DE2831810A1

DE2831810A1 - Klima- oder luftheizungsanlage fuer fahrzeuge, insbesondere schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2831810A1
Application number: DE19782831810
Authority: DE
Inventors: Ignaz Ing Engel
Original assignee: Alex Friedmann KG
Current assignee: Alex Friedmann KG
Priority date: 1977-07-25
Filing date: 1978-07-19
Publication date: 1979-02-08
Also published as: ATA540577A; DE2831810B2; BE869201A; IT1097375B; AT350622B; FR2398629B3; DE2831810C3; ES472000A1; IT7826039A0; FR2398629A1; YU176378A; HU178537B

Description

ALEX. FiilJSDjÄANK KüMMNIUTtflSSELLSCHAFT - Wien (Österreich)

Klima- orter Luftheizungsanlag« für Fahrzeuge, insOu«undere Schienenfahrzeuge

T)ie Erfindung bezieht sich auf eine Klima- oder Luf theisungsanInge für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einem Luftsufuhrkanal zum Klima- bzw. Heizaggregat, und einem diesem Lufbsufuhrkanal zwecks Wärmeaustausches koaxial umschließend angeordneten Luftabfuhrkanal, wobei beide Kanäle in Wagenlängsrichtung über der Korridordecke angeordnet sind und sich bis in den Bereich der Wagenenden erstrecken und wobei der Luftzufuhrkanal etwa in der Wagenmitte einen zum unterhalb des Wagenbodens angeordneben Klima- bzw. Heizaggregat führenden Verbindungskanal aufweist.

Bei Klima- oder Luftheizanlagen der genannten Bauart wird die aus den Abteilen und dem Korridor stammende temperierte Luft erst nach Ausnutzung ihres noch vorhandenen Wärmeinhaltes ins Freie geleitet, wodurch eine Energieeinsparung erzielt wird.

Eine derartige Anlage ist aus der DE-AS 1 062 266 bekannt. Der Luftzufuhrkanal erstreckt-sich dabei über die gesamte Wagenlänge, wobei jeweils an den Stirnseiten des Wagens im Bereich des Daches mit Filtern versehene Lufteintrittsöffnungen vorgesehen sind. Die Förderung der Luft erfolgt mittels eines im Luftzufuhrkanal vor dem Klima-Aggregat und eines im Luftabfuhrkanal am Wagendach in der Wagenmitte angeordneten Gebläse sowie infolge des an der in Fahrtrichtung weisenden Lufteintrittsöffnung wirksam werdenden Staudruckes.

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Die Beaufschlagung der vorderen Ein bx-j. ttsöffnung durch den Staudruck bewirkt, daß von beiden Wagenenden her ungleiche Frischluftwengen in den Lu C bzuful irkanal gelangen, wodurch, au oh der Wärme au ο bausch zwischen Luftabfuhr- und Luftzufuhrkanal je nach Fallgeschwindigkeit und Wagenbereich, stark unterschiedlieh if.rl;. Eine optimale Ausnutzung des Energieejnhalte« der Abluft; ist daher nicht unter allen Be briebsauts bänden gewührlttiijtet. Wei+.ei\g weist; die "bekannte Klimaanlage den wesentlichen Nachteil auf, daß ein ener/^ioBpar^nuer .Betrieb mit einer ]Wj «ellung aus Frischluft und v/armer Abluft nicht möglich let und daß bei niedrigen Außentemperaturen ein Vereisen der Außenfläche des Luf tzufulu'kanales infolge Iiondenswayserbildung nicht oder nur sehr schwer vermieden werden kann. Der angestrebte Wärmeaustausch, zwischen Abluft und Frischluft unterbleibt dann, oder er ist zumindest stark "behindert. .

.Der Erfindung liegt die Aufgabe augrunde, bei allen Betriebszusbänden eine optimale Ausnutzung der Energie der abgeführten Luft zu erzielen unter "Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführung. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an beiden Enden des Luftzufuhrkanales je eine schwenkbare Klappe angeordnet ist, wouui ,jede dieser Klappen unabhängig von der anderen "bewegbar ist und wahlweise in der einen Extremlage die Versorgung des Luftzufuhrkanales mit Frischluft und in der anderen mit Abluft herstellt.

Durch die koaxiale Anordnung der beiden Kanäle und deren Führung bis zu den Einstiegräumen des Wagens läßt sich durch die beschriebene Klappenanordnung in besonders einfacher Weise neben einem reinen Frischluftbetrieb sowohl ein Umluft- als auch ein Mischluftbetrieb herstellen. Es ist daher möglich, eine weitere Energieeinsparung, vor allem bei geringerem Besetzungsgrad der Abteile, dadurch zu erreichen, daß nur ein Teil der in

die Abteile gelangenden Luft durch Frischluft ersetzt wird. Außerdem können zur raschen und energiesparenden Aufheizung der Abteile, etwa nach längeren Abstellzeiten, die Klappen auf Umluftbetrieb gestellt werden.

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Vor allem bei niedrigen Außentemperaturen erweist es sich von Vorteil, daß der Luftzufuhrkanai durch abwechselndes Umschalten jeweils einer der beiden Klappen auf Umluftbetrieb abtaubac ist.

Eine Vereisuiig des Lu£ü^ufuhrlcanaleu kann dadurch vermieden werden bzw. en kann bei berei Le erfolgter Vereisung auf einfache um! ebenfalls cuiergLuopareiulo Weise das Abtauen bewerksbei] igt weväen. /VIs besonderer Vorteil sei hervorgehoben, daß während dps Abtauvorgang^a auf eine Frischluftzufuhr nicht verlieh 1;eü werden muß, da jeweils nur eine Klappe in die Uniluftsteilung gebracht wird.

In Weil/'erbildaug der Erfindung ist eine Einrichtung zum Sammeln und Ableiten von sich allenfalls im Luftabfuhrkanal bildenden Kondenswasser vorgesehen und dieses Kondenswasser wird, vorzugsweise dem Luftstrom vor der Heizeinrichtung des Klimaaggregates zugeführt. Es ist damit nicht nur eine Entwässerung des Luftabfuhrkanales möglich, sondern da3 anfallende Kondensat kann vorteilhafterweise nach der Verdampfung zur Befeuchtung der Frischluft dienen. Dadurch 1st die bisherige Problematik von Befeuchtungsanlagen im Eisenbahnbetrieb wegen unzureichender Wasserqualität wesentlich entschärft, da das Kondensat rein und vollkommen kalkfrei ist und durch die Erhitzung in der Heizeinrichtung eventuell im Kondensat vorhandene Keime vernichtet werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann schließlich der Luftzufuhrkanal in Achsrichtung verlaufende, die Oberfläche vergrößerende Palten aufweisen. Diese Oberflächenvergrößerung begünstigt einerseits den angestrebten Wärmeaustausch, wodurch ohne nennenswerte Mehrkosten die Effektivität der Anlage gesteigert wird und andererseits wird dadurch die Vereisungsgefahr reduziert bzw. ist eine raschere Enteisung möglich.

* Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen schmeatischen Längssclinitt durch einen Wagen eines Schienenfahrzeuges bzw. durch die Klima- und LufbneiKimgsanlage nach, der Linie I-1 in- Pig. 2, ;.

!''ig. 2 einen Querschnitt? goinüß der Linie II-II in Fig. I und

FJg. 3 eine Auaführungovariairte im Läng8schnitb. Gleiche Teile "sind gleich bezelcjtne t.

Der Wagen 1 iat nur etwa bis zu seiner Mitte schmeatisch dargestellt. Rr weißt einen Ein«tiegraum 2 und mehrere Abteile 3, die sum !Corridor 4, der in 5¹Ig ?. ersichtlich ist, durch eine Längs-Trennvvand 5 abgeteilt sind. Die Trennwand"5 weist in Bodennähe je Abteil zwei Öffnungen 6 auf, durch die temperierte Luft aus den Abteilen 3 in den Korridor 4 strömen kann. An der Korridordecke 7 sowie im Übergang von der gewölbten Abteildecke O in die Trennwand 5 ist jeweils je Abteil eine in den Abluftkanal 9 mündende Öffnung 10, 11 vorgesehen, was in Fig.2 gut ersichtlich, ist. I'm Lu f tab fuhr kanal 9 ist der Luftzufuhrkanal 12 angeordnet, wobei dieser in etwa Wagenmitte eine zu dem unter dem Wagenboden 13 vorgesehenen Klima- bzw. Luftheizaggregat H führenden Verbindungskanal 15 aufweist.

In den Abteilen 3 ist entlang. der Fensterwand 16·- in Bodennähe mindestens ein, au3 dem Klima- bzw, Lxiftheizaggregat 14 stammende Luft führender, Längskanal 17 vorgesehen, der Öffnungen 18 zum Fußraum der Abteile 3 hin sowie weitere Öffnungen 19 und 20, wobei letztere unterhalb des Fensters 21 angeordnet ist, aufweist.

Der Zuluftkanal 12 endet an jedem Wagenende im Bereich der Einstiegräume 2 und er steht in Verbindung mit jeweils einem über dem Einstiegraum 2 im Dach 22 des Wagens 1 angeordneten Ansaugschacht 23. Der Ansaugschacht 23 ist nach oben mittels Ansauggitter 24 abgeschlossen, wobei unmittelbar unter dem Ansauggitter 24 ein Luftfilter 25 angebracht ist. Das Luftfilter kann jedoch auch unmittelbar am Eintritt in das Klimabzw* Luftheizaggregat 14 angeordnet sein, wie in Pig. 3 dargestellt. Am Übergang des Ansaugschachtes 23 in den Zuluftkanal 12 ist eine Klappe 26 vorgesehen, die in der in Fig. 1 striohliert eingezeichneten Lage den Ansaugschacht 23 mit dem

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Luftzufuhrkanal 12 verbindet. In der zweiten, stark gezeichneten, Extremlage der Klappe 26 wird der Luftzufuhrkanal 12 rom Ansaugsohacht 23 getrennt, und über den Einsbiegraum 2 bzw, den in seiner Decke angeordneten öffnungen 27, 28 eine Verbindung zwischen Jiuf tabf uhr kanal 9 und Luft zu rohrkanal hergooteilt. Der Luftabfulirkanal 9 v/eint an jedem Wagenende ,je einen zum Wagendach 2? führenden senkrechten Kanal 29 auf, an dft π ο en Durchtritt durch dan Wagendach 22 ein statischer oder dynamischer Lüfter 30 für die Abaaufung der verbrauchten Luft aus dem Luftabfuhrkanal 9 ßorgfc«,

Tn dem in den Pig. 1 und ? dargestellten AusCührungsbeispiel geschieht die Luftführung wie nachstehend erlauter ti

Die Frischluf tarusaugung erfolgt επί beiden '.Vagenenden durch die im Dach 22 befindlichen Anaauggitter 24? über die im An-Eiaugfichacht 23 angeordneten Luftfilter 25 und über je eine Klappe 26 in den Luftaufuhrkanal 12, aus dem sie durch den etwa in Wagenmiete senkrecht angeordneten Verbindungakanal zum Klima- bzw. Luftheizaggregat 14 gelangt. Nach entsprechender Temperjerung wird die Luft durch ein Gebläse 31 in den unterleib der Fenster 2 1 in Bodennähe angeordneten Längakanal 17 gefördert, von wo sie zum Teil über die öffnungen 18 in den Fußraum. der Abteile und zum anderen Teil über die Öffnungen in einer aufwärts gerichteten Strömung entlang der Fenster in die Abteile 3 strömt. An Öffnungen 19 im Längskanal 17 kann bei Bedarf auch Luft aus dem Abteil 3 der Neuluft beigemischt werden,, Nach Durchs tr ömung und Temperierung der Abteile 3 gelangt die Luft über die Öffnungen 11, in deren Bereich Thermostate 32 bzw. deren Thermofühler angebracht sind in den Luftabfuhrkanal 9, in dem sie bis an die beiden Wagenenden geführt wird und über die dort angeordneten senkrechten Kanäle 29 über die Lüfter 30 ins Freie abgesaugt wird» Auf ihrem Weg vom Eintritt in den Luftabfuhrkanal bis zum Austritt durch die senkrechten Kanäle 29 umströmt die Abluft die durch Falten od. dgl. vergrößerte Außenfläche des im Luftabfuhrkanales 9 angeordneten Luftzufuhrkanales 12, wobei ein Wärmeaustausch im Gegenatrom zwischen beiden Luftströmen zustandekommt. Im Heizbetrieb wird daher die im Luftzufuhrkanal angesaugte kalte Luft von der warmen₅ aus den Abteilen in den Luftabfuhrkanal

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gelangenden Luft vorgewärmt. Im Kühlbetrieb (hohe Außentemperaturen) kann der umgekehrte Effekt erreicht werden. I^)r;i' Luftabfuhrkanal ist gegen das Wagendach zur Vermeidung von Wärmeve rl us t; ρ η i 3 oli er t.

Die Klappen 26 ermöglichen reinen Frischluftbetrieb oder, in der anderen Ex. bremlage, einen UmlufUbetrieb, wobei ein 'Teil der Abluft aua dem Luflabfuhrkanal 9 und Luft aus dem Einstiegraum 2 dem Luftzufuhrkanal zugeführt wird. Ein Mischbetrieb ist auf einfache Weise dadurch möglich, daß eine Klappe auf FrI8ohIuft u.ud die zweiUe auf Hmluftbotrieb gestellt wird,

Del extrem tiefen Außen cemneratuiren kann die Außenfläche de» buftzufuhrkfwules inColge der feuoiitwarmen Abluft vereisen. Zum Abtauen der vereisten Flächen werden die beiden Luftklappe abwechselnd, periodisch in die Um]υ fts bellung gebracht, day anfallende KondenoaU wird zur Wagenmiüüe-und von dort ins Freie geleitet, oder es wird üb or die Heizeinrichtung 14·' des Klimaaggregates 14 geführt und verdampft und zur Befeuchtung der besonders bei tiefen Außentemperaturen trockenen Frischluft verwende b.

In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante erfolgt der Wärmeaustausch zwischen Zu- und Abluft im Gleichstrom. Dabei erfolgt die Abfuhr der Abiui υ e~cwa in Wagenmitte durch einen senkrecht zum Wagenboden führenden Kanal. Bei dieser Ausführungsform kann die Abluft, nachdem sie erfindungsgemäß ihre Wärme an die Zuluft abgegeben hat, zur Kühlung eines unterhalb des Wagenbodens angeordneten Umformers weiterverwendet werden oder sie wird in den Bereich des Kondensatorlüftera · geführt, wo sie zur Verbesserung des Kondensatorwirkungsgrades beitragen kann.

13.7.78
Kr/Pi

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Claims

oi 19. Juli 1978

Klima- oder■Luftheizung»anlnge XUr Fahrzeuge, insbesondere Gcli.ienenfahrzeu£o, mit einem Luf ts-.ufuhrkanal zum Klimab?,w. Ueizaggregab, und einem diouen Luf bzufuhrkanal zwecks Wn.rmeaustausche3 koaxial umschließend angeordneten LuTtabfulirkarial, wobei beide Kanäle in Wagenlängnrichtung über der Korridordecke angeordnet sind und sich bis in den Bereich dor Wag^nenden e7""E3treolceii und wobei der Luftznfuhrkariai etwa in der Wagenmitte einen zum unterhalb des Wagenbodens angeordneten Klima- bzw. Heizaggregab führenden Verbindungskanal aufweist, dadurch gekennz e i ο h η e t, daß an beiden Enden des Luf bzufulirkanaleg (12) je eine schwenkbare Klappe (26) angeordnet ist, wobei _ jede dieser Klappen unabhängig von der anderen bewegbar ist und wahlweise in der einen Extremlage die Versorgung des Luftaufuhrkanales (12) mit Frischluft und in der anaeren mit Abluft herstellt.
2. Klima- oder Luftheizungsanüage nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Sammein und Ableiten von sich allenfalls im Luftabfuhrkanal (12) bildenden Kondenswasser vorgesehen ist und dieses Kondenswasser* vorzugsweise dem Luftstrom vor der Heizeinrichtung (14') d«>f· Klimaaggregates (14) zugeführt wird.
3. Klima- oder Luftheizungsaiilage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzufuhrkanal (12) in Achsrichtung verlaufende und die Oberfläche vergrößernde Falten od. dgl. aufweist.

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