnctbetätigte Klappen 15 an den Luftkanal 9 für den Zusatzanteil angeschlossen. Die Steuerung der Klappen 15 erfolgt in bekannter Weise mittels nicht dargestellter Raumthermostate in Abhängigkeit von der Temperatur in jedem einzelnen Abteil 10. Die Auslässe 13 für den Zusatzanteil sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel an der vertikalen Vorderwand 16 einer die beiden Kanäle 8 und 9 überdeckenden Verschalung 17 vorgesehen, so daß das Ausströmen aus den Auslassen 13 im wesentlichen in Fuhrzeugquerrichtung erfolgt (vgl. F i g. 3).The outlets 13 for the additional portion are located on the other hand, under the transversely arranged seats 14. They are via drchmagnctbetätierte flaps 15 connected to the air duct 9 for the additional portion. The control of the flaps 15 takes place in a known manner Way by means of room thermostats, not shown, depending on the temperature in each individual Compartment 10. The outlets 13 for the additional portion are on the vertical one in the illustrated embodiment Front wall 16 of a casing 17 covering the two channels 8 and 9 is provided so that the Outflow from the outlets 13 takes place essentially in the transverse direction of the vehicle (see FIG. 3).

Da im Kanal 9 für den Zusatzanteil nur ein Lufterhitzer 7, jedoch kein Källemittelvcrdampfer vorgesehen ist, liegt die Temperatur des Zusatzantciles nicht nur im Heizbetrieb, sondern auch im normalen ks.ühlbetrieb über der Temperatur des Grundanieiles. Ihr niedrigster Wert entspricht im Kühlbetrieb der Temperatur der Außenluft. Durch die vorgesehene Anordnung der Auslässe 13 wird sichergestellt, daß sich in Bodennähe niemals eir.e Kahluflzone ausbilden kjnn. die dem Wohlbefinden der Fahrgäste abtraglich wäre, und daß eine Luftzirkulation im Abteil entsteht, die eine gleichmäßige Verteilung und Mischung der über den Grundanteil und Zusatzanteil zuströmenden Luft bewirkt.Since there is only one air heater 7 in duct 9 for the additional portion, but no coolant evaporator is provided, the temperature of the additional components is not only in heating mode, but also in normal cooling operation above the temperature of the base unit. Its lowest value corresponds to the temperature of the outside air in cooling mode. By the intended Arrangement of the outlets 13 ensures that Never be able to develop a bald zone near the ground. that would be detrimental to the well-being of the passengers, and that an air circulation in the compartment is created, the one Uniform distribution and mixing of the air flowing in via the basic and additional components causes.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, befindet sich unter dem Luftschacht 11 ein Eintrittsspalt 18, über welchen Raumluft angesaugt und zusammen mit dem aufsteigenden Luftstrom des Grundanteiles erneut umgewälzt wird.As shown in FIG. 2 can be seen, there is an entry gap 18 under the air shaft 11, through which Room air is sucked in and circulated again together with the rising air flow of the basic component will.

In der rechten Bildhälfte der Fig. 1 sind die Strömungsverhältnisse in den Abteilen 10, die sich sowohl im Heiz- als auch im Kiihlbctrieb einstellen, durch Pfeile a und b veranschaulicht. Die mit vollen Linien eingezeichneten Pfeile u bezeichnen den durch die Auslässe 13 eintretenden Zusatzluftstrom und die mit gestrichelten Linien angedeuteten Pfeile /'den über den Schacht 11 vor dem Fenster 12 aufsteigenden Luftstrom des Grundantciles. Der Zusat/luftstrom .), ^h<i welcher sich auch in Fahrzeugquerrichtung ausbreitet, gelangt in unmittelbare Nähe des Fahrzeugbodens, um von dort gegen die Fahrzeugdecke aufzusteigen. Der demgegenüber kühlere Luftstrom b steigt zwar durch den Gebläsedruck zunächst vor dem Fenster 12 aufwärts, sinkt dann aber im Bereich der Decke allmählich gegen den Boden hin ab, wobei er sich mit dem ZusatJuftstrom a innig vermischt.In the right half of FIG. 1, the flow conditions in the compartments 10, which occur both in the heating and in the cooling drive, are illustrated by arrows a and b. The arrows u drawn in with full lines denote the additional air flow entering through the outlets 13 and the arrows / 'indicated with dashed lines denote the air flow of the basic portion rising over the shaft 11 in front of the window 12. The additional / air flow.), ^{H <} i, which also spreads in the transverse direction of the vehicle, comes in the immediate vicinity of the vehicle floor in order to climb from there against the vehicle ceiling. The air flow b , which is cooler in comparison, initially rises up in front of the window 12 due to the blower pressure , but then gradually sinks towards the floor in the area of the ceiling, where it mixes intimately with the additional air flow a.

In Sonderfällen, beispielsweise wenn ein abgestellter Wagen längere Zeit Marker Sonnenbestrahlung ausgesetzt war und in den Zugverband eingereiht werden soll, ist es wünschenswert, die Temperatur in den Fahrgasträumen möglichst rasch auf den vorgesehenen Wert zu senken. Zu diesem Zweck ist bei der Ausführung der Klimaanlage nach Fig.4 zwischen dem Kühlteil und dem Heizteil des Klimaagregates eine steuerbare Klappe 19 angebracht, welche in der mit gestrichelten Linien eingezeichneten Lage die über den Kältemittelverdampfer 5 geführte Kühlluft auf beiden Luftkanäle 8 und 9 verteilt. Da die Temperatur in den Fahrgasträumen infolge der Sonnenbestrahlung über der vorgesehenen Solltemperatur liegt, sind sämtliche Drehmagneiklappcn 15 geöffnet, so daß gekühlte Luft auch über die Auslässe 13 ins Wageninnere gelangt. Ist in sämtlichen Abteilen die Solltemperatur wieder erreicht, so kehrt auch die Klappe 19 in die mit vollen Linien eingezeichnete Normallage zurück.In special cases, for example, if someone has been turned off Car has been exposed to marker sunlight for a long time and is to be added to the train set, it is desirable to increase the temperature in the passenger compartments as quickly as possible to the intended value reduce. For this purpose, in the execution of the air conditioning system according to Figure 4 between the cooling part and the heating part of the air conditioning unit has a controllable flap 19 attached, which is shown in the dashed line Lines drawn in the position of the cooling air guided via the refrigerant evaporator 5 on both air ducts 8 and 9 distributed. As the temperature in the passenger compartments is above the intended level as a result of exposure to the sun Setpoint temperature, all rotary magnetic flaps are 15 opened so that cooled air also reaches the interior of the car via the outlets 13. Is in all If the target temperature is reached again, the flap 19 also returns to the one with full lines drawn normal position back.

In jedem Abteil 10 befinden sieh zwei Raumthermostatc 20 und 21, welche die Drehmagnete 22 für die den Zusatzanteil steuernden Klappen 15 und den Heizschüt/ 23 für den Lufterhitzer 7 des Zusatzanleiles steuern. \ Im bei hohen Außentemperaturen Kühlenergie zu sparen bzw. um die Kühlung in diesem Bereich wirkungsvoller /u gestalten, wird ab einer vorbestimmten Außentemperatur die Warmluftheizung so lange ausgeschaltet, als es die Regclverhälinisse in den Abteilen 10 zulassen. Der Luftkanal 9 wird daher nur mit Luft von Außentemperatur beaufschlagt. Der Schalt verlauf in dieser Rcgelphase ist nun folgender. Ist der Schaltpunkt aller Abteilthermostate 20 erreich; so daß alle Drehmagnetklappen 15 geschlossen sind, erhalt der I leizschüt/. 23 durch Abfall eines vorgeschalteten Steuerrelais 24 keine Spannung mehr, so daß der Lufterhitzer 7 ausgeschaltet wird. Falls in einem beliebigen Abteil 10 der Schaltpunkt des Thermostaten 20 unterschritten wird, fällt ein ihm zugeordnetes Therniostatenrclais 25 ab und der Drehmagnet 22 öffnet die in dem betreffenden Abteil befindliche Klappe 15 für den Zusat/.anteil. so daß ungeheizte Luft in das Abteil strömt. Dieser Vorgang kommt dadurch zustande, daß die Raumthermostate 21. deren Schaltpunkt gegenüber jenem der Raumthermostate 20 eine Differenz von z. B. 0,5 bis 1° C aufweist, noch geschlossen haben, wodurch ein Relais 26 über einen Außenfühler 27 Spannung erhält und die Spannung zum Heizschüt/ 23 unterbricht. List wenn in einem beliebigen Abteil 10 diesel-Thermostat 21 abfallt, wird der Lufterhitzer 7 für den Zusat/.anteil vom Heizschüt/. 23 wieder eingeschaltet.In each compartment 10 there are two room thermostats 20 and 21 which control the rotary magnets 22 for the flaps 15 controlling the additional component and the heating element / 23 for the air heater 7 of the additional guide. \ In to save cooling energy at high outside temperatures and the cooling in this area more effective / u make that warm air heating is switched off as long as permitted by the Regclverhälinisse in the compartments 10 from a predetermined outside temperature. The air duct 9 is therefore only exposed to air at outside temperature. The switching process in this control phase is now as follows. If the switching point of all compartment thermostats 20 has been reached; so that all rotary solenoid flaps 15 are closed, the I leizschüt /. 23 by dropping an upstream control relay 24 no more voltage, so that the air heater 7 is switched off. If the switching point of the thermostat 20 is not reached in any compartment 10, a therniostat switch 25 assigned to it drops out and the rotary magnet 22 opens the flap 15 in the relevant compartment for the additional portion. so that unheated air flows into the compartment. This process comes about because the room thermostats 21. Their switching point compared to that of the room thermostats 20 is a difference of, for. B. 0.5 to 1 ° C, have still closed, whereby a relay 26 receives voltage via an outside sensor 27 and the voltage to Heizschüt / 23 interrupts. List if the diesel thermostat 21 drops in any compartment 10, the air heater 7 for the additional /. Portion of the Heizschüt /. 23 switched on again.

Der beschriebene Vorgang bewirkt bei nicht allzu unterschiedlicher Besetzung den Wärmebcdarfsausgleich /wischen den einzelnen Abteilen durch Hinströmen von, wie bereits erwähnt, tingehei/icr, jedoch auch ungekühlter Zusatzluft. Die Raumthermostalc 21 sollen bei stärkerer Differenzierung in der Besetzung ein Unterkühlen weniger besetzter Abteile 10 durch neuerliches Zuschalten von Warmluft verhindern. Dies ist notwendig, da die unbeheizte Luft nicht in der Lage ist. die gesamte Besci/iingswärme zu kompensieren.The process described does not cause too much different occupation the heat demand compensation / wipe the individual compartments by flowing, as already mentioned, tingehei / icr, but also uncooled additional air. The Raumthermostalc 21 should if there is a greater differentiation in the occupancy, less occupied compartments 10 are overcooled Prevent hot air from being switched on again. This is necessary because the unheated air is incapable is. to compensate for the entire warmth of the occupation.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating the temperature in Passenger compartments of vehicles, in particular rail vehicles, with two air ducts, one of which is centrally regulated in its temperature by an outside climate sensor Air flow as a constant basic component and the second channel by means of a room thermostat the passenger compartments separately allocable hot air flow leads as an additional component, with the Passenger spaces via outlets arranged in the wall area and under the compartment window Basic proportion can be controlled with the help of the outside climate sensor, which also controls the outside influences (Sun exposure, wind, etc.) -vuf the temperature in the passenger compartments he / ate and the Temperature of the warm air flow supplying the additional component is independent of the indoor and outdoor temperature, and where one heating and one Cold battery for the basic portion and another heating battery that can be switched on and off separately for the Additional share are provided, characterized in that that all outlets (13) located below the level of the seats (14) are exclusive are connected to the additional duct (9).

2. Device according to claim 1, characterized in that that the outlets (13) for the additional component in a manner known per se in the vicinity of the car tenwand are provided on a casing (17) covering the two channels (8 and 9).