EP0943520A1 - Kühleinrichtung zum Kühlen von Schaltschränken oder Bauteilen in Schienenfahrzeugen - Google Patents

Kühleinrichtung zum Kühlen von Schaltschränken oder Bauteilen in Schienenfahrzeugen Download PDF

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EP0943520A1
EP0943520A1 EP99105586A EP99105586A EP0943520A1 EP 0943520 A1 EP0943520 A1 EP 0943520A1 EP 99105586 A EP99105586 A EP 99105586A EP 99105586 A EP99105586 A EP 99105586A EP 0943520 A1 EP0943520 A1 EP 0943520A1
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Alstom LHB GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
    • B61C17/04—Arrangement or disposition of driving cabins, footplates or engine rooms; Ventilation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0072—Means for cooling only

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for cooling cabinets or Components in rail vehicles according to the preamble of claim 1.
  • the supply and exhaust air is through the control cabinet or on the component to be cooled long and then discharged via a duct system or directly to the outside. This is done e.g. B. via butterfly valves or fans or from a system of both Facilities.
  • the invention has for its object after closing the outer Zuund and / or Exhaust air openings in the vehicle or in the vehicle association or in the event of failure the air treatment device has sufficient cooling of a control cabinet and / or ensure heat-sensitive components.
  • FIGS. 1 and 2 A cooling device according to the invention is shown schematically in FIGS. 1 and 2.
  • Fig. 1 is the normal operation with open, external supply and exhaust air flaps in Vehicle or train set shown.
  • the supply air for cooling a control cabinet 1 or of components is opened via a supply air damper 2 (opened in normal operation) and an air duct system 3 is guided into the control cabinet 1 and flows through it.
  • An air duct flap 7 additionally arranged in the air duct system 3 is closed.
  • a fan 4 is arranged to support the air circulation.
  • the Exhaust air from the control cabinet 1 is led outside via the air duct system 3, mostly directly to the ambient air, because when it is released into the vehicle, it heats up the indoor air would lead to a higher need for air conditioning.
  • Fig. 2 is the operating case pressure protection (external supply and exhaust air flaps on the vehicle / vehicle group closed) or failure of the on-board air treatment equipment shown.
  • the supply air flap 2 is closed, as is one in the Air duct system 3 arranged exhaust air flap 5 on the control cabinet 1.
  • a heat exchanger 6 or a comparable acting in the upper part Cooling coil arranged directly by means of a separate cooling unit or indirectly via an existing cooling unit in the vehicle / train set, e.g. B. by the dining car cooling unit is supplied with cooling capacity.
  • the cooling capacity supplied to the control cabinet 1 via the heat exchanger 6 cools the air located in the area of the heat exchanger 1, so that it goes down flows.
  • the air heated by the components will rise up to the heat exchanger 6.
  • the fans 4 located in the control cabinet 1 can do this Support flow process.
  • the fan 4 shown in FIGS. 1 and 2 which in normal operation transports the heated exhaust air to the outside, can be in the Cooling operation via the heat exchanger 6 by reversing the direction of rotation, the cooling capacity improved.
  • Additional air flaps 7 can be used for air-free cooling support by z. B. a real circulation of the air flow is made possible. Consequently it is ensured that air from control cabinet 1 does not get inside the vehicle.
  • a controller ensures that only in the event of pressure protection operation or failure of the air treatment device the cooling capacity in the air duct system 3 or in the control cabinet 1 pending.
  • indirect cooling or heat exchanger 6 the one made available Energy from the cooling units are buffered. This can, for. B. avoided be that questionable substances in the event of a malfunction in another system (Control cabinet) are carried over.
  • the existing cooling units must meet the additional power requirements for the cooling of switch cabinets 1 or components is not necessarily more powerful be carried out because only a short-term, additional power output is requested.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung zum Kühlen von Schaltschränken (1) oder Bauteilen in Schienenfahrzeugen. Um eine ausreichende Kühlung eines Schaltschrankes (1) oder wärmeempfindlicher Bauteile nach dem Verschließen der, äußeren Zu- und Fortluftöffnungen im Fahrzeug oder im Fahrzeugverband (Druckschutzbetrieb) oder bei Ausfall der fahrzeugseitigen Luftbehandlungseinrichtung sicherzustellen, ist innerhalb der Kühleinrichtung ein Wärmetauscher (6) angeordnet, der bei Druckschutzbetrieb und/oder bei Ausfall der Luftbehandlungseinrichtung Kühlleistung zur Verfügung zu stellen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betriffl eine Kühleinrichtung zum Kühlen von Schaltschränken oder Bauteilen in Schienenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Einsatz von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen auf tunnelreichen Strecken, müssen in den Betriebsphasen, in denen hohe Druckschwankungen entstehen, zum Schutz der Fahrgäste, die Zu/Fortluflöflnungen geschlossen werden.
Dies trifft auch für den gekuppelten Fahrzeugverband zu. Dabei ist ein Luftaustausch von Innen nach Außen vollständig unterbunden oder auf ein Minimum reduziert. Dieser Schließvorgang kann je nach betrieblicher Gegebenheit von unterschiedlicher Zeitdauer sein und sich ebenfalls mehrfach wiederholen.
In Schienenfahrzeugen ist es üblich, die Luft, die nicht mehr für die Fahrgastklimatisierung erforderlich ist, für andere Maßnahmen auszunutzen.
Bauteile und/oder Schaltschränke werden mit Luft gekühlt. Hierbei wird Zuluft und/oder Fortluft in Ausnahmefällen auch Umluft verwendet.
Die Zu- bzw. Fortluft wird durch den Schaltschrank bzw. am zu kühlenden Bauteil lang geführt und anschließend über ein Kanalsystem bzw. direkt nach außen abgeführt. Dies erfolgt z. B. über Absperrklappen oder Lüfter oder aus einem System beider Einrichtungen.
Durch das Verschließen der Außenöffnungen im Fahrzeug oder im gesamten Zugverband wird dieser Lüftungsbetrieb zur Kühlung des Schaltschrankes unterbrochen bzw. reduziert. Die für die Kühlung vorgesehenen Einrichtungen, Lüfter und Steuerung bleiben ohne Funktion aufgrund fehlender Luftzufuhr. Die Temperatur steigt im Schaltschrank auf unzulässige Werte an. Ein ähnlicher Effekt entsteht beim Ausfall der Klimaanlage bzw. der Luftbehandlungseinrichtung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nach dem Verschließen der äußeren Zuund/oder Fortluftöffnungen im Fahrzeug oder im Fahrzeugverband oder bei Ausfall der Luftbehandlungseinrichtung eine ausreichende Kühlung eines Schaltschrankes und/oder wärmeempfindlicher Bauteile sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kühleinrichtung im normalen Lüfterbetrieb mit geöffneten Zu- und Abluftklappen und
  • Fig. 2 die Kühleinrichtung gemäß Fig. 1 im Kühlbetrieb bei geschlossenen Zu- und Abluftklappen.
    • Eine erfindungsgemäße Kühleinrichtung ist schematisch in Fig. 1 und 2 dargestellt.
    In Fig. 1 ist der Normalbetrieb bei geöffneten, äußeren Zu- und Abluftklappen im Fahrzeug oder Zugverband dargestellt. Die Zuluft zur Kühlung eines Schaltschrankes 1 oder von Bauteilen wird über eine Zuluftklappe 2 (im Normalbetrieb geöffnet) und ein Luftkanalsystem 3 in den Schaltschrank 1 geführt und durchströmt diesen. Eine zusätzlich im Luftkanalsystem 3 angeordnete Luftführungsklappe 7 ist geschlossen. Zur Unterstützung der Luftzirkulation ist ein Lüfter 4 angeordnet. Die Fortluft aus dem Schaltschrank 1 wird über das Luftkanalsystem 3 nach außen geführt, meist direkt zur Umgebungsluft, da bei Abgabe ins Fahrzeuginnere eine Erwärmung der Innenluft zu einem höheren Klimatisierungsbedarf führen würde.
    In Fig. 2 ist der Betriebsfall Druckschutz (äußere Zu- und Fortluftklappen am Fahrzeug/Fahrzeugverband geschlossen) oder Ausfall der fahrzeugseitigen Luftbehandlungseinrichtungen dargestellt. Die Zuluftklappe 2 ist geschlossen, ebenso eine im Luftkanalsystem 3 angeordnete Fortluftklappe 5 am Schaltschrank 1. Im Schaltschrank 1 ist im oberen Teil ein Wärmetauscher 6 oder eine vergleichbar wirkende Kühlschlange angeordnet, der/die direkt mittels eines separaten Kühlaggregats oder indirekt über ein vorhandenes Kühlaggregat im Fahrzeug/Zugverband, z. B. durch das Speisewagen-Kühlaggregat mit Kälteleistung versorgt wird.
    Die dem Schaltschrank 1 über dem Wärmetauscher 6 zugeführte Kälteleistung kühlt die im Bereich des Wärmetauscher 1 befindliche Luft ab, so daß diese nach unten strömt.
    Die durch die Bauteile erwärmte Luft wird nach oben zum Wärmetauscher 6 aufsteigen. Die im Schaltschrank 1 befindlichen Lüfter 4 können je nach Anordnung diesen Strömungsprozess unterstützen. Der in den Figuren 1 uns 2 dargestellte Lüfter 4, der im normalen Betriebsfall die erwärmte Fortluft nach außen befördert, kann im Kühlbetrieb über den Wärmetauscher 6 durch Drehrichtungsumkehr die Kühlleistung verbessert. Zusätzliche Luftführungsklappen 7 können den zuluftlosen Kühlbetrieb unterstützen, indem z. B. ein echter Kreislauf der Luftführung ermöglicht wird. Somit wird sichergestellt, daß durch eine Störung belastete Luft aus dem Schaltschrank 1 nicht ins Innere des Fahrzeugs gelangt.
    Eine Steuerung stellt sicher, daß nur bei Druckschutzbetrieb oder Ausfall der Luftbehandlungseinrichtung im Luftkanalsystem 3 bzw. im Schaltschrank 1 die Kühlleistung ansteht.
    Ein schnellerer Kühl-Betriebseinsatz kann durch Bypass-Systeme im Kältekreis erreicht werden.
    Durch indirekte Kühlung oder Wärmetauscher 6 kann die zur Verfügung gestellte Energie aus dem Kühlaggregaten gepuffert werden. Dadurch kann z. B. vermieden werden, daß bedenkliche Stoffe im Störungsfall in ein anderes System (Schaltschrank) verschleppt werden.
    Es erweist sich als zweckmäßig, wenn die Betätigung der Zuluftklappe 2 und Fortluftklappe 5 in engem zeitlichem Verbund mit den äußeren Zu- und Abluftklappen des Fahrzeugs oder des Fahrzeugverbandes gekoppelt sind.
    Die vorhandenen Kühlaggregate müssen für den zusätzlichen Leistungsbedarf für die Kühlung von Schaltschränken 1 bzw. Bauteilen nicht zwingend leistungsstärker ausgeführt werden, da nur eine kurzzeitige, zusätzliche Leistungsabgabe abgefordert wird.
    Mit vorhandenen Einrichtungen (Luftkanalsystem 3, Lüfter 4) und zusätzlich vorgesehenen Einrichtungen (Wärmetauscher 6, Luftführungsklappe 7) wird beim Betriebsfall Druckschutz im Schaltschrank 1 eine Wärmeabfuhr für eine Übergangszeit gewährleistetet. Weiterhin kann beim Ausfall der Luftbehandlungseinrichtung eine Kühlung eines Schaltschrankes 1 bzw. der Bauteile erfolgen. Die Betriebsdauer richtet sich nach der Auslegung und Belastbarkeit der Bauteile. Aufwendige Notsysteme können dabei vermieden werden.
    Bezugszeichenliste
    1
    Schaltschrank
    2
    Zuluftklappe
    3
    Luftkanalsystem
    4
    Lüfter
    5
    Fortluftklappe
    6
    Wärmetauscher
    7
    Luftführungsklappe

    Claims (5)

    1. Kühleinrichtung zum Kühlen von Schaltschränken oder Bauteilen in Schienenfahrzeugen mit Luftkanalsystem und Zu- und Fortluftklappen, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kühleinrichtung ein Wärmetauscher (6) angeordnet ist, der bei geschlossenen, äußeren Zu- und Fortluftklappen im Fahrzeug oder Fahrzeugverband (Druckschutzbetrieb) und/oder bei Ausfall der fahrzeugseitigen Luftbehandlungseinrichtung Kühlleistung zur Verfügung stellt.
    2. Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kühleinrichtung mindestens ein Lüfter (4) angeordnet ist.
    3. Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) über im Fahrzeug/Zugverband vorhandene Kühlaggregate mit Kälteleistung versorgbar ist.
    4. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Luftkanalsystems (3) eine Luftführungsklappe (7) angeordnet ist, die im Normalbetrieb geschlossen ist, derart, daß die Zuluft entlang dem mit Kühlleistung zu versorgenden Schaltschrank (1) oder Bauteil strömt und die im Druckschutzbetrieb (Zug- und Abluftklappen geschlossen) oder bei Ausfall der fahrzeugseitigen Luftbehandlungseinrichtung geöffnet ist, derart, daß die Kühlluft im Umluftbetrieb im geschlossenen System den Schaltschrank (1) oder die Bauteile beaufschlagt.
    5. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Zuluftklappe (2) und Fortluftklappe (5) in engem zeitlichen Verbund mit den äußeren Zu- und Abluftklappen des Fahrzeugs oder des Fahrzeugverbandes gekoppelt sind.
    EP99105586A 1998-03-18 1999-03-18 Kühleinrichtung zum Kühlen von Schaltschränken oder Bauteilen in Schienenfahrzeugen Expired - Lifetime EP0943520B1 (de)

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