EP3135552B1 - Klimatisierungsanordnung für ein schienenfahrzeug - Google Patents

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EP3135552B1
EP3135552B1 EP16181149.2A EP16181149A EP3135552B1 EP 3135552 B1 EP3135552 B1 EP 3135552B1 EP 16181149 A EP16181149 A EP 16181149A EP 3135552 B1 EP3135552 B1 EP 3135552B1
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EP
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air
conditioning
channel
heating device
duct
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EP16181149.2A
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Alexander Hildebrandt
Christoph KARSCHNIA
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Siemens Mobility GmbH
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Siemens Mobility GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning

Definitions

  • an air conditioning arrangement for a rail vehicle is provided with an air conditioning unit for generating conditioned air and at least one air conditioning duct that transports the air conditioned by the air conditioning unit into a passenger compartment of the rail vehicle , wherein the air-conditioning duct is equipped with an electrical duct reheating device.
  • the duct post-heating device is inserted into an opening in the air-conditioning duct in such a way that a heating element of the duct post-heating device is arranged within the air-conditioning duct.
  • Such an air conditioning arrangement is for example from DD 212 480 A1 known.
  • heating rods are arranged in the transverse direction of the air conditioning duct and held with the aid of a slide-in frame. Due to its dimensions, the slide-in frame itself does not have any noticeable effect as thermal protection.
  • the air-conditioning duct that leads from the air-conditioning device to the passenger compartment of the rail vehicle is not always optimally thermally insulated.
  • the reason for this is that the installation space that is available in modern rail vehicles is often limited and there may therefore be a lack of space for thermal insulation.
  • this leads to a temperature loss in the air processed in the air-conditioning device on the way to an air outlet of the air-conditioning duct in the passenger compartment.
  • the aforementioned metallic shielding is usually integrated into a wall of the air conditioning duct.
  • non-metallic air conditioning ducts textile ducts
  • this has the disadvantage that they have to be interrupted for a duct reheating device in order to introduce the required metallic shielding. This considerably limits the flexible use of such a duct reheating device.
  • the metallic shielding must be adapted to the existing geometry of the air conditioning duct. Based on this, the invention is based on the object of further developing an air conditioning arrangement of the type mentioned at the beginning in such a way that a duct reheating device can be installed more easily.
  • the duct reheating device is designed as a module, in which an outer metallic, thermal shield is integrated to protect adjacent building materials from the duct reheating device, and the shield the duct reheating device is designed as a bent sheet metal and the shield has two opposite, open end faces for the passage of the conditioned air and is otherwise closed so that the heating element is completely surrounded by the shield.
  • the duct reheating device Due to the design of the duct reheating device as a module with integrated metallic shielding, it is possible to cut a suitable opening in one side of the duct for both textile and metallic air conditioning ducts. The duct reheating device can then be inserted into this opening with the metal shielding that is already integrally present.
  • the duct post-heating device is inserted into an opening in the air-conditioning duct in such a way that a heating element of the duct post-heating device is arranged within the air-conditioning duct. In this way there is a suitable thermal interaction between the incoming conditioned air and the heating element of the duct reheating device. Desired temperatures of the conditioned air on the outlet side of the heating element can be set.
  • the opening of the air-conditioning duct can be provided on its upper side and an upper side of the duct post-heating device can be aligned with the upper side of the air-conditioning duct, with electrical connections of the duct post-heating device protruding outward relative to the air-conditioning duct. In this way it is achieved that an outer contour of the air conditioning duct is designed to be uniform for a favorable installation. Only the electrical connections for the duct reheating device are exposed.
  • the duct reheating device is shielded as a bent sheet metal. It is advantageous if the shielding of the duct reheating device is part of a mounting plate of the duct reheating device. This mounting plate will typically be that of the heating element.
  • the shield for the heating element has two opposite, open end faces for the passage of the conditioned air and is otherwise closed. In this way, an air flow in the air conditioning duct is only slightly impaired, but at the same time effective shielding of the heating element is brought about.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an air-conditioning duct of an air-conditioning arrangement for a rail vehicle.
  • an air-conditioning duct 1 has a rectangular cross section.
  • the air-conditioning duct 1 ultimately transports air processed by an air-conditioning device of the rail vehicle into a passenger compartment of the rail vehicle, specifically in the direction of arrow 2.
  • a duct reheating device 3 which is generally cuboidal, is used to reheat the conditioned air flowing through duct 1.
  • An upper side of the duct reheating device 3 is formed by a mounting plate 4 on which an inner heating element 5 is mounted. Electrical connections 6 for the heating element 5 protrude from the mounting plate 4 to the outside.
  • the mounting plate 4 for the heating element 5 is part of a thermal shield 8, typically made of metal, which is used to protect building materials adjacent to the duct reheating device 3.
  • An upper side of the channel 1 has an opening 7, the dimensions of which are adapted to the rectangular shape of the mounting plate 4.
  • the duct reheating device 3 is inserted into the opening 7 of the duct 1, the top of the duct 1 being flush with the mounting plate 4 of the duct reheating device 3.
  • the heating element 5 is formed in a spiral shape, with a free cross section spanned by this spiral lying parallel to a cross-sectional plane of the channel 1. Therefore, conditioned air can easily flow through the heating element 5.
  • the mounting plate 4 is part of the metallic shield 8, which is formed here by a suitably folded / bent sheet metal. Opposite end faces of the shield 8 are open and are arranged in such a way that a flow of the conditioned air through the heating element 5 is not hindered. Incidentally, the metallic shield 8 is closed, i.e. the heating element 5 is completely surrounded by the shield 8, so that neighboring building materials are protected.
  • the mounting plate 4 forms an upper side of the sheet metal.
  • the duct reheating device 3 can be used for both textile and metallic air conditioning ducts.
  • the duct reheating device 3 can be fastened directly to the air-conditioning duct 1.
  • the duct reheating device 3 is fastened in such a way that separate mechanical brackets are provided which are connected outside the textile air-conditioning duct. An actual heating device would have to protrude into the air conditioning duct 1 via an opening that closes off as tightly as possible.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimatisierungsanordnung für ein Schienenfahrzeug nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Danach ist eine Klimatisierungsanordnung für ein Schienenfahrzeug mit einem Klimagerät zum Erzeugen aufbereiteter Luft und wenigstens einem Klimakanal vorgesehen, der die von dem Klimagerät aufbereitete Luft in einen Fahrgastraum des Schienenfahrzeugs transportiert, wobei der Klimakanal mit einer elektrischen Kanalnachheizeinrichtung ausgestattet ist.
  • Die Kanalnachheizeinrichtung ist in eine Öffnung des Klimakanals derart eingesetzt, dass ein Heizelement der Kanalnachheizeinrichtung innerhalb des Klimakanals angeordnet ist.
  • Eine solche Klimatisierungsanordnung ist beispielsweise aus der DD 212 480 A1 bekannt. Bei der dort offenbarten Klimatisierungsanordnung sind Heizstäbe in Querrichtung des Klimakanals angeordnet und mit Hilfe eines Einschubrahmens gehalten. Aufgrund seiner Dimensionierung ist eine Wirkung des Einschubrahmens selbst als thermischer Schutz nicht in nennenswertem Umfang gegeben.
  • Bei einer solchen Klimatisierungsanordnung ist insbesondere der Klimakanal, der von dem Klimagerät zum Fahrgastinnenraum des Schienenfahrzeugs führt, nicht immer optimal thermisch gedämmt. Hintergrund dafür ist, dass der Bauraum, der in modernen Schienenfahrzeugen zur Verfügung steht, oft begrenzt ist und es somit an Platz für thermische Isolierung fehlen kann. Dies führt entlang des Klimakanals zu einem Temperaturverlust der im Klimagerät aufbereiteten Luft auf dem Weg zu einem Luftauslass des Klimakanals in den Passagierraum. Zudem kann es vorkommen, dass in bestimmten Bereichen in Schienenfahrzeugen temporär ein erhöhter Energiebedarf besteht, beispielsweise in Einstiegsbereichen, die ebenfalls über Klimakanäle mit einem Klimagerät strömungstechnisch verbunden sind.
  • Um die genannten Effekte zu kompensieren, insbesondere eine Erhöhung der Temperatur der aufbereiteten Luft herbeizuführen, werden in Schienenfahrzeugen elektrische Kanalnachheizeinrichtungen eingesetzt. Diese arbeiten mit hohen Oberflächentemperaturen und benötigen aus diesem Grund metallische Abschirmungen, welche die umliegenden Materialien schützt. Beispiele für Schienenfahrzeuge mit elektrischen Kanalnachheizeinrichtungen sind Fahrzeuge aus der Velaro-Produktfamilie der Anmelderin, insbesondere auch die unter der Bezeichnung "Velaro D" bekannte Baureihe 407 der Deutschen Bahn AG.
  • Die vorgenannte metallische Abschirmung wird in der Regel in eine Wand des Klimakanals integriert. Dies hat beispielsweise bei nicht metallischen Klimakanälen (Textil-Kanäle), den Nachteil, dass sie für eine Kanalnachheizeinrichtung unterbrochen werden müssen, um die erforderliche metallische Abschirmung einzubringen. Dies schränkt erheblich eine flexible Einsetzbarkeit einer solchen Kanalnachheizeinrichtung ein. Zudem muss die metallische Abschirmung jeweils auf die vorhandene Geometrie des Klimakanals angepasst werden. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Klimatisierungsanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Kanalnachheizeinrichtung einfacher einbaubar ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Klimatisierungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Danach ist vorgesehen, dass die Kanalnachheizeinrichtung als Modul ausgeführt ist, in das eine äußere metallische, thermische Abschirmung zum Schutz von der Kanalnachheizeinrichtung benachbarter Baumaterialien integriert ist, und die Abschirmung der Kanalnachheizeinrichtung als gebogenes Blech ausgeführt ist und die Abschirmung zwei einander gegenüberliegende, offene Stirnseiten zum Durchtritt der aufbereiteten Luft aufweist und im Übrigen geschlossen ist, sodass das Heizelement von der Abschirmung vollständig umgeben ist.
  • Aufgrund der Ausführung der Kanalnachheizeinrichtung als Modul mit integrierter metallische Abschirmung ist es sowohl bei textilen als auch metallischen Klimakanälen möglich, eine geeignete Öffnung in eine Seite des Kanals zu schneiden. In diese Öffnung kann dann die Kanalnachheizeinrichtung mit bereits integral vorhandener metallischer Abschirmung eingesetzt werden.
  • Die Kanalnachheizeinrichtung ist in eine Öffnung des Klimakanals derart eingesetzt, dass ein Heizelement der Kanalnachheizeinrichtung innerhalb des Klimakanals angeordnet ist. In dieser Weise findet eine geeignete thermische Wechselwirkung zwischen anströmender aufbereiteter Luft und dem Heizelement der Kanalnachheizeinrichtung statt. Gewünschte Temperaturen der aufbereiteten Luft an der Austrittsseite des Heizelements können eingestellt werden.
  • Die Öffnung des Klimakanals kann an dessen Oberseite vorgesehen sein und eine Oberseite der Kanalnachheizeinrichtung kann mit der Oberseite des Klimakanals fluchten, wobei elektrische Anschlüsse der Kanalnachheizeinrichtung, bezogen auf den Klimakanal, nach außen vorstehen. In dieser Weise wird erreicht, dass eine Außenkontur des Klimakanals für einen günstigen Einbau gleichmäßig ausgebildet ist. Lediglich die elektrischen Anschlüsse für die Kanalnachheizeinrichtung liegen frei.
  • Die Abschirmung der Kanalnachheizeinrichtung ist als gebogenes Blech ausgeführt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Abschirmung der Kanalnachheizeinrichtung Teil einer Montageplatte der Kanalnachheizeinrichtung ist. Diese Montageplatte wird typischer Weise diejenige des Heizelementes sein.
  • Die Abschirmung für das Heizelement weist zwei einander gegenüberliegende, offene Stirnseiten zum Durchtritt der aufbereiteten Luft auf und ist im Übrigen geschlossen. In dieser Weise wird ein Luftstrom in dem Klimakanal nur geringfügig beeinträchtigt, gleichzeitig aber eine wirksame Abschirmung des Heizelements herbeigeführt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine perspektivische Ansicht eines Klimakanals einer Klimatisierungsanordnung für ein Schienenfahrzeug.
  • Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist ein Klimakanal 1 einen rechtwinkeligen Querschnitt auf. Der Klimakanal 1 transportiert von einem Klimagerät des Schienenfahrzeugs aufbereitete Luft letztlich in einen Fahrgastraum des Schienenfahrzeugs, und zwar in Richtung des Pfeils 2.
  • Zum Nachheizen der durch den Kanal 1 strömenden und aufbereiteten Luft dient eine Kanalnachheizeinrichtung 3, die allgemein quaderförmig ausgebildet ist. Eine Oberseite der Kanalnachheizeinrichtung 3 wird von einer Montageplatte 4 gebildet, an der ein inneres Heizelement 5 montiert ist. Elektrische Anschlüsse 6 für das Heizelement 5 stehen von der Montageplatte 4 aus nach außen vor.
  • Die Montageplatte 4 für das Heizelement 5 ist Teil einer thermischen Abschirmung 8, typischer Weise aus Metall, die zum Schutz von der Kanalnachheizeinrichtung 3 benachbarten Baumaterialien dient.
  • Eine Oberseite des Kanals 1 weist eine Öffnung 7 auf, deren Abmessung an die rechtwinkelige Form der Montageplatte 4 angepasst ist. In dieser Weise ist die Kanalnachheizeinrichtung 3 in die Öffnung 7 des Kanals 1 eingesetzt, wobei die Oberseite des Kanals 1 mit der Montageplatte 4 der Kanalnachheizeinrichtung 3 fluchtet. Es ist ersichtlich, dass auch bereits in Betrieb befindliche Klimakanäle ohne Weiteres mit der Kanalnachheizeinrichtung 3 nachgerüstet werden können. Dazu reicht es aus, an geeigneter Seite des Kanals eine Öffnung der Art der Öffnung 7 bereitzustellen, so dass die Kanalnachheizeinrichtung 3 in diese Öffnung einsetzbar ist.
  • Das Heizelement 5 ist spiralförmig ausgebildet, wobei ein durch diese Spirale aufgespannter freier Querschnitt parallel zu einer Querschnittsebene des Kanals 1 liegt. Daher kann aufbereite Luft ohne Weiteres durch das Heizelement 5 hindurchströmen.
  • Die Montageplatte 4 ist Teil der metallischen Abschirmung 8, die hier von einem geeignet abgekanteten/gebogenen Metallblech gebildet ist. Gegenüberliegende Stirnseiten der Abschirmung 8 sind offen und derart angeordnet, dass eine Strömung der aufbereiteten Luft durch das Heizelement 5 hindurch nicht behindert wird. Im Übrigen ist die metallische Abschirmung 8 geschlossen, d.h. das Heizelement 5 ist von der Abschirmung 8 vollständig umgeben, so dass benachbarte Baumaterialien geschützt sind. Eine obere Seite des Blechs bildet die Montageplatte 4 aus.
  • Die Kanalnachheizeinrichtung 3 kann sowohl bei textilen als auch bei metallischen Klimakanälen zum Einsatz kommen. Bei metallischen Klimakanälen kann eine Befestigung der Kanalnachheizeinrichtung 3 unmittelbar an dem Klimakanal 1 erfolgen. Bei textilen Klimakanälen erfolgt eine Befestigung der Kanalnachheizeinrichtung 3 in der Weise, dass separate mechanische Halterungen vorgesehen sind, die außerhalb des Textilen Klimakanals angebunden sind. Eine eigentliche Heizeinrichtung müsste über eine Öffnung, die möglichst dicht abschließt, in den Klimakanal 1 hineinragen.

Claims (3)

  1. Klimatisierungsanordnung für ein Schienenfahrzeug mit einem Klimagerät zum Erzeugen aufbereiteter Luft und wenigstens einem Klimakanal (1), der die von dem Klimagerät aufbereitete Luft in einen Fahrgastraum des Schienenfahrzeugs transportiert, wobei der Klimakanal (1) mit einer elektrischen Kanalnachheizeinrichtung (3) ausgestattet ist,
    wobei die Kanalnachheizeinrichtung (3) in eine Öffnung (7) des Klimakanals (1) derart eingesetzt ist, dass ein Heizelement (5) der Kanalnachheizeinrichtung (3) innerhalb des Klimakanals (1) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalnachheizeinrichtung (3) als Modul ausgeführt ist, in das eine äußere metallische, thermische Abschirmung (8) zum Schutz von der Kanalnachheizeinrichtung (3) benachbarter Baumaterialien integriert ist, und die Kanalnachheizeinrichtung (3) in den Klimakanal (1) eingesetzt ist,
    die Abschirmung (8) der Kanalnachheizeinrichtung (3) als gebogenes Blech ausgeführt ist und
    die Abschirmung (8) zwei einander gegenüberliegende, offene Stirnseiten zum Durchtritt der aufbereiteten Luft aufweist und im Übrigen geschlossen ist, sodass das Heizelement (5) von der Abschirmung (8) vollständig umgeben ist.
  2. Klimatisierungsanordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Öffnung (7) des Klimakanals (1) an dessen Oberseite vorgesehen ist und eine Oberseite der Kanalnachheizeinrichtung (3) mit der Oberseite des Klimakanals (1) fluchtet, wobei elektrische Anschlüsse (6) der Kanalnachheizeinrichtung (3), bezogen auf den Klimakanal (1), nach außen vorstehen.
  3. Klimatisierungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Abschirmung (8) der Kanalnachheizeinrichtung (3) Teil einer Montageplatte (4) der Kanalnachheizeinrichtung (3) ist.
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