EP3862244A1 - Cooling system and associated clogging detection method - Google Patents

Cooling system and associated clogging detection method Download PDF

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EP3862244A1
EP3862244A1 EP21155391.2A EP21155391A EP3862244A1 EP 3862244 A1 EP3862244 A1 EP 3862244A1 EP 21155391 A EP21155391 A EP 21155391A EP 3862244 A1 EP3862244 A1 EP 3862244A1
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EP
European Patent Office
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cooling system
predetermined
fouling
power supply
temperature sensor
Prior art date
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Granted
Application number
EP21155391.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3862244B1 (en
Inventor
Christophe AUDEMAR
Bertrand Chauchat
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Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3862244A1 publication Critical patent/EP3862244A1/en
Application granted granted Critical
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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

  • the present invention relates to a cooling system, for example for a vehicle, in particular a railway vehicle.
  • Ventilation rates can be affected by phenomena related to fouling. These phenomena can occur at the level of the cooling system itself or at the level of particulate filters when these are present.
  • the decrease in ventilation flow results in a decrease in the performance of the cooling system.
  • To remedy this drop in performance it is necessary to carry out maintenance operations which are for example cleaning and / or replacement of the filter.
  • the operation can be very expensive and represent a significant cost for the operator.
  • a first maintenance strategy is corrective maintenance, which consists of doing nothing until the drop in performance has an impact on functionality or even breakage.
  • a second maintenance strategy is systematic maintenance, which consists in carrying out maintenance operations spaced out over time by predefined periods.
  • a third maintenance strategy is predictive maintenance, which consists in directly or indirectly controlling the cooling efficiency automatically and regularly in order to carry out the maintenance operation as late as possible without the function being affected. This third strategy is generally to be favored in economic terms.
  • a vane anemometer or other types of device such as a hot film or a hot ball.
  • these types of sensors are not intended to be permanently mounted on rolling stock, for example railways, which is more in an environment liable to be polluted, for example by particles and / or dust, or even dust. 'water.
  • the aim of the invention is thus in particular to provide a system for detecting fouling of a cooling system, the detection system being simple, robust and suitable for prolonged use in a vehicle, for example railroad.
  • the invention also relates to a vehicle, in particular a railway vehicle, comprising a cooling system as described above.
  • the vehicle may optionally include the following characteristic: the vehicle comprises at least one electrical or thermal equipment, the cooling system being suitable for cooling the equipment or forming part of the equipment, the equipment being for example an electric converter, a air / water exchanger, an air conditioning system, or a traction system.
  • a vehicle 10 according to the invention is illustrated in figure 1 .
  • the vehicle 10 is for example a railway vehicle.
  • the vehicle 10 is a road transport vehicle, for example a bus or a coach.
  • the vehicle 10 comprises a cooling system 12 according to the invention.
  • the vehicle 10 also typically comprises at least one electrical or thermal equipment 14.
  • the equipment 14 has at least one operating configuration, in which it is suitable for implementing a predetermined function, and a stop configuration, in which the predetermined function is not implemented by the equipment 14.
  • the passage of the equipment 14 from the stop configuration to the operating configuration, and / or vice versa can be controlled by an operator.
  • the predetermined function is for example a function of transfer of energy, in particular electrical, hydraulic, fuel, air volumes or energy transfer. mechanical.
  • the predetermined function is also as a variant a function of energy storage or transformation.
  • the predetermined function depends on the nature of the equipment 14.
  • the equipment 14 is thus for example an electric converter, an air / water exchanger, an air conditioning system, or a traction system.
  • the cooling system 12 is suitable for cooling the equipment 14.
  • the cooling system 12 forms part of the equipment 14.
  • the cooling system 12 is shown in the figure 1 .
  • the cooling system 12 comprises a pipe 16, a device 18 for producing an air flow in the pipe 16, and a system 20 for detecting a clogging of the cooling system 12.
  • fouling is understood to mean any phenomenon which degrades, by worsening over time, the correct operation of the cooling system 12 with respect to the circulation of air in the pipe 16.
  • Line 16 extends along a guideline.
  • the pipe 16 defines an internal volume 22 in which circulates the air flow produced by the production device 18.
  • the production device 18 comprises for example a fan 24.
  • the production device 18 is configured to produce the air flow at a predetermined ventilation temperature, the predetermined ventilation temperature being for example controllable by an operator.
  • the device 18 for producing the air flow is advantageously configured to produce the air flow independently of the configuration of the equipment 14.
  • the production device 18 is preferably configured to produce the air flow even when the equipment 14 is in its shutdown configuration.
  • the detection system 20, illustrated on figure 2 comprises a finned radiator 26, a power supply device 28 and a processing unit 30.
  • the pipe 16 is shown schematically in cross section with respect to its guideline.
  • the radiator 26 includes a base 32, a plurality of fins 34, a heater 36 and a temperature sensor 38.
  • the radiator 26 is mounted on the pipe 16.
  • the base 32 is for example received in a through opening 40 of the pipe 16 in a sealed manner, so as to prevent any loss of the air flow circulating in the pipe 16.
  • the base 32 has any shape.
  • the base 32 is thermally conductive.
  • a thermally conductive element is meant that the element has a thermal conductivity, for example greater than 100 W / (m.K).
  • the base 32 is for example made of aluminum.
  • the fins 34 extend from the base 32 protruding.
  • the fins 34 are thermally conductive.
  • a heat transmitted to the base 32 by the heating member 36 is suitable for being transmitted to the fins 34 by thermal conduction.
  • the fins 34 are arranged inside the pipe 16, for example entirely inside the pipe 16.
  • the fins 34 are thus able to evacuate a heat transmitted by the base 32 in the internal volume 22 of the pipe 16.
  • the air flow produced by the production device 18 is suitable for exhibiting a nominal local flow rate circulating in the fins 34 of the radiator 26, when the cooling system 12 is not clogged.
  • the position of the radiator 26 along the pipe 16 is chosen as a function of the geometry of the pipe 16 so that, when the cooling system 12 is not clogged, the nominal local flow rate circulating in the fins 34 is stable and has a substantially constant value.
  • the local flow circulating in the fins 34 of the radiator 26 decreases as a function of fouling of the cooling system 12.
  • the electric power supply device 28 of the radiator 26 is configured to supply the heater 36 with a predetermined electric power supply.
  • the electrical supply device 28 of the radiator 26 is for example permanently placed in the vehicle 10 and is configured to supply other electrical systems of the vehicle 10.
  • the power supply device 28 is thus electrically connected to the heating member 36.
  • the power supply device 28 when mounting the cooling system 12, the power supply device 28 is already present in the vehicle 10.
  • the finned radiator 26 is mounted on the pipe 16 and the heater 36 is electrically connected to the device. power supply 28.
  • the heater 36 is able to heat the base 32 to a predetermined heating temperature as a function of said predetermined electric power supply.
  • the heating member 36 comprises, for example, an electric resistance 42 supplied by the predetermined electric power supply.
  • the heater 36 is in this example attached to the base 32, and in contact with it.
  • the heater 36 is placed outside the pipe 16.
  • the temperature sensor 38 is configured to measure a temperature of the base 32, in particular at a predetermined point on the surface of the base 32.
  • the temperature sensor 38 is for example analog.
  • the temperature sensor 38 is placed outside the pipe 16.
  • the predetermined point is then outside of pipe 16.
  • the radiator 26 has thermal resistance to the removal of heat from the heater by the fins 34.
  • the thermal resistance is a characteristic whose value depends in particular on a local flow rate of the air flow circulating in the fins 34 according to a decreasing monotonic curve.
  • the curve has a first region in which an absolute value of a derivative of the curve is greater than a predetermined threshold, and a second region in which an absolute value of a derivative of the curve is less than the predetermined threshold.
  • the absolute value of the derivative of the curve, over the entire flow range is between a maximum value and a minimum value, the predetermined threshold being greater than 50% of the maximum value.
  • the curve is chosen such that the nominal local flow rate circulating in the fins 34, when the cooling system 12 is not clogged, is included in the first region.
  • the predetermined threshold is preferably chosen such that, in the first region, a decrease of 5% of the nominal local flow rate implies a decrease of at least 5%, preferably of at least 10%, in the thermal resistance of the radiator. 26.
  • the temperature sensor 38 is able to detect a slight drop in the local flow, given that this is accompanied by a strong variation in thermal resistance and therefore a strong variation in the temperature of the base 32.
  • the processing unit 30 is connected at least to the temperature sensor 38 and to the supply device 28.
  • the processing unit 30 is for example permanently placed in the vehicle 10 and is connected to other electrical systems of the vehicle 10.
  • the processing unit 30 comprises a processor 44 and a memory 46.
  • the processing unit 30 when mounting the cooling system 12, the processing unit 30 is already present in the vehicle 10.
  • the temperature sensor 38 of the finned radiator 26 is electrically connected to the processing unit 30.
  • the processor 44 is suitable for executing modules contained in the memory 46, in particular an operating system allowing the conventional operation of a computer system.
  • the memory 46 comprises various memory areas, notably storing a detection module 48 suitable for managing the detection of a fouling of the cooling system 12 as detailed below.
  • the memory 46 also stores, for example, the thermal resistance curve of the radiator 26.
  • the memory 46 furthermore stores, for example, a mathematical model or a database relating a local flow rate of the air flow circulating in the fins 34 to the predetermined electric power supply supplied by the power supply device 28 and to the temperature. measured by temperature sensor 38.
  • the mathematical model is for example an empirical model determined upstream of the installation of the cooling system 12.
  • the memory 46 also stores a theoretical local flow rate that is not fouled, the value of which is representative of the nominal local flow rate circulating in the fins 34, when the cooling system 12 is not fouled.
  • the detection module 48 is produced in the form of software stored in the memory 46 and able to be executed by the processor. 44.
  • the detection module 48 is produced at least partially in the form of a programmable logic component, or else in the form of a dedicated integrated circuit, included in the detection system 20.
  • the processing unit 30, by means of its detection module 48, is configured to detect a fouling of the cooling system 12, as a function of the predetermined supply electric power supplied by the supply device and of the temperature measured by temperature sensor 38.
  • the detection module 48 is configured to control the power supply to the heating member 36 with the predetermined electric power supply supplied by the electric power supply device 28.
  • This control is implemented when the production device 18 produces an air flow in the pipe 16, and preferably so that the heating temperature is higher than the predetermined ventilation temperature.
  • the detection module 48 is configured to determine a local flow rate of the air flow circulating in the fins 34 as a function of the predetermined supply electrical power supplied by the supply device 28 and of the measured temperature. by temperature sensor 38.
  • the detection module 48 is configured to acquire the predetermined electrical power supply and the temperature measured by the temperature sensor 38 and to use said mathematical model or the database stored in the memory 46.
  • the detection module 48 is then configured to detect the fouling by comparing the determined local flow rate with the theoretical non-fouled local flow rate stored in the memory 46.
  • the fouling is detected if the determined local flow rate is lower by a predetermined threshold compared to the theoretical non-fouled local flow rate.
  • the detection module 48 is then preferably configured to send an alert signal to an operator, when clogging is detected.
  • the operator is then able to intervene to carry out a maintenance operation in order to reduce or remove the clogging.
  • the detection module 48 is configured to implement the detection of fouling when the equipment 14 is in its stop configuration, and, if the equipment 14 is not the vehicle's traction system, when the traction system is stopped.
  • the detection module 48 is configured to implement the detection of the fouling repeatedly at predetermined time intervals, each detection being implemented when the equipment 14 is in the shutdown configuration.
  • the method comprises providing the cooling system 12 and preferably the vehicle 10 including the cooling system 12.
  • the method then comprises monitoring the fouling of the cooling system 12.
  • This control step is for example implemented by the detection module 48 described above.
  • the fouling control step comprises the production of an air flow in the pipe 16, by the production device 18.
  • the heater 36 is then supplied with the predetermined electric power supply and the base 32 is heated by the heater 36 to the predetermined heating temperature.
  • the fouling control step comprises measuring the temperature of the base 32 by the temperature sensor 38.
  • the fouling control step then comprises the detection of a fouling of the cooling system 12, as a function of a comparison between the temperature measured by the temperature sensor 38 and the predetermined heating temperature of the heating member. 36, as described in more detail above.
  • the fouling control step is implemented when the equipment 14 is in the stop configuration.
  • control step is further preferably carried out when the equipment 14 is in its stop configuration, and, if the equipment 14 is not the vehicle's traction system, when the system traction is stationary.
  • the fouling control step is repeated at predetermined time intervals, each fouling control step being carried out when the equipment 14 is in the shutdown configuration.
  • the detection system 20 of the invention is also suitable for prolonged use in a vehicle 10. In fact, the system is not sensitive to possibly humid and polluted environments.
  • the almost real-time knowledge of the fouling state of the cooling system 12 then makes it possible to program the maintenance operations as needed.

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Abstract

La présente invention concerne un système de refroidissement (12) comprenant une canalisation (16), et un système de détection (20) d'un encrassement du système de refroidissement (12).Le système de détection (20) comprend :- un radiateur à ailettes (26) comprenant une base (32), des ailettes (34), un organe chauffant (36) et un capteur de température (38) de la base, les ailettes étant disposées à l'intérieur de la canalisation, l'organe chauffant (36) chauffant la base (32) à une température de chauffage prédéterminée en fonction d'une puissance électrique d'alimentation prédéterminée ;- un dispositif d'alimentation électrique (28) configuré pour alimenter l'organe chauffant avec la puissance électrique d'alimentation prédéterminée ; et- une unité de traitement (30) configurée pour détecter un encrassement du système (12), en fonction de la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie et de la température mesurée par le capteur de température.The present invention relates to a cooling system (12) comprising a pipe (16), and a detection system (20) of a clogging of the cooling system (12). The detection system (20) comprises: - a radiator finned (26) comprising a base (32), fins (34), a heater (36) and a base temperature sensor (38), the fins being disposed within the pipe, the heater (36) heating the base (32) to a predetermined heating temperature as a function of a predetermined power supply electric power; - an electric power supply device (28) configured to supply the heater member with electric power predetermined feed; and - a processing unit (30) configured to detect a fouling of the system (12), as a function of the predetermined electrical power supply supplied and of the temperature measured by the temperature sensor.

Description

La présente invention concerne un système de refroidissement, par exemple pour véhicule, notamment ferroviaire.The present invention relates to a cooling system, for example for a vehicle, in particular a railway vehicle.

Une des contraintes des systèmes de refroidissement à air repose sur le fait que dans le temps, les débits de ventilation peuvent être affectés par des phénomènes liés à l'encrassement. Ces phénomènes peuvent intervenir au niveau du système de refroidissement lui-même ou bien au niveau de filtres à particules lorsque ceux-ci sont présents.One of the constraints of air cooling systems is based on the fact that over time, ventilation rates can be affected by phenomena related to fouling. These phenomena can occur at the level of the cooling system itself or at the level of particulate filters when these are present.

La baisse de débit de ventilation se traduit par une baisse de performance du système de refroidissement. Pour remédier à cette baisse de performance, il est nécessaire de réaliser des opérations de maintenances qui sont par exemple le nettoyage et/ou le remplacement du filtre.The decrease in ventilation flow results in a decrease in the performance of the cooling system. To remedy this drop in performance, it is necessary to carry out maintenance operations which are for example cleaning and / or replacement of the filter.

Selon la fréquence de ces opérations, l'opération peut s'avérer très couteuse et représenter un coût important pour l'exploitant.Depending on the frequency of these operations, the operation can be very expensive and represent a significant cost for the operator.

Différentes stratégies de maintenance sont possibles.Different maintenance strategies are possible.

Une première stratégie de maintenance est une maintenance corrective, qui consiste à ne rien faire jusqu'à ce que la baisse de performance ait un impact sur le fonctionnel voire la casse.A first maintenance strategy is corrective maintenance, which consists of doing nothing until the drop in performance has an impact on functionality or even breakage.

Une deuxième stratégie de maintenance est une maintenance systématique, qui consiste à réaliser des opérations de maintenance espacées dans le temps par des périodes prédéfinies.A second maintenance strategy is systematic maintenance, which consists in carrying out maintenance operations spaced out over time by predefined periods.

Une troisième stratégie de maintenance est une maintenance prédictive, qui consiste à contrôler directement ou indirectement l'efficacité de refroidissement de façon automatique et régulière pour réaliser l'opération de maintenance le plus tard possible sans que le fonctionnel ne soit affecté. Cette troisième stratégie est généralement à privilégier en terme économique.A third maintenance strategy is predictive maintenance, which consists in directly or indirectly controlling the cooling efficiency automatically and regularly in order to carry out the maintenance operation as late as possible without the function being affected. This third strategy is generally to be favored in economic terms.

Pour contrôler l'efficacité de refroidissement, il est connu de mesurer le débit de ventilation pour détecter une éventuelle baisse de débit.To check the cooling efficiency, it is known to measure the ventilation flow rate to detect a possible drop in flow rate.

Pour mettre en œuvre une mesure du débit de ventilation, il est connu d'utiliser un anémomètre à hélice, ou d'autres types de dispositif tels qu'un film chaud ou une boule chaude. Néanmoins, ces types de capteur n'ont pas vocation à être montés à demeure sur du matériel roulant, par exemple ferroviaire, qui plus est dans un environnement susceptible d'être pollué, par exemple par des particules et/ou poussières, voire de l'eau.To implement a measurement of the ventilation flow, it is known to use a vane anemometer, or other types of device such as a hot film or a hot ball. However, these types of sensors are not intended to be permanently mounted on rolling stock, for example railways, which is more in an environment liable to be polluted, for example by particles and / or dust, or even dust. 'water.

En particulier, pour l'anémomètre à hélice, le dépôt de pollution rendra la mesure inexacte, dès lors que la rotation de l'hélice sera contrariée par un dépôt de pollution. Ainsi, cette solution n'est pas adaptée à un système de détection propre à équiper un véhicule, par exemple ferroviaire.In particular, for the propeller anemometer, the deposit of pollution will make the measurement inaccurate, since the rotation of the propeller will be thwarted by a deposit of pollution. Thus, this solution is not suitable for a detection system suitable for equipping a vehicle, for example a railway vehicle.

Il est aussi connu de mesurer par capteur une perte de charge calibrée. Néanmoins, dans un environnement potentiellement pollué et humide, ce type de mesure n'est pas adaptée à la durée de vie d'un matériel roulant. Ainsi, cette solution n'est pas adaptée non plus à un système de détection propre à équiper un véhicule.It is also known practice to measure a calibrated pressure drop by sensor. However, in a potentially polluted and humid environment, this type of measurement is not suitable for the service life of rolling stock. Thus, this solution is not suitable either for a detection system suitable for equipping a vehicle.

L'invention a ainsi notamment pour but de proposer un système de détection d'un encrassement d'un système de refroidissement, le système de détection étant simple, robuste et adapté pour une utilisation prolongée dans un véhicule, par exemple ferroviaire.The aim of the invention is thus in particular to provide a system for detecting fouling of a cooling system, the detection system being simple, robust and suitable for prolonged use in a vehicle, for example railroad.

A cet effet, l'invention a notamment pour objet un système de refroidissement comprenant une canalisation, un dispositif de production d'un flux d'air dans la canalisation, et un système de détection d'un encrassement du système de refroidissement, le système de détection comprenant :

  • un radiateur à ailettes, le radiateur comprenant une base, une pluralité d'ailettes, un organe chauffant et un capteur de température, les ailettes s'étendant à partir de la base et étant disposées à l'intérieur de la canalisation, l'organe chauffant étant propre à chauffer la base à une température de chauffage prédéterminée en fonction d'une puissance électrique d'alimentation prédéterminée de l'organe chauffant, le capteur de température étant configuré pour mesurer une température de la base ;
  • un dispositif d'alimentation électrique configuré pour alimenter l'organe chauffant avec la puissance électrique d'alimentation prédéterminée ; et
  • une unité de traitement, connectée au capteur de température et au dispositif d'alimentation, l'unité de traitement étant configurée pour détecter un encrassement du système de refroidissement, en fonction de la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie par le dispositif d'alimentation et de la température mesurée par le capteur de température.
To this end, the invention relates in particular to a cooling system comprising a pipe, a device for producing an air flow in the pipe, and a system for detecting clogging of the cooling system, the system. detection unit comprising:
  • a finned radiator, the radiator comprising a base, a plurality of fins, a heater and a temperature sensor, the fins extending from the base and being disposed within the pipe, the member heater being adapted to heat the base to a predetermined heating temperature as a function of a predetermined electric power supply of the heater member, the temperature sensor being configured to measure a temperature of the base;
  • a power supply device configured to supply the heater with the predetermined supply electric power; and
  • a processing unit, connected to the temperature sensor and to the power supply device, the processing unit being configured to detect fouling of the cooling system, as a function of the predetermined electric power supply supplied by the power supply device and the temperature measured by the temperature sensor.

Le système de refroidissement peut comprendre optionnellement l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :

  • l'organe chauffant et le capteur de température sont disposés à l'extérieur de la canalisation ;
  • le flux d'air produit par le dispositif de production est propre à présenter un débit local nominal circulant dans les ailettes du radiateur lorsque le système de refroidissement n'est pas encrassé, le radiateur présentant une résistance thermique à l'évacuation de la chaleur de l'organe de chauffage par les ailettes, la résistance thermique dépendant d'un débit local du flux d'air circulant dans les ailettes selon une courbe monotone décroissante, la courbe présentant une première région dans laquelle une valeur absolue d'une dérivée de la courbe est supérieure à un seuil prédéterminé, et une deuxième région dans laquelle une valeur absolue d'une dérivée de la courbe est inférieure au seuil prédéterminé, la courbe étant telle que le débit local nominal est compris dans la première région ;
  • le seuil prédéterminé est choisi de sorte que, dans la première région, une baisse de 5% du débit local nominal implique une baisse d'au moins 5%, de préférence d'au moins 10%, de la résistance thermique du radiateur ;
  • l'unité de traitement est configurée pour émettre un signal d'alerte à destination d'un opérateur, lorsqu'un encrassement est détecté ;
  • l'unité de traitement est configurée pour déterminer un débit local du flux d'air circulant dans les ailettes en fonction de la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie par le dispositif d'alimentation et de la température mesurée par le capteur de température, l'unité de traitement étant configurée pour détecter l'encrassement en comparant le débit local déterminé avec un débit local théorique non encrassé.
The cooling system may optionally include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the heater and the temperature sensor are arranged outside the pipe;
  • the air flow produced by the production device is suitable for exhibiting a nominal local flow circulating in the fins of the radiator when the cooling system is not clogged, the radiator having thermal resistance to the evacuation of the heat of the heater by the fins, the thermal resistance depending on a local flow rate of the air flow circulating in the fins according to a decreasing monotonic curve, the curve having a first region in which an absolute value of a derivative of the curve is greater than a predetermined threshold, and a second region in which an absolute value of a derivative of the curve is less than the predetermined threshold, the curve being such that the nominal local flow rate is included in the first region;
  • the predetermined threshold is chosen such that, in the first region, a drop of 5% of the nominal local flow rate implies a drop of at least 5%, preferably at least 10%, in the thermal resistance of the radiator;
  • the processing unit is configured to send an alert signal to an operator, when clogging is detected;
  • the processing unit is configured to determine a local flow rate of the air flow circulating in the fins as a function of the predetermined supply electric power supplied by the supply device and of the temperature measured by the temperature sensor, l the processing unit being configured to detect fouling by comparing the determined local flow rate with a theoretical non-fouled local flow rate.

L'invention concerne aussi un véhicule, notamment ferroviaire comprenant un système de refroidissement tel que décrit ci-dessus.The invention also relates to a vehicle, in particular a railway vehicle, comprising a cooling system as described above.

Le véhicule peut comprendre optionnellement la caractéristique suivante : le véhicule comprend au moins un équipement électrique ou thermique, le système de refroidissement étant propre à refroidir l'équipement ou faisant partie de l'équipement, l'équipement étant par exemple un convertisseur électrique, un échangeur air/eau, un système de climatisation, ou un système de traction.The vehicle may optionally include the following characteristic: the vehicle comprises at least one electrical or thermal equipment, the cooling system being suitable for cooling the equipment or forming part of the equipment, the equipment being for example an electric converter, a air / water exchanger, an air conditioning system, or a traction system.

L'invention a également pour objet un procédé de détection d'un encrassement d'un système de refroidissement comprenant les étapes suivantes :

  • fourniture d'un système de refroidissement,
  • contrôle de l'encrassement du système de refroidissement, l'étape de contrôle de l'encrassement comprenant les sous-étapes de :
  • production d'un flux d'air dans la canalisation ;
  • alimentation de l'organe chauffant avec la puissance électrique d'alimentation prédéterminée et chauffage de la base par l'organe chauffant à la température de chauffage prédéterminée ;
  • mesure de la température de la base par le capteur de température ;
  • détection d'un encrassement du système de refroidissement, en fonction d'une comparaison entre la température mesurée par le capteur de température et la température de chauffage prédéterminée de l'organe chauffant.
The subject of the invention is also a method for detecting fouling of a cooling system comprising the following steps:
  • supply of a cooling system,
  • cooling system fouling control, the fouling control step comprising the substeps of:
  • production of an air flow in the pipe;
  • supplying the heater with the predetermined electric power supply and heating the base by the heater to the predetermined heating temperature;
  • measurement of the base temperature by the temperature sensor;
  • detection of fouling of the cooling system, as a function of a comparison between the temperature measured by the temperature sensor and the predetermined heating temperature of the heating member.

Le procédé peut comprendre optionnellement l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :

  • le procédé comprend une étape de fourniture d'un véhicule tel que décrit ci-dessus, l'étape de fourniture du véhicule comprenant ladite étape de fourniture du système de refroidissement, ledit équipement présentant une configuration de fonctionnement, dans laquelle il est propre à mettre en œuvre une fonction prédéterminée, et une configuration d'arrêt, dans laquelle la fonction prédéterminée n'est pas mise en œuvre par l'équipement, l'étape de contrôle de l'encrassement étant mise en œuvre lorsque l'équipement est dans la configuration d'arrêt ;
  • l'étape de contrôle de l'encrassement est répétée à intervalles de temps prédéterminés, chaque étape de contrôle de l'encrassement étant mise en œuvre lorsque l'équipement est dans la configuration d'arrêt ; et
  • le véhicule comprend un système de traction, l'équipement étant distinct du système de traction, l'étape de contrôle de l'encrassement étant mise en œuvre lorsque l'équipement est dans la configuration d'arrêt et lorsque le système de traction est dans la configuration d'arrêt.
The method may optionally include one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the method comprises a step of supplying a vehicle as described above, the step of supplying the vehicle comprising said step of supplying the cooling system, said equipment having an operating configuration, in which it is suitable for placing implementing a predetermined function, and a shutdown configuration, in which the predetermined function is not implemented by the equipment, the fouling control step being implemented when the equipment is in the shutdown configuration;
  • the fouling control step is repeated at predetermined time intervals, each fouling control step being implemented when the equipment is in the shutdown configuration; and
  • the vehicle comprises a traction system, the equipment being separate from the traction system, the fouling control step being implemented when the equipment is in the stop configuration and when the traction system is in shutdown configuration.

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 figures annexées, parmi lesquelles :

  • [Fig 1] La figure 1 est une vue schématique d'un véhicule selon l'invention ; et
  • [Fig 2] La figure 2 est une vue schématique d'une partie du système de refroidissement du véhicule de la figure 1.
The invention will be better understood on reading the description which will follow, given solely by way of example, and made with reference to the appended figures, among which:
  • [ Fig 1 ] The figure 1 is a schematic view of a vehicle according to the invention; and
  • [ Fig 2 ] The figure 2 is a schematic view of part of the vehicle cooling system of the figure 1 .

Un véhicule 10 selon l'invention est illustré sur la figure 1. Le véhicule 10 est par exemple un véhicule ferroviaire. En variante, le véhicule 10 est un véhicule de transport routier, par exemple un bus ou un car.A vehicle 10 according to the invention is illustrated in figure 1 . The vehicle 10 is for example a railway vehicle. As a variant, the vehicle 10 is a road transport vehicle, for example a bus or a coach.

Le véhicule 10 comprend un système de refroidissement 12 selon l'invention.The vehicle 10 comprises a cooling system 12 according to the invention.

Le véhicule 10 comprend aussi typiquement au moins un équipement 14 électrique ou thermique.The vehicle 10 also typically comprises at least one electrical or thermal equipment 14.

L'équipement 14 présente au moins une configuration de fonctionnement, dans laquelle il est propre à mettre en œuvre une fonction prédéterminée, et une configuration d'arrêt, dans laquelle la fonction prédéterminée n'est pas mise en œuvre par l'équipement 14.The equipment 14 has at least one operating configuration, in which it is suitable for implementing a predetermined function, and a stop configuration, in which the predetermined function is not implemented by the equipment 14.

Avantageusement, le passage de l'équipement 14 de la configuration d'arrêt à la configuration de fonctionnement, et/ou inversement, est contrôlable par un opérateur.Advantageously, the passage of the equipment 14 from the stop configuration to the operating configuration, and / or vice versa, can be controlled by an operator.

La fonction prédéterminée est par exemple une fonction de transfert d'énergie notamment électrique, hydraulique, de carburant, de volumes d'air ou de transfert d'énergie mécanique. La fonction prédéterminée est aussi en variante une fonction de stockage ou de transformation d'énergie.The predetermined function is for example a function of transfer of energy, in particular electrical, hydraulic, fuel, air volumes or energy transfer. mechanical. The predetermined function is also as a variant a function of energy storage or transformation.

La fonction prédéterminée dépend de la nature de l'équipement 14.The predetermined function depends on the nature of the equipment 14.

L'équipement 14 est ainsi par exemple un convertisseur électrique, un échangeur air/eau, un système de climatisation, ou un système de traction.The equipment 14 is thus for example an electric converter, an air / water exchanger, an air conditioning system, or a traction system.

Le système de refroidissement 12 est propre à refroidir l'équipement 14. En variante, comme dans le cas par exemple du système de climatisation, le système de refroidissement 12 fait partie de l'équipement 14.The cooling system 12 is suitable for cooling the equipment 14. As a variant, as in the case for example of the air conditioning system, the cooling system 12 forms part of the equipment 14.

Le système de refroidissement 12 est illustré sur la figure 1.The cooling system 12 is shown in the figure 1 .

Le système de refroidissement 12 comprend une canalisation 16, un dispositif 18 de production d'un flux d'air dans la canalisation 16, et un système 20 de détection d'un encrassement du système de refroidissement 12.The cooling system 12 comprises a pipe 16, a device 18 for producing an air flow in the pipe 16, and a system 20 for detecting a clogging of the cooling system 12.

Par « encrassement », on entend tout phénomène dégradant, en s'aggravant au cours du temps, le bon fonctionnement du système de refroidissement 12 vis-à-vis de la circulation de l'air dans la canalisation 16.The term “fouling” is understood to mean any phenomenon which degrades, by worsening over time, the correct operation of the cooling system 12 with respect to the circulation of air in the pipe 16.

La canalisation 16 s'étend suivant une ligne directrice.Line 16 extends along a guideline.

La canalisation 16 délimite un volume intérieur 22 dans lequel circule le flux d'air produit par le dispositif de production 18.The pipe 16 defines an internal volume 22 in which circulates the air flow produced by the production device 18.

Le dispositif de production 18 comprend par exemple un ventilateur 24.The production device 18 comprises for example a fan 24.

De préférence, le dispositif de production 18 est configuré pour produire le flux d'air à une température de ventilation prédéterminée, la température de ventilation prédéterminée étant par exemple contrôlable par un opérateur.Preferably, the production device 18 is configured to produce the air flow at a predetermined ventilation temperature, the predetermined ventilation temperature being for example controllable by an operator.

Le dispositif de production 18 du flux d'air est avantageusement configuré pour produire le flux d'air indépendamment de la configuration de l'équipement 14.The device 18 for producing the air flow is advantageously configured to produce the air flow independently of the configuration of the equipment 14.

En particulier, le dispositif de production 18 est de préférence configuré pour produire le flux d'air même lorsque l'équipement 14 est dans sa configuration d'arrêt.In particular, the production device 18 is preferably configured to produce the air flow even when the equipment 14 is in its shutdown configuration.

Le système de détection 20, illustré sur la figure 2, comprend un radiateur à ailettes 26, un dispositif d'alimentation électrique 28 et une unité de traitement 30.The detection system 20, illustrated on figure 2 , comprises a finned radiator 26, a power supply device 28 and a processing unit 30.

Sur la figure 2, la canalisation 16 est représentée schématiquement en coupe transversale par rapport à sa ligne directrice.On the figure 2 , the pipe 16 is shown schematically in cross section with respect to its guideline.

Le radiateur 26 comprend une base 32, une pluralité d'ailettes 34, un organe chauffant 36 et un capteur de température 38.The radiator 26 includes a base 32, a plurality of fins 34, a heater 36 and a temperature sensor 38.

Le radiateur 26 est monté sur la canalisation 16.The radiator 26 is mounted on the pipe 16.

En particulier, la base 32 est par exemple reçue dans une ouverture traversante 40 de la canalisation 16 de manière étanche, de manière à empêcher toute perte du flux d'air circulant dans la canalisation 16.In particular, the base 32 is for example received in a through opening 40 of the pipe 16 in a sealed manner, so as to prevent any loss of the air flow circulating in the pipe 16.

La base 32 présente une forme quelconque.The base 32 has any shape.

La base 32 est thermiquement conductrice. Ici et par la suite, par les termes « un élément thermiquement conducteur », on entend que l'élément présente une conductivité thermique par exemple supérieure à 100 W/(m.K).The base 32 is thermally conductive. Here and below, by the terms “a thermally conductive element” is meant that the element has a thermal conductivity, for example greater than 100 W / (m.K).

La base 32 est par exemple réalisée en aluminium.The base 32 is for example made of aluminum.

Les ailettes 34 s'étendent à partir de la base 32 en faisant saillie.The fins 34 extend from the base 32 protruding.

Elles s'étendent parallèlement les unes aux autres, et sont disposées parallèles à la ligne directrice de la canalisation 16.They extend parallel to each other, and are arranged parallel to the guideline of pipe 16.

Les ailettes 34 sont thermiquement conductrices.The fins 34 are thermally conductive.

Ainsi, une chaleur transmise à la base 32 par l'organe chauffant 36 est propre à être transmise aux ailettes 34 par conduction thermique.Thus, a heat transmitted to the base 32 by the heating member 36 is suitable for being transmitted to the fins 34 by thermal conduction.

Les ailettes 34 sont disposées à l'intérieur de la canalisation 16, par exemple entièrement à l'intérieur de la canalisation 16.The fins 34 are arranged inside the pipe 16, for example entirely inside the pipe 16.

Elles sont latéralement espacées de sorte qu'un flux d'air puisse circuler entre elles.They are laterally spaced so that an air flow can circulate between them.

Les ailettes 34 sont ainsi propres à évacuer une chaleur transmise par la base 32 dans le volume intérieur 22 de la canalisation 16.The fins 34 are thus able to evacuate a heat transmitted by the base 32 in the internal volume 22 of the pipe 16.

Le flux d'air produit par le dispositif de production 18 est propre à présenter un débit local nominal circulant dans les ailettes 34 du radiateur 26, lorsque le système de refroidissement 12 n'est pas encrassé.The air flow produced by the production device 18 is suitable for exhibiting a nominal local flow rate circulating in the fins 34 of the radiator 26, when the cooling system 12 is not clogged.

En particulier, la position du radiateur 26 le long de la canalisation 16 est choisie en fonction de la géométrie de la canalisation 16 de sorte que, lorsque le système de refroidissement 12 n'est pas encrassé, le débit local nominal circulant dans les ailettes 34 est stable et présente une valeur sensiblement constante.In particular, the position of the radiator 26 along the pipe 16 is chosen as a function of the geometry of the pipe 16 so that, when the cooling system 12 is not clogged, the nominal local flow rate circulating in the fins 34 is stable and has a substantially constant value.

Le débit local circulant dans les ailettes 34 du radiateur 26 diminue en fonction d'un encrassement du système de refroidissement 12.The local flow circulating in the fins 34 of the radiator 26 decreases as a function of fouling of the cooling system 12.

Le dispositif d'alimentation électrique 28 du radiateur 26 est configuré pour alimenter l'organe chauffant 36 avec une puissance électrique d'alimentation prédéterminée.The electric power supply device 28 of the radiator 26 is configured to supply the heater 36 with a predetermined electric power supply.

Le dispositif d'alimentation électrique 28 du radiateur 26 est par exemple disposé à demeure dans le véhicule 10 et est configuré pour alimenter d'autres systèmes électriques du véhicule 10.The electrical supply device 28 of the radiator 26 is for example permanently placed in the vehicle 10 and is configured to supply other electrical systems of the vehicle 10.

Le dispositif d'alimentation électrique 28 est ainsi connecté électriquement à l'organe chauffant 36.The power supply device 28 is thus electrically connected to the heating member 36.

Ainsi, lors du montage du système de refroidissement 12, le dispositif d'alimentation électrique 28 est déjà présent dans le véhicule 10. Le radiateur à ailettes 26 est monté sur la canalisation 16 et l'organe chauffant 36 est connecté électriquement au dispositif d'alimentation 28.Thus, when mounting the cooling system 12, the power supply device 28 is already present in the vehicle 10. The finned radiator 26 is mounted on the pipe 16 and the heater 36 is electrically connected to the device. power supply 28.

L'organe chauffant 36 est propre à chauffer la base 32 à une température de chauffage prédéterminée en fonction de ladite puissance électrique d'alimentation prédéterminée.The heater 36 is able to heat the base 32 to a predetermined heating temperature as a function of said predetermined electric power supply.

L'organe chauffant 36 comprend par exemple une résistance électrique 42 alimentée par la puissance électrique d'alimentation prédéterminée.The heating member 36 comprises, for example, an electric resistance 42 supplied by the predetermined electric power supply.

L'organe chauffant 36 est dans cet exemple rapporté sur la base 32, et en contact avec elle.The heater 36 is in this example attached to the base 32, and in contact with it.

L'organe chauffant 36 est disposé à l'extérieur de la canalisation 16.The heater 36 is placed outside the pipe 16.

Le capteur de température 38 est configuré pour mesurer une température de la base 32, notamment en un point prédéterminé en surface de la base 32.The temperature sensor 38 is configured to measure a temperature of the base 32, in particular at a predetermined point on the surface of the base 32.

Le capteur de température 38 est par exemple analogique.The temperature sensor 38 is for example analog.

Le capteur de température 38 est disposé à l'extérieur de la canalisation 16.The temperature sensor 38 is placed outside the pipe 16.

Le point prédéterminé est alors à l'extérieur de la canalisation 16.The predetermined point is then outside of pipe 16.

Le radiateur 26 présente une résistance thermique à l'évacuation de la chaleur de l'organe de chauffage par les ailettes 34.The radiator 26 has thermal resistance to the removal of heat from the heater by the fins 34.

La résistance thermique est une caractéristique dont la valeur dépend notamment d'un débit local du flux d'air circulant dans les ailettes 34 selon une courbe monotone décroissante.The thermal resistance is a characteristic whose value depends in particular on a local flow rate of the air flow circulating in the fins 34 according to a decreasing monotonic curve.

En d'autres termes, plus le débit local du flux d'air circulant dans les ailettes 34 est important, plus la résistance thermique est faible et donc plus la chaleur de l'organe de chauffage est évacuée par les ailettes 34.In other words, the greater the local flow rate of the air flow circulating in the fins 34, the lower the thermal resistance and therefore the more heat from the heater is removed by the fins 34.

La courbe présente une première région dans laquelle une valeur absolue d'une dérivée de la courbe est supérieure à un seuil prédéterminé, et une deuxième région dans laquelle une valeur absolue d'une dérivée de la courbe est inférieure au seuil prédéterminé.The curve has a first region in which an absolute value of a derivative of the curve is greater than a predetermined threshold, and a second region in which an absolute value of a derivative of the curve is less than the predetermined threshold.

En d'autres termes, dans la première région, une faible variation de débit local s'accompagne d'une forte variation de la résistance thermique.In other words, in the first region, a small variation in local flow is accompanied by a large variation in thermal resistance.

Par exemple, la valeur absolue de la dérivée de la courbe, sur l'ensemble du domaine de débit, est comprise entre une valeur maximale et une valeur minimale, le seuil prédéterminé étant supérieur à 50% de la valeur maximale.For example, the absolute value of the derivative of the curve, over the entire flow range, is between a maximum value and a minimum value, the predetermined threshold being greater than 50% of the maximum value.

Dans un exemple de réalisation, la courbe de résistance thermique est une courbe vérifiant la relation suivante : Rth = A * débit ∧ − B

Figure imgb0001
où Rth est la résistance thermique, A et B sont des coefficients dépendant de la géométrie du radiateur 26, et « débit » est le débit local du flux d'air circulant dans les ailettes 34.In an exemplary embodiment, the thermal resistance curve is a curve satisfying the following relationship: Rth = TO * debit ∧ - B
Figure imgb0001
 where Rth is the thermal resistance, A and B are coefficients depending on the geometry of the radiator 26, and "flow" is the local flow rate of the air flow circulating in the fins 34.

Dans un mode avantageux de l'invention, la courbe est choisie telle que le débit local nominal circulant dans les ailettes 34, lorsque le système de refroidissement 12 n'est pas encrassé, est compris dans la première région.In an advantageous embodiment of the invention, the curve is chosen such that the nominal local flow rate circulating in the fins 34, when the cooling system 12 is not clogged, is included in the first region.

Le seuil prédéterminé est choisi de préférence de sorte que, dans la première région, une baisse de 5% du débit local nominal implique une baisse d'au moins 5%, de préférence d'au moins 10%, de la résistance thermique du radiateur 26.The predetermined threshold is preferably chosen such that, in the first region, a decrease of 5% of the nominal local flow rate implies a decrease of at least 5%, preferably of at least 10%, in the thermal resistance of the radiator. 26.

Ainsi, le capteur de température 38 est propre à détecter une faible baisse du débit local, étant donné que cela s'accompagne d'une forte variation de la résistance thermique et donc d'une forte variation de la température de la base 32.Thus, the temperature sensor 38 is able to detect a slight drop in the local flow, given that this is accompanied by a strong variation in thermal resistance and therefore a strong variation in the temperature of the base 32.

L'unité de traitement 30 est connectée au moins au capteur de température 38 et au dispositif d'alimentation 28.The processing unit 30 is connected at least to the temperature sensor 38 and to the supply device 28.

L'unité de traitement 30 est par exemple disposée à demeure dans le véhicule 10 et est connectée à d'autres systèmes électriques du véhicule 10.The processing unit 30 is for example permanently placed in the vehicle 10 and is connected to other electrical systems of the vehicle 10.

L'unité de traitement 30 comprend un processeur 44 et une mémoire 46.The processing unit 30 comprises a processor 44 and a memory 46.

Ainsi, lors du montage du système de refroidissement 12, l'unité de traitement 30 est déjà présente dans le véhicule 10. Le capteur de température 38 du radiateur à ailettes 26 est connecté électriquement à l'unité de traitement 30.Thus, when mounting the cooling system 12, the processing unit 30 is already present in the vehicle 10. The temperature sensor 38 of the finned radiator 26 is electrically connected to the processing unit 30.

Le processeur 44 est adapté pour exécuter des modules contenus dans la mémoire 46, notamment un système d'exploitation permettant le fonctionnement classique d'un système informatique.The processor 44 is suitable for executing modules contained in the memory 46, in particular an operating system allowing the conventional operation of a computer system.

La mémoire 46 comprend différentes zones de mémoire, stockant notamment un module de détection 48 propre à gérer la détection d'un encrassement du système de refroidissement 12 comme détaillée ci-après.The memory 46 comprises various memory areas, notably storing a detection module 48 suitable for managing the detection of a fouling of the cooling system 12 as detailed below.

La mémoire 46 stocke aussi par exemple la courbe de résistance thermique du radiateur 26.The memory 46 also stores, for example, the thermal resistance curve of the radiator 26.

La mémoire 46 stocke de plus par exemple un modèle mathématique ou une base de données reliant un débit local du flux d'air circulant dans les ailettes 34 à la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie par le dispositif d'alimentation 28 et à la température mesurée par le capteur de température 38.The memory 46 furthermore stores, for example, a mathematical model or a database relating a local flow rate of the air flow circulating in the fins 34 to the predetermined electric power supply supplied by the power supply device 28 and to the temperature. measured by temperature sensor 38.

Le modèle mathématique est par exemple un modèle empirique déterminé en amont de la mise en place du système de refroidissement 12.The mathematical model is for example an empirical model determined upstream of the installation of the cooling system 12.

La mémoire 46 stocke en outre un débit local théorique non encrassé dont la valeur est représentative du débit local nominal circulant dans les ailettes 34, lorsque le système de refroidissement 12 n'est pas encrassé.The memory 46 also stores a theoretical local flow rate that is not fouled, the value of which is representative of the nominal local flow rate circulating in the fins 34, when the cooling system 12 is not fouled.

Dans l'exemple de réalisation de l'invention, le module de détection 48 est réalisé sous forme d'un logiciel stocké dans la mémoire 46 et apte à être exécuté par le processeur 44. En variante, le module de détection 48 est réalisé au moins partiellement sous forme d'un composant logique programmable, ou encore sous forme d'un circuit intégré dédié, inclus dans le système de détection 20.In the exemplary embodiment of the invention, the detection module 48 is produced in the form of software stored in the memory 46 and able to be executed by the processor. 44. As a variant, the detection module 48 is produced at least partially in the form of a programmable logic component, or else in the form of a dedicated integrated circuit, included in the detection system 20.

L'unité de traitement 30, par l'intermédiaire de son module de détection 48, est configurée pour détecter un encrassement du système de refroidissement 12, en fonction de la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie par le dispositif d'alimentation et de la température mesurée par le capteur de température 38.The processing unit 30, by means of its detection module 48, is configured to detect a fouling of the cooling system 12, as a function of the predetermined supply electric power supplied by the supply device and of the temperature measured by temperature sensor 38.

Pour cela, le module de détection 48 est configuré pour commander l'alimentation de l'organe chauffant 36 avec la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie par le dispositif d'alimentation électrique 28.For this, the detection module 48 is configured to control the power supply to the heating member 36 with the predetermined electric power supply supplied by the electric power supply device 28.

Cette commande est mise en œuvre lorsque le dispositif de production 18 produit un flux d'air dans la canalisation 16, et de préférence de sorte que la température de chauffage soit supérieure à la température de ventilation prédéterminée.This control is implemented when the production device 18 produces an air flow in the pipe 16, and preferably so that the heating temperature is higher than the predetermined ventilation temperature.

Pour détecter un encrassement, le module de détection 48 est configuré pour déterminer un débit local du flux d'air circulant dans les ailettes 34 en fonction de la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie par le dispositif d'alimentation 28 et de la température mesurée par le capteur de température 38.To detect fouling, the detection module 48 is configured to determine a local flow rate of the air flow circulating in the fins 34 as a function of the predetermined supply electrical power supplied by the supply device 28 and of the measured temperature. by temperature sensor 38.

Pour cela, le module de détection 48 est configuré pour acquérir la puissance électrique d'alimentation prédéterminée et la température mesurée par le capteur de température 38 et à utiliser ledit modèle mathématique ou la base de données stocké(e) dans la mémoire 46.For this, the detection module 48 is configured to acquire the predetermined electrical power supply and the temperature measured by the temperature sensor 38 and to use said mathematical model or the database stored in the memory 46.

Le module de détection 48 est alors configuré pour détecter l'encrassement en comparant le débit local déterminé avec le débit local théorique non encrassé stocké dans la mémoire 46.The detection module 48 is then configured to detect the fouling by comparing the determined local flow rate with the theoretical non-fouled local flow rate stored in the memory 46.

L'encrassement est détecté si le débit local déterminé est inférieur d'un seuil prédéterminé par rapport au débit local théorique non encrassé.The fouling is detected if the determined local flow rate is lower by a predetermined threshold compared to the theoretical non-fouled local flow rate.

Le module de détection 48 est ensuite configuré de préférence pour émettre un signal d'alerte à destination d'un opérateur, lorsqu'un encrassement est détecté.The detection module 48 is then preferably configured to send an alert signal to an operator, when clogging is detected.

L'opérateur est alors en mesure d'intervenir pour réaliser une opération de maintenance afin de diminuer ou supprimer l'encrassement.The operator is then able to intervene to carry out a maintenance operation in order to reduce or remove the clogging.

Avantageusement, le module de détection 48 est configuré pour mettre en œuvre la détection de l'encrassement lorsque l'équipement 14 est dans sa configuration d'arrêt, et, si l'équipement 14 n'est pas le système de traction du véhicule, lorsque le système de traction est à l'arrêt.Advantageously, the detection module 48 is configured to implement the detection of fouling when the equipment 14 is in its stop configuration, and, if the equipment 14 is not the vehicle's traction system, when the traction system is stopped.

Cela permet d'obtenir des conditions maitrisées concernant la circulation d'air dans la canalisation 16 et des conditions thermiques maitrisées. En effet, le véhicule 10 ne bouge pas et présente moins d'équipement(s) dégageant de la chaleur, lorsque le système de traction est à l'arrêt.This makes it possible to obtain controlled conditions concerning the air circulation in the pipe 16 and controlled thermal conditions. Indeed, the vehicle 10 does not move not and has less heat-emitting equipment (s) when the traction system is off.

Par exemple, le module de détection 48 est configuré pour mettre en oeuvre la détection de l'encrassement de manière répétée à intervalles de temps prédéterminés, chaque détection étant mise en oeuvre lorsque l'équipement 14 est dans la configuration d'arrêt.For example, the detection module 48 is configured to implement the detection of the fouling repeatedly at predetermined time intervals, each detection being implemented when the equipment 14 is in the shutdown configuration.

Un procédé de détection d'un encrassement du système de refroidissement 12 décrit ci-dessus va maintenant être décrit.A method of detecting a fouling of the cooling system 12 described above will now be described.

Le procédé comprend la fourniture du système de refroidissement 12 et avantageusement du véhicule 10 comprenant le système de refroidissement 12.The method comprises providing the cooling system 12 and preferably the vehicle 10 including the cooling system 12.

Le procédé comprend alors le contrôle de l'encrassement du système de refroidissement 12.The method then comprises monitoring the fouling of the cooling system 12.

Cette étape de contrôle est par exemple mise en œuvre par le module de détection 48 décrit ci-dessus.This control step is for example implemented by the detection module 48 described above.

L'étape de contrôle de l'encrassement comprend la production d'un flux d'air dans la canalisation 16, par le dispositif de production 18.The fouling control step comprises the production of an air flow in the pipe 16, by the production device 18.

L'organe chauffant 36 est alors alimenté avec la puissance électrique d'alimentation prédéterminée et la base 32 est chauffée par l'organe chauffant 36 à la température de chauffage prédéterminée.The heater 36 is then supplied with the predetermined electric power supply and the base 32 is heated by the heater 36 to the predetermined heating temperature.

L'étape de contrôle de l'encrassement comprend la mesure de la température de la base 32 par le capteur de température 38.The fouling control step comprises measuring the temperature of the base 32 by the temperature sensor 38.

L'étape de contrôle de l'encrassement comprend alors la détection d'un encrassement du système de refroidissement 12, en fonction d'une comparaison entre la température mesurée par le capteur de température 38 et la température de chauffage prédéterminée de l'organe chauffant 36, comme décrit plus en détail ci-dessus.The fouling control step then comprises the detection of a fouling of the cooling system 12, as a function of a comparison between the temperature measured by the temperature sensor 38 and the predetermined heating temperature of the heating member. 36, as described in more detail above.

Avantageusement, l'étape de contrôle de l'encrassement est mise en œuvre lorsque l'équipement 14 est dans la configuration d'arrêt.Advantageously, the fouling control step is implemented when the equipment 14 is in the stop configuration.

De plus, l'étape de contrôle est en outre de préférence mise en œuvre lorsque l'équipement 14 est dans sa configuration d'arrêt, et, si l'équipement 14 n'est pas le système de traction du véhicule, lorsque le système de traction est à l'arrêt.In addition, the control step is further preferably carried out when the equipment 14 is in its stop configuration, and, if the equipment 14 is not the vehicle's traction system, when the system traction is stationary.

En outre, de préférence, l'étape de contrôle de l'encrassement est répétée à intervalles de temps prédéterminés, chaque étape de contrôle de l'encrassement étant mise en œuvre lorsque l'équipement 14 est dans la configuration d'arrêt.Further, preferably, the fouling control step is repeated at predetermined time intervals, each fouling control step being carried out when the equipment 14 is in the shutdown configuration.

Ainsi, il est garanti que le système de refroidissement 12 n'est pas encrassé avant le fonctionnement de l'équipement 14, et avant que le système de traction fonctionne et que le véhicule 10 entre en mouvement.Thus, it is ensured that the cooling system 12 is not fouled before the operation of the equipment 14, and before the traction system operates and the vehicle 10 starts moving.

Grâce aux caractéristiques précédemment décrites, un système de détection 20 d'encrassement simple et robuste est fourni.Thanks to the features described above, a simple and robust clogging detection system 20 is provided.

Le système de détection 20 de l'invention est en outre adapté pour une utilisation prolongée dans un véhicule 10. En effet, le système n'est pas sensible aux environnements éventuellement humides et pollués.The detection system 20 of the invention is also suitable for prolonged use in a vehicle 10. In fact, the system is not sensitive to possibly humid and polluted environments.

La connaissance quasi en temps réel de l'état d'encrassement du système de refroidissement 12, permet alors de programmer au juste besoin les opérations de maintenance.The almost real-time knowledge of the fouling state of the cooling system 12 then makes it possible to program the maintenance operations as needed.

Claims (10)

Système de refroidissement (12) comprenant une canalisation (16), un dispositif de production (18) d'un flux d'air dans la canalisation (16), et un système de détection (20) d'un encrassement du système de refroidissement (12), le système de détection (20) comprenant : - un radiateur à ailettes (26), le radiateur (26) comprenant une base (32), une pluralité d'ailettes (34), un organe chauffant (36) et un capteur de température (38), les ailettes (34) s'étendant à partir de la base (32) et étant disposées à l'intérieur de la canalisation (16), l'organe chauffant (36) étant propre à chauffer la base (32) à une température de chauffage prédéterminée en fonction d'une puissance électrique d'alimentation prédéterminée de l'organe chauffant (36), le capteur de température (38) étant configuré pour mesurer une température de la base (32) ; - un dispositif d'alimentation électrique (28) configuré pour alimenter l'organe chauffant (36) avec la puissance électrique d'alimentation prédéterminée ; et - une unité de traitement (30), connectée au capteur de température (38) et au dispositif d'alimentation (28), l'unité de traitement (30) étant configurée pour détecter un encrassement du système de refroidissement (12), en fonction de la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie par le dispositif d'alimentation et de la température mesurée par le capteur de température (38). Cooling system (12) comprising a pipe (16), a device (18) for producing an air flow in the pipe (16), and a system for detecting (20) a clogging of the cooling system (12), the detection system (20) comprising: - a finned radiator (26), the radiator (26) comprising a base (32), a plurality of fins (34), a heater (36) and a temperature sensor (38), the fins (34) extending from the base (32) and being disposed inside the pipe (16), the heater (36) being adapted to heat the base (32) to a predetermined heating temperature as a function of a predetermined electrical power supply to the heater (36), the temperature sensor (38) being configured to measure a temperature of the base (32); - an electric power supply device (28) configured to supply the heating member (36) with the predetermined electric power supply; and - a processing unit (30), connected to the temperature sensor (38) and to the supply device (28), the processing unit (30) being configured to detect fouling of the cooling system (12), in function of the predetermined electric power supply supplied by the power supply device and the temperature measured by the temperature sensor (38). Système de refroidissement (12) selon la revendication 1, dans lequel l'organe chauffant (36) et le capteur de température (38) sont disposés à l'extérieur de la canalisation (16).A cooling system (12) according to claim 1, wherein the heater (36) and the temperature sensor (38) are disposed outside of the pipe (16). Système de refroidissement (12) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le flux d'air produit par le dispositif de production (18) est propre à présenter un débit local nominal circulant dans les ailettes (34) du radiateur (26) lorsque le système de refroidissement (12) n'est pas encrassé,
le radiateur (26) présentant une résistance thermique à l'évacuation de la chaleur de l'organe de chauffage par les ailettes (34), la résistance thermique dépendant d'un débit local du flux d'air circulant dans les ailettes (34) selon une courbe monotone décroissante, la courbe présentant une première région dans laquelle une valeur absolue d'une dérivée de la courbe est supérieure à un seuil prédéterminé, et une deuxième région dans laquelle une valeur absolue d'une dérivée de la courbe est inférieure au seuil prédéterminé, la courbe étant telle que le débit local nominal est compris dans la première région.Cooling system (12) according to any one of claims 1 or 2, in which the air flow produced by the production device (18) is suitable for exhibiting a nominal local flow rate circulating in the fins (34) of the radiator (26) when the cooling system (12) is not clogged,
the radiator (26) exhibiting thermal resistance to the removal of heat from the heating member by the fins (34), the thermal resistance depending on a local flow rate of the air flow circulating in the fins (34) according to a decreasing monotonic curve, the curve having a first region in which an absolute value of a derivative of the curve is greater than a predetermined threshold, and a second region in which an absolute value of a derivative of the curve is less than predetermined threshold, the curve being such that the nominal local flow is included in the first region. Système de refroidissement (12) selon la revendication 3, dans lequel le seuil prédéterminé est choisi de sorte que, dans la première région, une baisse de 5% du débit local nominal implique une baisse d'au moins 5%, de préférence d'au moins 10%, de la résistance thermique du radiateur (26).A cooling system (12) according to claim 3, wherein the predetermined threshold is chosen such that in the first region a 5% drop in flow nominal room implies a decrease of at least 5%, preferably at least 10%, of the thermal resistance of the radiator (26). Système de refroidissement (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'unité de traitement (30) est configurée pour émettre un signal d'alerte à destination d'un opérateur, lorsqu'un encrassement est détecté.A cooling system (12) according to any one of claims 1 to 4, in which the processing unit (30) is configured to send an alert signal to an operator, when fouling is detected. Système de refroidissement (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'unité de traitement (30) est configurée pour déterminer un débit local du flux d'air circulant dans les ailettes (34) en fonction de la puissance électrique d'alimentation prédéterminée fournie par le dispositif d'alimentation et de la température mesurée par le capteur de température (38), l'unité de traitement (30) étant configurée pour détecter l'encrassement en comparant le débit local déterminé avec un débit local théorique non encrassé.A cooling system (12) according to any one of claims 1 to 5, wherein the processing unit (30) is configured to determine a local rate of the air flow circulating in the fins (34) as a function of the predetermined power supply electric power supplied by the power supply device and the temperature measured by the temperature sensor (38), the processing unit (30) being configured to detect fouling by comparing the determined local flow rate with a Theoretical local flow rate not clogged. Véhicule (10), notamment ferroviaire, comprenant un système de refroidissement (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.Vehicle (10), in particular railway, comprising a cooling system (12) according to any one of claims 1 to 6. Véhicule (10) selon la revendication 7, comprenant au moins un équipement (14) électrique ou thermique, le système de refroidissement (12) étant propre à refroidir l'équipement (14) ou faisant partie de l'équipement (14), l'équipement (14) étant par exemple un convertisseur électrique, un échangeur air/eau, un système de climatisation, ou un système de traction.Vehicle (10) according to claim 7, comprising at least one electrical or thermal equipment (14), the cooling system (12) being suitable for cooling the equipment (14) or forming part of the equipment (14), equipment (14) being for example an electric converter, an air / water exchanger, an air conditioning system, or a traction system. Procédé de détection d'un encrassement d'un système de refroidissement (12) comprenant les étapes suivantes : - fourniture d'un système de refroidissement (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ; - contrôle de l'encrassement du système de refroidissement (12), l'étape de contrôle de l'encrassement comprenant les sous-étapes de : - production d'un flux d'air dans la canalisation (16) ; - alimentation de l'organe chauffant (36) avec la puissance électrique d'alimentation prédéterminée et chauffage de la base (32) par l'organe chauffant (36) à la température de chauffage prédéterminée ; - mesure de la température de la base (32) par le capteur de température (38) ; - détection d'un encrassement du système de refroidissement (12), en fonction d'une comparaison entre la température mesurée par le capteur de température (38) et la température de chauffage prédéterminée de l'organe chauffant (36). A method of detecting fouling of a cooling system (12) comprising the following steps: - provision of a cooling system (12) according to any one of claims 1 to 6; - control of the fouling of the cooling system (12), the fouling control step comprising the substeps of: - production of an air flow in the pipe (16); - supplying the heating member (36) with the predetermined electric power supply and heating the base (32) by the heating member (36) to the predetermined heating temperature; - measurement of the temperature of the base (32) by the temperature sensor (38); - Detection of a fouling of the cooling system (12), as a function of a comparison between the temperature measured by the temperature sensor (38) and the predetermined heating temperature of the heating member (36). Procédé de détection selon la revendication 9, comprenant une étape de fourniture d'un véhicule (10) selon la revendication 8, l'étape de fourniture du véhicule (10) comprenant ladite étape de fourniture du système de refroidissement (12),
ledit équipement (14) présentant une configuration de fonctionnement, dans laquelle il est propre à mettre en œuvre une fonction prédéterminée, et une configuration d'arrêt, dans laquelle la fonction prédéterminée n'est pas mise en œuvre par l'équipement (14),
l'étape de contrôle de l'encrassement étant mise en œuvre lorsque l'équipement (14) est dans la configuration d'arrêt.A detection method according to claim 9, comprising a step of providing a vehicle (10) according to claim 8, the step of providing the vehicle (10) comprising said step of providing the cooling system (12),
said equipment (14) having an operating configuration, in which it is suitable for implementing a predetermined function, and a stop configuration, in which the predetermined function is not implemented by the equipment (14) ,
the fouling control step being implemented when the equipment (14) is in the shutdown configuration.
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