EP3208172B1 - Système de climatisation d'un habitacle de véhicule ferroviaire et véhicule ferroviaire correspondant - Google Patents

Système de climatisation d'un habitacle de véhicule ferroviaire et véhicule ferroviaire correspondant Download PDF

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EP3208172B1
EP3208172B1 EP17156768.8A EP17156768A EP3208172B1 EP 3208172 B1 EP3208172 B1 EP 3208172B1 EP 17156768 A EP17156768 A EP 17156768A EP 3208172 B1 EP3208172 B1 EP 3208172B1
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air
conditioning system
compartment
air conditioning
railway vehicle
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Huu-Thi Do
Etienne Varin
Emmanuel Kondyra
Olivier GUERIN
Christophe SARTI
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Alstom Transport Technologies SAS
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Alstom Transport Technologies SAS
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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
    • 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

  • Such air conditioning systems are used in rail transport to provide passengers with a degree of thermal comfort resulting in particular from good air circulation and a satisfactory temperature gradient in the passenger compartment.
  • FR2918608 A1 describes an air conditioning device of the aforementioned type.
  • the processing means comprise a main processing unit treating the air supplying the first and second distribution networks, and an auxiliary processing unit that processes only the air supplying the first distribution network.
  • FR2398629 A1 discloses an air conditioning system according to the preamble of claim 1.
  • An object of the invention is to provide an air conditioning system which can be of lower cost while achieving satisfactory thermal comfort.
  • the subject of the invention is an air-conditioning system for a passenger compartment of a railway vehicle of the aforementioned type, in which the air-conditioning system comprises at least one supply channel, in return air from the passenger compartment, of the first network. of distribution, and at least one internal intake air mouth, opening inside the passenger compartment of the railway vehicle, the internal mouth being connected at least to the supply channel of the first air distribution network, and wherein the supply channel connects the internal air intake port to the first network, the supply channel being free of air handling unit for heating and / or cooling air.
  • the invention also relates to a railway vehicle, characterized in that it comprises an air conditioning system as defined above.
  • a passenger rail vehicle 1 has a passenger compartment 5 delimited by two lateral faces 10, a floor 15 and a roof 20.
  • the "upper part” of the passenger compartment 5 the volume of the passenger compartment located near the roof 20, and “lower part”, the volume of the passenger compartment located near the floor 15.
  • the vehicle has an air conditioning system 25 of the passenger compartment 5 shown on the figure 3 .
  • the air conditioning system 25 comprises an air treatment unit 30 for producing treated air 35, cooled or heated, a first air distribution network 40 to the lower part of the passenger compartment 5, and a second network 45 of treated air distribution 35 produced by the unit 30 to the upper part of the passenger compartment 5.
  • the air conditioning system 25 also includes, for example, a motor-fan unit 47 for forcing air flows through the air conditioning system 25.
  • the air conditioning system 25 advantageously comprises at least one deflector 50 for distributing the treated air produced by the unit 30 between the first and second networks 40 and 45.
  • the first network 40 has ducts, not shown, extending along the side faces 10, and opening into the passenger compartment 5 near the floor 15, for example under seats.
  • the second air distribution network 45 comprises, for example, at least one branch 55 of air distribution in the passenger compartment 5, from bays 60.
  • the bays 60 are included in the side faces 10 of the passenger compartment 5 , near the pavilion 20.
  • the second network 45 comprises, for example, at least one branch 65 of air distribution in the passenger compartment 5, from the roof 20.
  • the air handling unit 30 is at least supplied, at the inlet, with fresh air 70, that is to say air coming from outside the railway vehicle 1.
  • the air conditioning system 25 comprises, for example, at least one external air intake port 75 ( figures 1 and 3 ) opening out of the rail vehicle 1.
  • the outer mouth 75 is then arranged to supply fresh air 70 the air conditioning system 25, and in particular the unit 30 of air treatment.
  • the air conditioning system 25 is also adapted to recycle air from the passenger compartment 5.
  • the air conditioning system 25 comprises, for example, at least one internal mouth 78 ( figure 3 ) air intake opening into the passenger compartment 5 of the railway vehicle.
  • the inner mouth 78 may in practice be, for example, positioned in the upper part of the passenger compartment 5 and, for example, at one of its ends.
  • the internal air intake port 78 is arranged to supply the air conditioning system 25 with exhaust air 80 coming from the passenger compartment 5.
  • the air conditioning system 25 also comprises at least one channel 85 for supplying the first network 40 with exhaust air 80 coming from the passenger compartment 5.
  • the internal mouth 78 is thus connected to the supply channel 85.
  • the air 88 distributed by the first network 40 is therefore a mixture of the air taken from the passenger compartment 5 and the treated air produced by the unit 30.
  • the treated air flow 35 supplying the first network 40 is thus set at between 40% and 70%, or even 60%, of the total air flow 88 distributed by the first network 40.
  • the inner mouth 78 is also connected to the air handling unit 30.
  • the air conditioning system 25 advantageously comprises at least one deflector 90 for distributing the return air 80 coming from the passenger compartment 5 between the air treatment unit 30 and the supply channel 85.
  • the air conditioning system 25 has a control unit 95 for controlling the air handling unit 30 and the motor fan unit 47.
  • the control unit 95 is, for example, connected to at least one sensor 100 of the air temperature inside the passenger compartment 5 and / or at least one sensor 105 of the air temperature to the outside of the railway vehicle 1.
  • control unit 95 is connected to at least one sensor 110 of the temperature of the air at the outlet of the first network 40, and at least one sensor of the temperature 115 of the air at the outlet of the second network 45.
  • the control unit 95 uses the measurements of the sensors to control, for example, the motor-fan unit 47 and thus the fresh air 70 and return air flow 80 supplying the air conditioning system 25.
  • the control unit 95 further uses the measurements of the sensors to control the air handling unit 30 and thus the temperature of the treated air and air 88.
  • the control unit 95 thus makes it possible to control the flow rates and temperatures of the air distributed by the first and second networks 40 and 45.
  • the motor-fan unit 47 forces fresh air flows 70 and taken up again 80 through the air conditioning system 25.
  • the treatment unit 30 heats or cools the air it receives.
  • the air treated by the unit 30 is distributed in a first mixed air flow with the return air 80 coming from the supply channel 15 and then flowing in the first network 40, and a second air stream flowing in the second network 45.
  • the two air flows distributed by the first and second networks 40 and 45 are therefore distributed at different temperatures.
  • the temperature of the air 88 distributed by the first network 40 is closer to the temperature of the passenger compartment 5 than the temperature of the air distributed by the second network 45.
  • the air conditioning system 25 achieves satisfactory thermal comfort with good air circulation and a good thermal gradient between the upper and lower parts of the passenger compartment.
  • the air conditioning system 25 does not necessarily include an auxiliary air treatment unit, cooling or heating the air distributed by the first network 40.
  • the air conditioning system 25 may have only one air treatment unit and be of reduced cost.

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

Description

  • La présente invention concerne un système de climatisation d'un habitacle de véhicule ferroviaire, du type comprenant :
    • une unité de traitement d'air pour chauffer et/ou refroidir de l'air,
    • un premier réseau de distribution d'air en partie basse de l'habitacle,
    • un deuxième réseau de distribution d'air en partie haute de l'habitacle, l'unité de traitement d'air alimentant en air le premier et le deuxième réseaux.
  • De tels systèmes de climatisation sont utilisés dans les transports ferroviaires pour apporter aux passagers un certain de degré de confort thermique résultant notamment d'une bonne circulation de l'air et d'un gradient de température satisfaisant dans l'habitacle.
  • FR2918608 A1 décrit un dispositif de climatisation du type précité.
  • Les moyens de traitement y comprennent une unité principale de traitement traitant l'air alimentant le premier et le deuxième réseaux de distribution, et une unité auxiliaire de traitement qui traite uniquement de l'air alimentant le premier réseau de distribution.
  • Un tel système de climatisation s'avère coûteux notamment du fait de la présence de deux unités de traitement d'air.
  • De plus, FR2398629 A1 divulgue un système de climatisation selon le préambule de la revendication 1. Un but de l'invention est de fournir un système de climatisation qui puisse être de coût plus réduit tout en permettant d'atteindre un confort thermique satisfaisant.
  • A cet effet l'invention a pour objet un système de climatisation d'un habitacle de véhicule ferroviaire du type précité, où le système de climatisation comprend au moins un canal d'alimentation, en air repris provenant de l'habitacle, du premier réseau de distribution, et au moins une bouche interne d'admission d'air, débouchant à l'intérieur de l'habitacle du véhicule ferroviaire, la bouche interne étant raccordée au moins au canal d'alimentation du premier réseau de distribution en air, et où le canal d'alimentation relie la bouche interne d'admission d'air au premier réseau, le canal d'alimentation étant dépourvu d'unité de traitement d'air pour chauffer et/ou refroidir de l'air.
  • Selon des variantes, dans le cadre défini par les revendications, le système peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • le système de climatisation comprend au moins un déflecteur pour répartir l'air traité issu de l'unité de traitement entre le premier et le deuxième réseaux ;
    • le deuxième réseau comporte au moins une branche de distribution d'air dans l'habitacle depuis des baies, et au moins une branche de distribution d'air dans l'habitacle depuis un pavillon de l'habitacle, les baies étant comprises dans des faces latérales de l'habitacle ;
    • le système de climatisation comporte au moins une bouche externe d'admission d'air débouchant à l'extérieur du véhicule ferroviaire, la bouche externe étant agencée pour alimenter le système de climatisation en air neuf ;
    • la bouche interne d'admission d'air est raccordée également à l'unité de traitement d'air et le système de climatisation comporte au moins un déflecteur pour répartir l'air repris provenant de l'habitacle entre l'unité de traitement d'air et le canal d'alimentation ;
    • le système de climatisation comporte une unité de commande apte à commander, en débit et/ou en température, l'air distribué par les premier et deuxième réseaux, et ;
    • l'unité de commande est raccordée à un capteur de mesure de la température de l'air à l'intérieur de l'habitacle, et/ou un capteur de mesure de la température de l'air à l'extérieur du véhicule ferroviaire, et/ou un capteur de mesure de la température de l'air en sortie du premier réseau et/ou un capteur de mesure de la température de l'air en sortie du deuxième réseau.
  • L'invention concerne aussi un véhicule ferroviaire, caractérisé en ce qu'il comprend un système de climatisation tel que défini ci-dessus.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
    • la figure 1 est une vue schématique en perspective, de l'extérieur d'un habitacle de véhicule ferroviaire comportant un système de climatisation selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale de l'habitacle du véhicule ferroviaire de la figure 1, et ;
    • la figure 3 est un schéma de principe du système de climatisation du véhicule de la figure 1.
  • Tel que représenté sur les figures 1 et 2, un véhicule 1 ferroviaire de transport de voyageurs possède un habitacle 5 pour les voyageurs, délimité par deux faces latérales 10, un plancher 15 et un pavillon 20.
  • Dans la suite de la description, on entend par « partie haute » de l'habitacle 5 le volume de l'habitacle situé à proximité du pavillon 20, et par « partie basse », le volume de l'habitacle situé à proximité du plancher 15.
  • Le véhicule possède un système de climatisation 25 de l'habitacle 5 représenté sur la figure 3.
  • Il est à noter que, sur les figures 2 et 3, les flux d'air sont matérialisés par des flèches.
  • Le système de climatisation 25 comporte une unité 30 de traitement d'air pour produire de l'air traité 35, refroidi ou réchauffé, un premier réseau 40 de distribution d'air vers la partie basse de l'habitacle 5, et un deuxième réseau 45 de distribution d'air traité 35 produit par l'unité 30 vers la partie haute de l'habitacle 5.
  • Le système de climatisation 25 comprend aussi, par exemple, un groupe moto-ventilateur 47, pour forcer des flux d'air à travers le système de climatisation 25.
  • Le système de climatisation 25 comprend, avantageusement, au moins un déflecteur 50 pour répartir l'air traité 35 produit par l'unité 30 entre les premier et deuxième réseaux 40 et 45.
  • Le premier réseau 40 possède des conduits, non représentées, s'étendant le long des faces latérales 10, et débouchant dans l'habitacle 5 à proximité du plancher 15, par exemple sous des sièges.
  • Le deuxième réseau 45 de distribution d'air comporte, par exemple, au moins une branche 55 de distribution d'air dans l'habitacle 5, depuis des baies 60. Les baies 60 sont comprises dans les faces latérales 10 de l'habitacle 5, à proximité du pavillon 20.
  • En outre, le deuxième réseau 45 comprend, par exemple, au moins une branche 65 de distribution d'air dans l'habitacle 5, depuis le pavillon 20.
  • L'unité 30 de traitement d'air est au moins alimentée, en entrée, par de l'air neuf 70, c'est-à-dire de l'air provenant de l'extérieur du véhicule ferroviaire 1.
  • Ainsi, le système de climatisation 25 comporte, par exemple, au moins une bouche externe 75 d'admission d'air (figures 1 et 3) débouchant à l'extérieur du véhicule ferroviaire 1. La bouche externe 75 est alors agencée pour alimenter en air neuf 70 le système de climatisation 25, et en particulier l'unité 30 de traitement d'air.
  • Le système de climatisation 25 est aussi adapté pour recycler l'air provenant de l'habitacle 5.
  • Ainsi, le système de climatisation 25 comprend, par exemple, au moins une bouche interne 78 (figure 3) d'admission d'air débouchant dans l'habitacle 5 du véhicule ferroviaire. Bien que représentée en partie inférieure de la figure 3 pour des raisons de simplicité, la bouche interne 78 peut en pratique être, par exemple, positionnée en partie haute de l'habitacle 5 et, par exemple, à une de ses extrémités.
  • La bouche interne 78 d'admission d'air est agencée pour alimenter le système de climatisation 25, en air repris 80 provenant de l'habitacle 5.
  • Le système de climatisation 25 comporte en plus au moins un canal 85 d'alimentation du premier réseau 40 en air repris 80 provenant de l'habitacle 5. La bouche interne 78 est ainsi raccordée au canal d'alimentation 85.
  • L'air 88 distribué par le premier réseau 40 est donc un mélange entre l'air repris 80 provenant de l'habitacle 5 et l'air traité 35 produit par l'unité 30.
  • Avantageusement, le débit d'air traité 35 alimentant le premier réseau 40 est ainsi fixé à entre 40% et 70%, voire 60%, du débit total d'air 88 distribué par le premier réseau 40.
  • Préférentiellement, la bouche interne 78 est aussi raccordée à l'unité 30 de traitement d'air. Ainsi, le système de climatisation 25 comporte, avantageusement, au moins un déflecteur 90 pour répartir l'air repris 80 provenant de l'habitacle 5 entre l'unité 30 de traitement d'air et le canal d'alimentation 85.
  • Le système de climatisation 25 possède une unité de commande 95 pour commander l'unité 30 de traitement d'air et le groupe moto-ventilateur 47.
  • L'unité de commande 95 est, par exemple, reliée à au moins un capteur 100 de la température de l'air à l'intérieur de l'habitacle 5 et/ou au moins un capteur 105 de la température de l'air à l'extérieur du véhicule ferroviaire 1.
  • En variante ou en option, l'unité de commande 95 est reliée à au moins un capteur 110 de la température de l'air en sortie du premier réseau 40, et au moins un capteur de la température 115 de l'air en sortie du deuxième réseau 45.
  • L'unité de commande 95 utilise les mesures des capteurs pour commander, par exemple, le groupe moto-ventilateur 47 et ainsi les débits d'air neuf 70 et d'air repris 80 alimentant le système de climatisation 25.
  • L'unité de commande 95 utilise, en outre, les mesures des capteurs pour commander l'unité 30 de traitement d'air et ainsi, la température de l'air traité 35 et de l'air 88.
  • L'unité de commande 95 permet donc de contrôler les débits et températures de l'air distribué par les premier et deuxième réseaux 40 et 45.
  • Le fonctionnement du système de climatisation 25 va maintenant être décrit.
  • Le groupe moto-ventilateur 47 force des flux d'air neuf 70 et repris 80 à travers le système de climatisation 25.
  • L'unité 30 de traitement chauffe ou refroidit l'air qu'elle reçoit.
  • L'air traité 35 par l'unité 30 se répartit en un premier flux d'air mélangé avec l'air repris 80 provenant du canal d'alimentation 15 puis circulant dans le premier réseau 40, et un deuxième flux d'air circulant dans le deuxième réseau 45.
  • Les deux flux d'air distribués par les premier et deuxième réseaux 40 et 45 sont donc distribués à des températures différentes. La température de l'air 88 distribué par le premier réseau 40 est plus proche de la température de l'habitacle 5 que la température de l'air distribué par le deuxième réseau 45.
  • Le système de climatisation 25 permet d'atteindre à un confort thermique satisfaisant avec une bonne circulation d'air et un bon gradient thermique entre les parties haute et basse de l'habitacle.
  • Pour autant, le système de climatisation 25 ne comprend pas nécessairement d'unité auxiliaire de traitement d'air, refroidissant ou réchauffant l'air distribué par le premier réseau 40.
  • Ainsi, le système de climatisation 25 peut ne comporter qu'une seule unité de traitement d'air et être de coût réduit.

Claims (8)

  1. Système de climatisation (25) d'un habitacle (5) de véhicule ferroviaire (1), du type comprenant :
    - une unité (30) de traitement d'air pour chauffer et/ou refroidir de l'air,
    - un premier réseau (40) de distribution d'air en partie basse de l'habitacle (5),
    - un deuxième réseau (45) de distribution d'air en partie haute de l'habitacle (5), l'unité (30) de traitement d'air alimentant en air le premier et le deuxième réseaux (40, 45),
    - au moins un canal (85) d'alimentation, en air repris (80) provenant de l'habitacle (5), du premier réseau (40) de distribution, et
    - au moins une bouche interne (78) d'admission d'air, débouchant à l'intérieur de l'habitacle (5) du véhicule ferroviaire (1), la bouche interne (78) étant raccordée au moins au canal d'alimentation (85) du premier réseau (40) de distribution en air,
    caractérisé en ce que le canal d'alimentation (85) relie la bouche interne (78) d'admission d'air au premier réseau (40), le canal d'alimentation (85) étant dépourvu d'unité de traitement d'air pour chauffer et/ou refroidir de l'air.
  2. Système de climatisation selon la revendication 1, comprenant au moins un déflecteur (50) pour répartir l'air traité (35) issu de l'unité (30) de traitement entre le premier et le deuxième réseaux (40, 45).
  3. Système de climatisation selon la revendication 2, dans lequel le deuxième réseau (45) comporte au moins une branche (55) de distribution d'air dans l'habitacle (5) depuis des baies (60), et au moins une branche (65) de distribution d'air dans l'habitacle (5) depuis un pavillon (20) de l'habitacle (5), les baies (60) étant comprises dans des faces latérales (10) de l'habitacle (5).
  4. Système de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins une bouche externe (75) d'admission d'air débouchant à l'extérieur du véhicule ferroviaire (1), la bouche externe (75) étant agencée pour alimenter le système de climatisation (25) en air neuf (70).
  5. Système de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la bouche interne (78) d'admission d'air est raccordée également à l'unité (30) de traitement d'air et dans lequel le système de climatisation (25) comporte au moins un déflecteur (90) pour répartir l'air repris (80) provenant de l'habitacle (5) entre l'unité (30) de traitement d'air et le canal d'alimentation (85).
  6. Système de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une unité de commande (95) apte à commander, en débit et/ou en température, l'air distribué par les premier et deuxième réseaux (40, 45).
  7. Système de climatisation selon la revendication 6, dans lequel l'unité de commande (95) est raccordée à un capteur (100) de mesure de la température de l'air à l'intérieur de l'habitacle (5), et/ou un capteur (105) de mesure de la température de l'air à l'extérieur du véhicule ferroviaire (1), et/ou un capteur (110) de mesure de la température de l'air en sortie du premier réseau (40) et/ou un capteur (115) de mesure de la température de l'air en sortie du deuxième réseau (45).
  8. Véhicule ferroviaire, caractérisé en ce qu'il comprend un système de climatisation (25) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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