EP3065993A1 - Verfahren zur klimatisierung eines fahrzeugs, insbesondere eines schienenfahrzeugs - Google Patents

Verfahren zur klimatisierung eines fahrzeugs, insbesondere eines schienenfahrzeugs

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EP3065993A1
EP3065993A1 EP14824394.2A EP14824394A EP3065993A1 EP 3065993 A1 EP3065993 A1 EP 3065993A1 EP 14824394 A EP14824394 A EP 14824394A EP 3065993 A1 EP3065993 A1 EP 3065993A1
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EP
European Patent Office
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air
interior
vehicle
flow
air flow
Prior art date
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Application number
EP14824394.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3065993B1 (de
Inventor
Markus MEHLAN
Rainer Wichmann
Christian Scheurer
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Publication of EP3065993A1 publication Critical patent/EP3065993A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3065993B1 publication Critical patent/EP3065993B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0018—Air-conditioning means, i.e. combining at least two of the following ways of treating or supplying air, namely heating, cooling or ventilating

Definitions

  • the present invention relates to methods for air conditioning of a vehicle, in particular a rail vehicle, according to claim 1. Furthermore, the invention relates to a corresponding vehicle, in particular a rail vehicle, with an interior, an air conditioner and an additional recirculation device according to claim 13.
  • Known vehicle ventilation devices for vehicles generally have a fan, electric radiators, air inlet and outlet openings, control devices and a device housing. These devices have the disadvantage that the heated heating air is blown out only in one direction and only by the geometry of the heated space influencing the air distribution takes place.
  • the known heating and ventilation systems in particular for rail vehicles have proven to be inadequate in that the air distribution in the interior in certain problem areas, such as the entry areas, the front side areas and in the aisle, especially in separate heating, cooling or ventilation operation sometimes is very uneven, so that not every arbitrary point of the interior is flowed through with approximately the same amount of air of the same quality.
  • the object of the invention is to provide a method, or a vehicle of the type mentioned above, which improves the abovementioned disadvantages and thereby enables a simple, cost-effective and reliable air conditioning of the interior of a vehicle.
  • the present invention solves this problem starting from a method according to the preamble of claim 1 by the features stated in the characterizing part of claim 1. It solves this problem further starting from a vehicle according to the preamble of claim 13 by the features stated in the characterizing part of claim 13.
  • the present invention is based on the technical teaching that a reliable air conditioning of the interior of a vehicle, in particular a rail vehicle, is made possible in a simple and cost-effective manner when a first air flow is generated by an air conditioning system, whereby the interior of the vehicle in a cooling operation cooled air is supplied as supply air and in a heating operation heated air is supplied as supply air, wherein a second air flow generated by an additional recirculation device is supplied to the interior of the vehicle such that the second air flow influences the first air flow, in particular with respect to flow direction and Strömungsintensi - it.
  • a reliable air conditioning of the interior of a vehicle is generated by an air conditioning system
  • a cooling operation cooled air is supplied as supply air
  • heated air is supplied as supply air
  • a second air flow generated by an additional recirculation device is supplied to the interior of the vehicle such that the second air flow influences the first air flow, in particular with respect to flow direction and Strömungsintensi - it.
  • a plurality of additional flow channels are arranged to influence the first air flow through the second air flow in the region of the inner space, it being possible in any case to keep the cross section of these inflow channels small, whereby the structural complexity is at least significantly reduced and thus the costs can be reduced.
  • the second air flow is supplied to the interior such that a Coanda air flow is generated to influence the first air flow.
  • the first air flow can be subjected to the so-called Coanda effect, so that in particular the flow direction of the first air flow can follow that of the second air flow.
  • coanda effect refers to various phenomena which suggest a tendency of a gas jet to run along an air flow or on a particularly convex surface, instead of detaching and moving on in the original flow direction.
  • a plurality of inlet openings for supplying the second air stream are arranged in the interior, wherein in a particularly preferred embodiment, at least one inflow opening designed as Coanda inlet opening and arranged in the interior, that the first air flow to the second air flow, or applies to surfaces in the interior, whereby an immediate, often perceived as unpleasant air conditioning of the seating areas of the interior can be avoided.
  • the inflow openings for the second air flow thus serve to generate the Coandä effect subjected first air flow, wherein a convex shaped Coanda inlet opening supports the formation of the Coanda effect.
  • the second air stream leaves the inlet opening due to the entrainment or deflection at the surface comparatively large angle, so that a large proportion of the interior space can be uniformly air-conditioned, especially with heated air, which, inter alia, to use a plurality of conventional air outlet for air conditioning of the interior be waived.
  • a thermal influence of seating areas in the interior can be influenced by separating flows of the two air streams, wherein advantageously the detaching flows are generated by the fact that additional flow-releasing elements are arranged in the interior. It is perceived as pleasant that the detaching flows have a lower flow velocity than the flow mung velocity of the first and second air flow.
  • At least one inflow opening is arranged in the region of a footwell, wherein additionally or alternatively, at least one inflow opening is arranged in the wall area.
  • the inlet openings may have individually adjustable nozzles, whereby, for example, an increased flow velocity in the footwell is adjustable. In this way it can be ensured that the air conditioning can be adapted individually to the thermal needs of a single person located in the interior.
  • a plurality of AusStrömkanälen for at least partially diverting the first air flow and the second air flow from the interior are arranged in the region of the interior, wherein preferably at least one outflow opening from the interior of a AusStrömkanals is arranged below a disc.
  • the object of the invention is also achieved by a vehicle, in particular a rail vehicle, having an interior, an air conditioning system and an additional circulating air device, according to patent claim 13, wherein the air conditioning system supplies a first air flow to the interior and the circulating air device supplies a second air flow to the interior, wherein the second air flow is supplied to the interior of the vehicle in such a way that the second air flow influences the first air flow, in particular with regard to the flow direction and flow intensity.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an air circulation in a driver's compartment of a rail vehicle when using a method according to the invention for the air conditioning of a vehicle interior, in particular of a rail vehicle;
  • FIG. 1 and 2 show a preferred embodiment of a vehicle 100 according to the invention in the form of a driver's compartment of a rail vehicle in which a preferred embodiment of the method according to the invention for air conditioning of a vehicle 100 can be performed.
  • the vehicle 100 has an interior space 110 with a floor area 112, a ceiling area 114 and wall areas 116.
  • a circulating air unit 130 preferably a circulating air heater, is arranged as a component of an air conditioning unit 140.
  • the air-conditioning device 140 further comprises an air conditioning system, not shown in detail, and a first flow channel 142 arranged between the ceiling region 114 and a roof 150 of the vehicle 100 and a second flow channel 142 arranged in the region of the guide table 120, the second flow channel 142 starting from a arranged below a disc 160 outflow opening 132 from the interior 110 to the recirculation unit 130, which is arranged below the guide table 120 extend.
  • Another third flow channel 146 opens, starting from the recirculation unit 130, on the one hand in a first inflow opening 134 in a foot region 122 of the interior 110 and on the other hand in a second inflow opening 136 in a seating area 172 of a seat 170.
  • the inner space 110 can also be provided for transporting passengers, in which case no guide table 120 would be installed, but a plurality of seats 170 and seating areas 172 would be present in the inner space 110.
  • the air conditioning unit is used, conditioned by a control device to air-condition the interior 110 in accordance with a predetermined temperature setpoint by supplying corresponding conditioned supply air. It is understood, however, that in other variants of the invention, a control can be carried out, in addition to the temperature setpoint one or more setpoints of other sizes, such. As humidity, odor pollution, etc., uses.
  • the air conditioning system as a compact unit includes all means for conditioning (heating, cooling, filtering, dehumidification, etc.) of the first air flow 180 and all means for promoting (fans, etc.) of the first air flow 180. It is understood, however, that in other variants
  • the invention may also be any other, in particular distributed in any way arrangement of these components in or on the vehicle 100 may be provided.
  • the air-conditioning unit For air-conditioning the interior 110, the air-conditioning unit optionally aspirates fresh air from the surroundings of the vehicle 100 and, if appropriate, mixes these in a suitable ratio with a first part of the exhaust air extracted from the interior 110, which is recirculated back to the air-conditioning system as circulating air.
  • the first air stream 180 thus obtained is conditioned in the air conditioning system in accordance with the desired specifications and supplied to the interior 110 as the first air flow 180.
  • the air conditioning system has a cooling mode as an operating mode, in which the interior 110 is supplied with a correspondingly cooled first air flow 180 as supply air for cooling purposes.
  • a further operating mode it has a heating operation in which the interior 110 is heated to a correspondingly heated first air flow 180 is supplied.
  • the vehicle has the recirculation unit 130, which is preferably a circulating air heater.
  • the air conditioning of the interior 110 can thus take place in addition to the air-conditioned first air flow 180 via a second air flow 190 generated by the recirculation unit 130, wherein the second air flow 190 generated by the additional recirculation unit 190 is supplied to the interior 110 of the vehicle 100 such that the second air flow 190 influenced the first air flow 180 in particular with regard to flow direction and flow intensity. In this way it is possible to keep the construction costs for the air conditioning of the interior space low.
  • Flow channels 142, 144, 146 arranged it is particularly advantageous that the cross-section of these flow channels 142, 144, 146 can be kept small, whereby the cost and structural complexity can be reduced.
  • the supply of the second air stream 190 into the inner space 110 takes place in the example shown both in heating mode and in cooling mode essentially via a first inflow opening 134 in the foot area 122 of the inner space 110 and via a second inflow opening 136 in the seat area 172 of a seat
  • the second airflow 190 is supplied to the inner space 110 in such a way that a Coanda air flow is generated.
  • the first air flow 180 it is possible to subject the first air flow 180 to the so-called Coanda effect, so that in particular, the flow direction of the first air flow 180 of the second air flow 190 follows.
  • a plurality of inflow openings 134, 136 for supplying the second air flow 190 into the interior 110 are arranged in the area of the interior 110, wherein in a particularly advantageous embodiment at least one inflow opening 134, 136 into the interior 110 as Coanda Designed inlet opening and thus arranged in the interior 110 so that the first air flow 180 to the second air flow 190, or surfaces in the interior 110 creates, thereby avoiding an immediate, often perceived as unpleasant air conditioning of the seating areas 172 in the interior 110 can be.
  • the second air flow 190 leaves the inflow openings 134, 136 in the interior 110 due to the entrainment or deflection at the surface comparatively large angle, so that a large proportion of the interior space 110 can be uniformly air-conditioned, in particular heated air, whereby, inter alia a use of several conventional air outlet openings for air conditioning of the interior 110 can be dispensed with.
  • the inflow openings 134, 136 into the inner space 110 individually adjustable nozzles (not shown), whereby, for example, an increased flow velocity in the footwell 122 would be adjustable.
  • the air conditioning of the interior 110, or individual areas of the interior 110 can individually regulate these nozzles.
  • a thermal influence of the seating areas 172 in the inner space 110 can be caused by detaching flows of the two
  • Air flows 180, 190 are influenced, wherein advantageously the detaching flows are generated by the fact that in the interior 110 additional flow-releasing elements (not shown), are arranged. It is perceived as pleasant that the detaching flows have a lower flow velocity than the flow rate of the first air flow 180 and the second air flow 190. In this way, a large proportion of the interior space 110 can be air conditioned well and evenly, in particular to the Sitting areas 172 of the seats 170 strong currents can be avoided to produce a for most people described as pleasant indoor climate.
  • At least one inflow opening 134 is arranged in the region of a footwell 122, wherein additionally or alternatively, at least one inflow opening 136 is arranged in the wall area 116.
  • the removal, or the suction of the two merged air streams 180, 190 from the interior 110 takes place at least partially via a plurality of outflow openings 132 and flow channels 144, 146, wherein preferably an outflow opening 132 from the interior 110 below a
  • Disc 160 is arranged.
  • the discharged air stream 180, 190 is then fed via the second flow channel 144 to the recirculation unit 130, which processes the supplied air stream 180, 190 and supplies a new second air stream 190 to the inner space 110 via the third flow channel 146 and the first and second inflow openings 134, 136.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, bei dem durch eine Klimaanlage zur Klimatisierung eines Innenraumes ein erster Luftstrom erzeugt wird, wodurch dem Innenraum des Fahrzeugs in einem Kühlbetrieb gekühlte Luft als Zuluft zugeführt wird und in einem Heizbetrieb erwärmte Luft als Zuluft zugeführt wird, wobei ein durch ein zusätzliches Umluftgerät erzeugter zweiter Luftstrom dem Innenraum des Fahrzeugs derart zugeführt wird, dass der zweite Luftstrom den ersten Luftstrom beeinflusst, insbesondere hinsichtlich Strömungsrichtung und Strömungsintensität. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Innenraum, einer Klimaanlage und einem zusätzlichen Umluftgerät, wobei ein zweiter Luftstrom einen ersten Luftstrom insbesondere hinsichtlich Strömungsrichtung und Strömungsintensität beeinflusst.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, gemäß dem Patentanspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahr- zeug, mit einem Innenraum, einer Klimaanlage und einem zusätzlichen Umluftgerät nach Anspruch 13.
Bekannte Fahrzeugbelüftungseinrichtungen für Fahrzeuge verfügen in der Regel über einen Ventilator, elektrische Heizkör- per, Luftein- und Luftaustrittöffnungen, Steuereinrichtungen und ein Gerätegehäuse. Diese Geräte weisen den Nachteil auf, dass die erwärmte Heizluft nur in einer Richtung ausgeblasen wird und nur durch die Geometrie des beheizten Raumes eine Beeinflussung der Luftverteilung erfolgt.
Aus der DE 103 04 272 B4 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs bekannt, bei dem im Heiz- betrieb mehr als die Hälfte der erwärmten Zuluft im Bereich des Bodens des Innenraums eingebracht wird, während ein ge- ringerer Teil der erwärmten Zuluft im Bereich der Decke eingebracht wird. Diese Lösung weist den Nachteil auf, dass bei einer hauptsächlichen Beheizung über den Bodenbereich ausreichend große Kanäle zum Führen der beheizten Zuluft im Bodenbereich vorgesehen sein müssen, was einen erheblichen Bauauf- wand erfordert. Zum anderen, muss auch hier die Absaugung der Abluft bzw. die Rückführung der Umluft zum Dachklimagerät über separate Kanäle erfolgen, was einen zusätzlichen baulichen Aufwand bedeutet . Auf dem Gebiet der Heizung und Belüftung beziehungsweise Klimatisierung von Innenräumen in Schienenfahrzeugen ist eine Vielzahl von Lösungen bekannt, mit welchen nach den verschiedensten Prinzipien die Luftzustände im Fahrzeuginnenraum, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und Strömungsgeschwindigkeit, innerhalb gegebener Grenzwerte konstant gehalten werden. Dabei kommen zur Luftaufbereitung zumeist Klimaanlagen zur Anwendung, welche entweder im Dachraum, beziehungsweise auf dem Dach des Fahrzeuges angeordnet sind oder sich unterhalb des Fahrzeugfußbodens befinden. Die Zuführung der aufbereiteten Luft in den Innenraum erfolgt dabei zumeist durch im Dachraum des Fahrzeuges angeordnete und über die gesamte Fahrzeuglänge erstreckende Luftkanäle, welche vielfach als Doppelluftkanal mit entweder nebeneinander oder übereinander angeordneten separaten Kühl- und Heizluftkanälen ausgebildet sind und von denen die Luft über Austrittsöffnungen entweder direkt in den Innenraum strömt oder bei welchen die Luft vor dem Einströmen in den Innenraum in einem gesonderten Mischkanal oder in Mischkammern vermischt wird.
Darüber hinaus ist es bekannt, die aufbereitete Luft von einem Deckenluftkanal in Zweigkanäle in den Seitenwänden des Fahrzeuges zu leiten, welche mit in den Seitenwand-Fußboden- Übergängen angeordneten Bodenkanälen mit Ausströmöffnungen verbunden sind, von denen die Luft direkt in den Sitzbereich des Innenraumes geleitet wird.
Als nachteilig haben sich in der Praxis jedoch die bekannten Heizungs- und Lüftungssysteme insbesondere für Schienenfahrzeuge dahingehend als unzureichend erwiesen, das die Luftverteilung im Innenraum in bestimmten Problembereichen, wie den Einstiegsbereichen, den Stirnseitenbereichen sowie im Mittelgang, insbesondere im getrennten Heizbetrieb, Kühlbetrieb oder Lüftungsbetrieb mitunter sehr ungleichmäßig ist, so dass nicht jede beliebige Stelle des Innenraumes mit annähernd der gleichen Luftmenge gleicher Qualität durchströmt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verfahren, bzw. ein Fahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile verbessert und dabei eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Klimatisierung des Innenraumes eines Fahrzeug ermöglicht. Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Sie löst diese Aufgabe weiterhin ausgehend von einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 13 angegebenen Merkmale.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass auf einfache und kostengünstige Weise eine zu- verlässige Klimatisierung des Innenraumes eines Fahrzeuges insbesondere eines Schienenfahrzeuges, ermöglicht wird, wenn durch eine Klimaanlage ein erster Luftstrom erzeugt wird, wodurch dem Innenraum des Fahrzeugs in einem Kühlbetrieb gekühlte Luft als Zuluft zugeführt wird und in einem Heizbe- trieb erwärmte Luft als Zuluft zugeführt wird, wobei ein durch ein zusätzliches Umluftgerät erzeugter zweiter Luftstrom dem Innenraum des Fahrzeugs derart zugeführt wird, dass der zweite Luftstrom den ersten Luftstrom beeinflusst, insbesondere hinsichtlich Strömungsrichtung und Strömungsintensi - tät . Auf diese Weise ist es möglich, den baulichen Aufwand für die Klimatisierung des Innenraums gering zu halten. So ist es insbesondere möglich den zweiten Luftstrom lediglich über fest installierte Einströmkanäle dem Innenraum zuzuführen, wodurch aufwendige Luftzufuhrkanäle für gesonderte Hei- zungsanlagen oder Lüfter eingespart werden können. Dies führt zu einer erheblichen baulichen Vereinfachung des Fahrzeugs.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zur Beeinflussung des ersten Luftstroms durch den zweiten Luftstrom im Bereich des Innenraumes eine Mehrzahl von zusätzlichen Strömungskanälen angeordnet, wobei es in jedem Fall möglich ist, den Querschnitt dieser Einströmkanäle klein zu halten, wodurch der bauliche Aufwand zumindest erheblich reduziert und damit die Kosten gesenkt werden können.
Vorteilhafterweise wird der zweite Luftstrom derart dem In- nenraum zugeführt, dass zur Beeinflussung des ersten Luft- Stroms eine Coandä-Luftströmung erzeugt wird. Auf diese Weise Λ
kann der erste Luftstrom dem sogenannten Coandä-Effekt unterworfen werden, so dass insbesondere die Strömungsrichtung des ersten Luftstromes der des zweiten Luftstromes folgen kann. Mit dem Begriff Coandä-Effekt werden verschiedene Phänomene bezeichnet, die eine Tendenz eines Gasstrahls nahelegen, an einem Luftstrom, bzw. an einer insbesondere konvexen Oberfläche entlangzulaufen, anstatt sich abzulösen und sich in der ursprünglichen Fließrichtung weiterzubewegen.
Entsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn im Bereich des Innenraumes eine Mehrzahl von Einströmöffnungen zur Zuführung des zweiten Luftstromes in den Innenraum angeordnet sind, wobei in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung wenigstens eine Einströmöffnung als Coandä-Einströmöffnung ausgestaltet und derart im Innenraum angeordnet ist, dass sich der erste Luftstrom an den zweiten Luftstrom, bzw. an Oberflächen im Innenraum anlegt, wodurch eine unmittelbare, oft als unangenehm empfundene Klimatisierung der Sitzbereiche des Innenraumes vermieden werden kann. Die Einströmöffnungen für den zweiten Luftstrom dienen somit der Erzeugung des dem Coandä-Effekt unterworfenen ersten Luftstromes, wobei eine konvex geformte Coandä-Einströmöffnung die Ausbildung des Coandä-Effekts unterstützt. Der zweite Luftstrom verlässt die Einströmöffnung aufgrund der Mitnahme bzw. Umlenkung an der Oberfläche vergleichsweise großwinklig, so dass ein großer Raumanteil des Innenraumes gleichmäßig mit Luft, insbesondere mit erwärmter Luft klimatisiert werden kann, wodurch unter anderem auf eine Verwendung mehrerer herkömmlicher Luftauslassöffnungen zur Klimatisierung des Innenraumes verzichtet werden .
Ferner kann eine thermische Beeinflussung von Sitzbereichen im Innenraum durch ablösende Strömungen der beiden Luftströme beeinflusst werden, wobei vorteilhafterweise die ablösenden Strömungen dadurch erzeugt werden, dass im Innenraum zusätzliche strömungsablösende Elemente angeordnet sind. Dabei wird es als angenehm empfunden, dass die ablösenden Strömungen eine geringere Strömungsgeschwindigkeit aufweisen als die Strö- mungsgeschwindigkeit des ersten und des zweiten Luftstromes. Somit wird ein großer Raumanteil des Innenraumes gut und gleichmäßig klimatisiert, wobei auf diese Weise insbesondere an den Sitzbereichen von Sitzen starke Strömungen vermieden werden können, wodurch das für die meisten Personen als anagenehm bezeichnetes Raumklima erzeugt werden kann.
Insbesondere in Fahrzeugführerräumen, aber auch im Fahrgastbereich, ist wenigstens eine Einströmöffnung im Bereich eines Fußraumes angeordnet, wobei zusätzlich oder alternativ auch wenigstens eine Einströmöffnung im Wandbereich angeordnet ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die Einströmöffnungen individuell einstellbare Düsen aufweisen können, wodurch beispielsweise eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit im Fußraum einstellbar ist. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Klimatisierung individuell an die thermischen Bedürfnisse einer einzelnen im Innenraum befindliche Person angepasst werden kann. In einer weiterführenden Ausgestaltung sind im Bereich des Innenraumes eine Mehrzahl von AusStrömkanälen zur zumindest teilweisen Ableitung des ersten Luftstromes und des zweiten Luftstromes aus dem Innenraum angeordnet, wobei bevorzugterweise wenigstens eine Ausströmöffnung aus dem Innenraum eines AusStrömkanals unterhalb eine Scheibe angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Innenraum, einer Klimaanlage und einem zusätzlichen Umluftgerät, gemäß Patentan- spruch 13 gelöst, wobei die Klimaanlage dem Innenraum einen ersten Luftstrom zuführt und das Umluftgerät dem Innenraum einen zweiten Luftstrom zuführt, wobei der zweite Luftstrom dem Innenraum des Fahrzeugs derart zugeführt wird, dass der zweite Luftstrom den ersten Luftstrom insbesondere hinsicht- lieh Strömungsrichtung und Strömungsintensität beeinflusst.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, dabei zeigen:
FIG 1 eine schematische Seitendarstellung einer Luftzirkulation in einem Führerraum eines Schienenfahrzeug bei Nutzung einer erfindungsgemäßen Verfahrens zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraumes, insbesondere ei- nes Schienenfahrzeugs; und
FIG 2 eine schematische perspektivische Darstellung der
Luftzirkulation aus FIG 1. Die Figuren 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges 100 in Form eines Fahrzeugführerraumes eines Schienenfahrzeuges in dem eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Klimatisierung eines Fahrzeuges 100 durchgeführt werden kann. Das Fahrzeug 100 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Innenraum 110 mit einem Bodenbereich 112, einem Deckenbereich 114 und Wandbereichen 116 auf.
Weiterhin ist unter einem Führertisch 120 ein Umluftgerät 130, vorzugsweise ein Umluft-Heizgerät, als eine Komponente einer Klimatisierungseinrichtung 140 angeordnet. Die Klimatisierungseinrichtung 140 umfasst weiterhin eine nicht im Detail dargestellte Klimaanlage, sowie einen zwischen dem Deckenbereich 114 und einem Dach 150 des Fahrzeuges 100 ange- ordneten ersten Strömungskanal 142 und einen im Bereich des Führertisch 120 angeordneten zweiten Strömungskanal 142, wobei sich der zweite Strömungskanal 142 ausgehend von einer unterhalb einer Scheibe 160 angeordneten Ausströmöffnung 132 aus dem Innenraum 110 bis zu dem Umluftgerät 130, welches un- terhalb des Führertisches 120 angeordnet ist, erstrecken. Ein weiterer dritter Strömungskanal 146 mündet ausgehend von dem Umluftgerät 130 zum einen in einer ersten Einströmöffnung 134 in einem Fußbereich 122 des Innenraumes 110 und zum anderen in einer zweiten Einströmöffnung 136 in einem Sitzbereich 172 eines Sitzes 170.
Alternativ kann der Innenraum 110 auch zum Transport von Pas- sagieren vorgesehenen sein, wobei in diesem Fall kein Führertisch 120 eingebaut wäre, sondern im Innenraum 110 eine Mehrzahl von Sitzen 170 und Sitzbereichen 172 vorhanden wären.
Die nicht dargestellte Klimaanlage dient dazu, gesteuert durch eine Steuereinrichtung den Innenraum 110 entsprechend einem vorgegebenen Temperatursollwert durch Zufuhr entsprechend konditionierter Zuluft zu klimatisieren. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine Regelung erfolgen kann, die zusätzlich zum Temperatur- Sollwert einen oder mehrere Sollwerte anderer Größen, wie z. B. Luftfeuchtigkeit, Geruchsbelastung etc., heranzieht. Dabei umfasst die Klimaanlage als kompakte Einheit sämtliche Einrichtungen zur Konditionierung (Heizung, Kühlung, Filterung, Entfeuchtung etc.) des ersten Luftstromes 180 sowie sämtliche Einrichtungen zur Förderung (Ventilatoren etc.) des ersten Luftstromes 180. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch eine beliebige andere, insbesondere auf beliebige Weise verteilte Anordnung dieser Komponenten im bzw. am Fahrzeug 100 vorgesehen sein kann.
Zur Klimatisierung des Innenraums 110 saugt das Klimagerät gegebenenfalls Frischluft aus der Umgebung des Fahrzeugs 100 an und mischt diese gegebenenfalls in einem geeigneten Verhältnis mit einem ersten Teil der aus dem Innenraum 110 abge- saugten Abluft, die als Umluft wieder zur Klimaanlage zurückgeführt wird. Der so erhaltene erste Luftstrom 180 wird in der Klimaanlage entsprechend der Sollvorgaben konditioniert und dem Innenraum 110 als erster Luftstrom 180 zugeführt. Die Klimaanlage weist unter anderem als eine Betriebsart einen Kühlbetrieb auf, in welchem dem Innenraum 110 zur Kühlung ein entsprechend gekühlter erster Luftstrom 180 als Zuluft zugeführt wird. Ebenso weist sie als eine weitere Betriebsart einen Heizbetrieb auf, in welchem dem Innenraum 110 zur Behei- zung ein entsprechend erhitzter erster Luftstrom 180 zugeführt wird.
Zusätzlich zur Klimaanlage weist das Fahrzeug das Umluftgerät 130 auf, welches bevorzugterweise ein Umluft-Heizgerät ist. Die Klimatisierung des Innenraums 110 kann somit zusätzlich zum klimatisierten ersten Luftstrom 180 über einen durch das Umluftgerät 130 erzeugten zweiten Luftstrom 190 erfolgen, wobei der durch das zusätzliches Umluftgerät erzeugte zweite Luftstrom 190 dem Innenraum 110 des Fahrzeugs 100 derart zugeführt wird, dass der zweite Luftstrom 190 den ersten Luftstrom 180 insbesondere hinsichtlich Strömungsrichtung und Strömungsintensität beeinflusst. Auf diese Weise ist es möglich, den baulichen Aufwand für die Klimatisierung des Innen- raums gering zu halten.
Für die Zufuhr des zweiten Luftstromes 190 in den Innenraum 110 und die Abfuhr, bzw. das Absaugen der beiden zusammengeführten Luftströme 180, 190 aus dem Innenraum 110 sind im Be- reich des Innenraumes 110 eine Mehrzahl von zusätzlichen
Strömungskanälen 142, 144, 146 angeordnet, dabei ist es besonders vorteilhaft, dass der Querschnitt dieser Strömungskanäle 142, 144, 146 klein gehalten werden kann, wodurch die Kosten und der bauliche Aufwand reduziert werden können.
Die Zufuhr des zweiten Luftstromes 190 in den Innenraum 110 erfolgt im gezeigten Beispiel sowohl im Heizbetrieb als auch im Kühlbetrieb im Wesentlichen über eine erste Einströmöffnung 134 im Fußbereich 122 des Innenraumes 110 und über eine zweite Einströmöffnung 136 im Sitzbereich 172 eines Sitzes
170. So ist es insbesondere möglich den zweiten Luftstrom 190 über die fest installierten Einströmöffnungen 134, 136 dem Innenraum 110 zuzuführen, wodurch aufwendige Luftzufuhrkanäle für gesonderte Heizungsanlagen oder Lüfter eingespart werden können. Dabei wird der zweite Luftstrom 190 derart dem Innenraum 110 zugeführt, dass eine Coandä-Luftströmung erzeugt wird. Auf diese Weise ist es möglich, den ersten Luftstrom 180 dem sogenannten Coandä-Effekt zu unterwerfen, so dass insbesondere die Strömungsrichtung des ersten Luftstromes 180 der des zweiten Luftstromes 190 folgt.
Um diesen Effekt bestmöglich auszunutzen, sind im Bereich des Innenraumes 110 eine Mehrzahl von Einströmöffnungen 134, 136 zur Zuführung des zweiten Luftstromes 190 in den Innenraum 110 angeordnet, wobei in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist wenigstens eine Einströmöffnung 134, 136 in den Innenraum 110 als Coandä-Einströmöffnung ausgestaltet und so- mit derart im Innenraum 110 angeordnet, dass sich der erste Luftstrom 180 an den zweiten Luftstrom 190, bzw. an Oberflächen im Innenraum 110 anlegt, wodurch eine unmittelbare, oft als unangenehm empfundene Klimatisierung der Sitzbereiche 172 im Innenraum 110 vermieden werden kann.
Der zweite Luftstrom 190 verlässt die Einströmöffnungen 134, 136 in den Innenraum 110 aufgrund der Mitnahme bzw. Umlenkung an der Oberfläche vergleichsweise großwinklig, so dass ein großer Raumanteil des Innenraumes 110 gleichmäßig mit Luft, insbesondere mit erwärmter Luft klimatisiert werden kann, wodurch unter anderem auf eine Verwendung mehrerer herkömmlicher Luftauslassöffnungen zur Klimatisierung des Innenraumes 110 verzichtet werden kann. Vorteilhafterweise können die Einströmöffnungen 134, 136 in den Innenraum 110 individuell einstellbare Düsen (nicht dargestellt) aufweisen, wodurch beispielsweise eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit im Fußraum 122 einstellbar wäre. Somit ist es möglich, dass eine im Innenraum 110 befindliche Person je nach eigenem thermischem Komfort die Klimatisierung des Innenraumes 110, bzw. einzelner Bereiche des Innenraumes 110 individuell über diese Düsen regulieren kann.
Ferner kann eine thermische Beeinflussung der Sitzbereichen 172 im Innenraum 110 durch ablösende Strömungen der beiden
Luftströme 180, 190 beeinflusst werden, wobei vorteilhafterweise die ablösenden Strömungen dadurch erzeugt werden, dass im Innenraum 110 zusätzliche strömungsablösende Elemente (nicht dargestellt) , angeordnet sind. Dabei wird es als angenehm empfunden, dass die ablösenden Strömungen eine geringere Strömungsgeschwindigkeit aufweisen als die Strömungsgeschwindigkeit des ersten Luftstromes 180 und des zweiten Luftstro- mes 190. Auf diese Weise kann ein großer Raumanteil des Innenraumes 110 gut und gleichmäßig klimatisiert werden, wobei insbesondere an den Sitzbereichen 172 der Sitze 170 starke Strömungen vermieden werden können, um ein für die meisten Personen als angenehm bezeichnetes Raumklima zu erzeugen. Insbesondere in Fahrzeugführerräumen, aber auch im Fahrgastbereich, ist wenigstens eine Einströmöffnung 134 im Bereich eines Fußraumes 122 angeordnet, wobei zusätzlich oder alternativ auch wenigstens eine Einströmöffnung 136 im Wandbereich 116 angeordnet ist.
Die Abfuhr, bzw. das Absaugen der beiden zusammengeführten Luftströme 180, 190 aus dem Innenraum 110 erfolgt zumindest teilweise über eine Mehrzahl von Ausströmöffnungen 132 aus und Strömungskanäle 144, 146, wobei bevorzugterweise eine Ausströmöffnung 132 aus dem Innenraum 110 unterhalb einer
Scheibe 160 angeordnet ist. Der abgeführte Luftstrom 180, 190 wird anschließend über den zweiten Strömungskanal 144 dem Umluftgerät 130 zugeführt, welches den zugeführten Luftstrom 180,190 aufbereitet und über den dritten Strömungskanal 146 und der ersten und der zweiten Einströmöffnung 134, 136 dem Innenraum 110 einen neuen zweiten Luftstrom 190 zuführt.
Auf diese Weise ist es möglich, ein Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeuges 100, insbesondere eines Schienenfahr- zeuges zur Verfügung zu stellen, welches eine kostengünstige, zuverlässige und angenehme Klimatisierung des Innenraumes 110 ermöglicht. Dabei ist kein zusätzlicher Bauraum notwendig, wodurch aufwendige Luftzufuhrkanäle für gesonderte Heizungsanlagen oder Lüfter eingespart werden können.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100), insbesondere eines Schienenfahrzeugs, bei dem durch eine Klima- anläge zur Klimatisierung eines Innenraumes (110) ein erster Luftstrom (180) erzeugt wird, wodurch dem Innenraum (110) des Fahrzeugs (100) in einem Kühlbetrieb gekühlte Luft als Zuluft zugeführt wird und in einem Heizbetrieb erwärmte Luft als Zuluft zugeführt wird, wobei ein durch ein zusätzliches Umluft- gerät (130) erzeugter zweiter Luftstrom (190) dem Innenraum (110) des Fahrzeugs (100) derart zugeführt wird, dass der zweite Luftstrom (190) den ersten Luftstrom (180) beein- flusst, insbesondere hinsichtlich Strömungsrichtung und Strömungsintensität .
2. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach Anspruch 1, wobei zur Beeinflussung des ersten Luftstroms (180) durch den zweiten Luftstrom (190) im Bereich des Innenraumes (110) eine Mehrzahl von zusätzlichen Strömungskanälen (142, 144, 146) angeordnet sind.
3. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Luftstrom (190) derart dem Innenraum (110) zugeführt wird, dass zur Beeinflussung des ersten Luftstroms (180) eine Coandä-Luftströmung erzeugt.
4. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Bereich des Innenraumes eine Mehrzahl von Einströmkanälen (134, 136) zur Zuführung des zweiten Luftstromes (190) in den Innenraum (110) angeordnet sind .
5. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach Anspruch 1 bis 3, wobei im Bereich des Innenraumes wenigstens ein Einströmkanal (134, 136) zur Zuführung des zweiten Luftstromes (190) in den Innenraum (110) als Coandä-Einströmöff- nung ausgestaltet und derart im Innenraum (110) angeordnet ist, dass sich der erste Luftstrom (180) nach dem Coandä- Effekt derart an Oberflächen im Innenraum (110) anlegt, dass der durch den zweiten Luftstrom (190) beeinflusste erste Luftstrom (180) nicht unmittelbar in Sitzbereiche (172) des Innenraumes (110) gelangt.
6. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine thermische Beeinflussung von Sitzbereichen (172) im Innenraum (110) durch ablösende Strömungen der beiden Luftströme (180, 190) beeinflusst wird.
7. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach Anspruch 6, wobei die ablösenden Strömungen dadurch erzeugt werden, dass im Innenraum (110) strömungsablösende Elemente angeordnet sind.
8. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die ablösenden Strömungen eine geringere Strömungsgeschwindigkeit aufweisen als die Strömungs- geschwindigkeit des ersten Luftstromes (180) und des zweiten Luftstromes (190) .
9. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei wenigstens ein Einström- kanal (134) im Bereich eines Fußraumes (122) angeordnet ist.
10. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei wenigstens eine Einströmkanal (136) an einem Wandbereich (116) angeordnet ist.
11. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei im Bereich des Innenraumes (110) eine Mehrzahl von Ausströmöffnungen (132) zur zumindest teilweisen Ableitung des ersten Luftstromes (180) und des zweiten Luftstromes (190) aus dem Innenraum (110) angeordnet sind.
12. Verfahren zur Klimatisierung eines Fahrzeugs (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei wenigstens eine Ausströmöffnung (132) zur zumindest teilweisen Ableitung des ersten Luftstromes (180) und des zweiten Luftstromes (190) aus dem Innenraum (110) unterhalb einer Scheibe (160) angeordnet ist.
13. Fahrzeug ( 100 ) , insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem Innenraum (110) , einer Klimaanlage und einem zusätzlichen Umluftgerät (130) , wobei die Klimaanlage dem Innenraum (110) einen ersten Luftstrom zuführt und das Umluftgerät dem Innenraum (110) einen zweiten Luftstrom (190) zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Luftstrom (190) dem Innenraum (110) des Fahrzeugs (100) nach einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12 derart zugeführt wird, dass der zweite Luftstrom (190) den ersten Luftstrom (180) insbesondere hinsichtlich Strömungsrichtung und Strömungsintensität beein- flusst .
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