WO2005025959A2 - Procede de rafraichissement de voitures de metro ne rejetant pas de chaleur dans le souterrain et pouvant meme contribuer a refroidir les stations - Google Patents

Procede de rafraichissement de voitures de metro ne rejetant pas de chaleur dans le souterrain et pouvant meme contribuer a refroidir les stations Download PDF

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Denis Clodic
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    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
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    • B61D27/0072—Means for cooling only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • the object of the invention is to cool all of the wagons without rejecting the heat in the underground network.
  • the refrigeration produced on board the wagons can help to refresh the stations and the tunnel network.
  • the invention relates to a method for cooling subway cars that do not release heat into the underground and can even help cool stations.
  • the method comprises the step of storing cold in soft ice, in particular resulting from the coexistence of a mixture of water and glycol.
  • the basis of the refrigeration process uses cold stored in soft ice coexisting with a liquid phase.
  • This soft ice is typically found when a mixture of water and glycol coexists.
  • the melting temperature of this soft ice can also be controlled according to the composition of the water-glycol mixture.
  • This soft ice cream is called in English "slurry" which can be translated into French by liquid sorbet. This state of matter of soft ice allows to make the liquid-solid mixture pumpable, it can therefore be transferred from a storage volume to a use volume, it can also circulate in exchangers.
  • the soft ice includes a mixture of water and glycol, the temperature of which can be controlled as a function of the composition of the mixture.
  • the soft ice is produced on board a subway wagon when the wagon travels in the open air, the storage volume and the use volume being on board said wagon.
  • the soft ice is produced outside a subway wagon, stored in a storage volume, loaded by pumping on board the subway wagon in a use volume placed on board the wagon.
  • the volume of soft ice loaded represents half of the volume available in the volume of use.
  • the volume of use is an exchanger occupying most of the width and length of the roof of the wagon.
  • the volume of use comprises finned tubes.
  • an air recirculation is implemented making it possible to mix the air which recirculates and the air which has cooled in contact with the volume of use in order to regulate the temperature inside the wagon.
  • zonal fans allow regulation by zone.
  • a passenger account is arranged on each door of the wagon to know the number of passengers present in areas of the wagon and to regulate the areas accordingly.
  • a modulated blowing outside the wagon makes it possible to cool a tunnel or a station in which the wagon circulates in conjunction with cooling inside the wagon.
  • the residual amount of soft ice is determined using an optical method based on the variation of the refractive index of the liquid compared to soft ice.
  • the invention also relates to an air conditioning system for cooling subway cars which does not release heat into the underground and which can contribute to cooling stations, this system includes a tank for storing the cold in soft ice, in particular resulting from the coexistence of a mixture of water and glycol, a pump for pumping said soft ice in order to transfer it from the storage tank to a volume of use.
  • the soft ice includes a mixture of water and glycol, the temperature of which can be controlled as a function of the composition of the mixture.
  • at least one subway wagon includes an on-board refrigeration system for producing soft ice on board said subway wagon when the wagon travels in the open air, the storage tank and the volume of use being on board said car.
  • the soft ice being produced outside a metro wagon, stored in a storage volume at least one metro wagon includes means for loading the soft ice by pumping aboard the metro wagon into a volume of use placed on board the wagon.
  • the volume of soft ice loaded represents half of the volume available in the volume of use.
  • the volume of use is an exchanger occupying most of the width and length of the roof of the wagon.
  • the volume of use comprises finned tubes.
  • an air recirculation regulation system is implemented to mix the recirculating air and the air which has cooled in contact with the volume of use to regulate the temperature inside the wagon. .
  • the regulation system includes zonal fans allowing regulation by zone.
  • a passenger account is arranged on each door of the wagon to find out the number of passengers present in areas of the wagon and to regulate the areas accordingly.
  • modulated blowing means outside the wagon make it possible to cool a tunnel or a station in which the wagon travels together with the cooling inside the wagon.
  • the residual amount of soft ice is determined using an optical device based on the variation of the refractive index of the liquid compared to soft ice.
  • FIG. 1 represents a system according to the invention .
  • FIG. 2 represents a view of the cooling exchanger of a wagon.
  • FIG. 1 The overall system is shown in Figure 1.
  • the elements shown in Figure 1 are as follows: 1: condenser 2: compressor 3: supply line 1 'refrigerant evaporator (with its pressure reducer) 4: refrigerant suction line 5: evaporator producing a liquid mixture - pumpable ice 6: supply pump for soft ice mixture - tank liquid 7: liquid recirculation pump - soft ice 8: storage tank for the soft ice - liquid mixture 9: three-way valve allowing adjust the amount of ice in the liquid-soft ice mixture 10: on-board heat exchanger recharge pump 11: liquid supply line to the pump 10 12: soft ice supply line to the pump 10 13: fixed pipe on-board soft liquid-ice supply system 14: fixed liquid return line from the on-board system to the tank 8 15: wagon 16: on-board refrigeration system Ice melting is used during underground traffic in tunnels and stations.
  • FIG. 2 shows a view of the cooling exchanger of a wagon, endowed with the essential technical characteristics to use such a process.
  • FIG. 2 The elements shown in Figure 2 are as follows: 17 wagon cooling exchanger 18 fins to improve the exchange 19 circulation pump for the soft liquid-ice mixture 20 zone fan 21 recirculation fan 22 return air / cooled air mixing box 23 return air 24 air condenser on-board refrigeration system (optional) 25 on-board refrigeration system compressor (optional) 26 soft ice refrigeration evaporator for on-board refrigeration system (optional) 27: on-board pipe for filling with liquid - soft ice on the exchanger 17 28: on-board pipe for emptying the liquid from the exchanger 17 29: lower part of the plenum
  • the condenser (24), the compressor (25) and the evaporator (26) are installed in each wagon only for metro lines that have a partial route to the open air.
  • the exchanger (17) is then recharged with liquid-soft ice mixture via the pipe (27) and emptied of its liquid by the pipe (28).
  • the exchanger must be of low height, but can advantageously occupy most of the width and the available length of the roof of the car.
  • it is essential to be able to distribute the freshness throughout the volume this is the reason why the circulation system of the liquid / soft ice mixture must use tubes of sufficient diameter, typically between 50 and 100 mm, these tubes having a double role of transfer of coldness to the air circulating outside by means of fans and a role of energy storage.
  • ° C ⁇ t difference between the final initial temperatures in ° C
  • the system is recharged at the terminus by an extremely fast charging system, typically with a flow rate of 20 1 / s allowing to recharge the quantity of ice desired via the fixed (13) and on-board (27) pipes, typically of the order of 50% by volume, while the corresponding liquid volume is discharged via the on-board (28) and fixed (14) pipes.
  • the operation lasts less than a minute and involves an automatic male / female securing system for the pipes (13) and (27) on the one hand and (14) and (28) on the other hand.
  • the rigor of the load is carried out by a volumetric device making it possible to extract the volume of liquid corresponding just to the volume of ice loaded.
  • This volumetric control is continuous and is typically done by filling and emptying the controllable external volumes.
  • an on-board refrigeration system comprising a condenser (21), one or several compressors (22), a refrigerant / soft ice evaporator (23), said refrigeration system produces the liquid - soft ice mixture which makes it possible to reconstitute the amount of ice used in the underground part.
  • the process can to a certain extent contribute to the overall cooling of tunnels and stations by a modulated blowing outside the wagon, together with the cooling produced inside the wagon.
  • the air must be blown in the coldest at a temperature of 8 ° C and up to a typical temperature of 14 ° C.
  • the surface temperature of the exchanger tubes can be adjusted either below 0 ° C or 0 ° C, it is useful to have an air recirculation system allowing mixing of the return air and the air having cooled on the surface of the tubes to control the blowing temperature in the wagon, thus guaranteeing the conditions of comfort for the passengers.
  • this air conditioning system must have a passenger account located on each door allowing to know with sufficient precision the number of incoming and outgoing passengers and therefore by difference the number of passengers present in the train and this, for each of the areas of the wagon, allowing regulation by area.
  • the freshness transfer system therefore comprises: Large diameter finned tubes constitute the wagon cooling exchanger (17). These tubes are used both for storage and for exchange between the air and the soft ice mixture. A pump (19) allowing the circulation of the liquid / soft ice mixture. A tank (8) allowing rapid charge and discharge transfers for cold production systems deported to the terminus.
  • the ventilation system includes recirculation fans (21) which provide an interior air intake and a slight overpressure of the plenum, the plenum being the volume of the wagon delimited by the roof and the interior covering which can be perforated to ensure an air distribution throughout the volume.
  • This perforation is also adapted according to the presence of seated or standing passengers corresponding to the interior layout of the wagon (seat and circulation).
  • air circulation from the top to the bottom, allowing both the cooling of the air on the finned tubes and the diffusion of air through the diffusing ceiling is ensured by the zone fans (20 ).
  • the liquid / soft ice mixture can have its temperature significantly reduced, down to - 10, - 15 ° C to store a greater amount of cooling energy.
  • the regulation system takes into account the number of passengers, the air temperature in the underground and thus fixes depending on the proportion of fresh air / returned air the air flow to be blown on the exchanger and towards the wagon, and possibly outside the wagon. There are two ways to check the amount of residual ice.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de rafraîchissement de wagons de métro ne rejetant pas de chaleur dans le souterrain et pouvant même contribuer à refroidir les stations. Le procédé comprend l'étape de stocker du froid dans de la glace molle, notamment résultant de la coexistence d'un mélange d'eau et de glycol. Il est ainsi possible de pomper la glace molle en vue de la transférer d'un volume de stockage à un volume d'utilisation.

Description

PROCEDE DE RAFRAICHISSEMENT DE WAGONS DE METRO NE REJETANT PAS DE CHALEUR DANS LE SOUTERRAIN ET POUVANT MEME CONTRIBUER A REFROIDIR LES STATIONS
Il est connu que le refroidissement d'un volume quelconque (wagon, immeuble, souterrain,...) à un niveau de température inférieure à la température ambiante atmosphérique impose de rejeter cette chaleur à l'extérieur dudit volume et à un niveau légèrement supérieur à la température ambiante pour que l'échange thermique puisse se faire. La thermodynamique enseigne donc qu' on ne refroidit un volume donné qu' en ôtant de la chaleur. Ce principe a pour conséquence que refroidir un train dans son parcours à l'air libre ne pose pas de difficulté puisque la chaleur est rejetée à l'atmosphère. Par contre, dans un souterrain comme le circuit d'un métro, le rafraîchissement des wagons et des passagers qui l'occupent implique que la chaleur qui est extraite est rejetée dans les tunnels et stations augmentée de plus de l'énergie fournie au système frigorifique, ce qui s'exprime simplement pour les systèmes frigorifiques à compression par la relation : Q_rejetée = Q_frig + P_élec Où : Q_frig est la puissance frigorifique fournie pour maintenir la température au niveau désiré en Watt W-elec la puissance électrique consommée par le (s) compresseur (s) et les ventilateurs en Watt Q-rejetée la puissance calorifique rejetée à l'extérieur du wagon en Watt. Pour un système efficace et pour un écart de température entre le volume refroidi et l'extérieur de l'ordre de 20°C P_élec représente typiquement entre 30 et 40 % de la puissance frigorifique. Donc, pour une production de 1 unité, il est rejeté au moins 1,3 à l'extérieur. Ceci implique une élévation de température très substantielle dans l'ensemble du réseau souterrain et en particulier dans les stations, comme cela peut se vérifier dans le métro de New-York où les rames sont climatisées mais ni les stations ni les tunnels. Caractéristiques de l' invention Le procédé objet de l'invention vise à refroidir l'ensemble des wagons sans rejeter la chaleur dans le réseau souterrain. De plus, la production frigorifique embarquée dans les wagons peut contribuer au rafraîchissement des stations et du réseau de tunnels . L'invention concerne un procédé de rafraîchissement de wagons de métro ne rejetant pas de chaleur dans le souterrain et pouvant même contribuer à refroidir les stations. Le procédé comprend l'étape de stocker du froid dans de la glace molle, notamment résultant de la coexistence d' un mélange d' eau et de glycol. Il est ainsi possible de pomper ladite glace molle en vue de la transférer d'un volume de stockage à un volume d' utilisation. La base du procédé de réfrigération utilise du froid stocké dans de la glace molle coexistant avec une phase liquide. Cette glace molle se trouve typiquement lorsqu'on fait coexister un mélange d' eau et de glycol . La température de fusion de cette glace molle peut d' ailleurs être contrôlée en fonction de la composition du mélange eau-glycol. Cette glace molle est appelée en anglais « slurry » qui peut être traduit en français par sorbet liquide. Cet état de la matière de la glace molle permet de rendre le mélange liquide-solide pompable, il peut donc être transféré d'un volume de stockage à un volume d'utilisation, il peut aussi circuler dans des échangeurs. Dans une réalisation, la glace molle inclut un mélange d' eau et de glycol dont la température peut être contrôlée en fonction de la composition du mélange. Dans une réalisation, la glace molle est produite à bord d'un wagon de métro lorsque le wagon circule à l'air libre, le volume de stockage et le volume d'utilisation étant à bord dudit wagon. Dans une réalisation, la glace molle est produite en dehors d'un wagon de métro, stockée dans un volume de stockage, chargée par pompage à bord du wagon de métro dans un volume d'utilisation placé à bord du wagon. Dans une réalisation, le volume de glace molle chargée représente la moitié du volume disponible dans le volume d'utilisation. Dans une réalisation, le volume d'utilisation est un échangeur occupant l'essentiel de la largeur et de la longueur du toit du wagon. Dans une réalisation, le volume d'utilisation comprend des tubes ailetés. Dans une réalisation, une recirculation d' air est mise en œuvre permettant de mélanger l'air qui recircule et l'air s' étant refroidi en contact avec le volume d'utilisation pour réguler la température à l'intérieur du wagon. Dans une réalisation, des ventilateurs zonaux permettent une régulation par zone. Dans une réalisation, un compte passagers est disposé sur chaque porte du wagon pour connaître le nombre de passagers présents dans des zones du wagon et réguler les zones en fonctio . Dans une réalisation, un soufflage modulé à l'extérieur du wagon permet de refroidir un tunnel ou une station dans le (la) quel (le) circule le wagon conjointement au rafraîchissement à l'intérieur du wagon. Dans une réalisation, la quantité résiduelle de glace molle est déterminée à l'aide d'un procédé optique basé sur la variation de l' indice de réfraction du liquide comparativement à la glace molle. L' invention concerne également un système de climatisation pour le rafraîchissement de wagons de métro ne rejetant pas de chaleur dans le souterrain et pouvant contribuer à refroidir les stations, ce système inclut un réservoir de stockage du froid dans de la glace molle, notamment résultant de la coexistence d'un mélange d'eau et de glycol, une pompe pour pomper ladite glace molle en vue de la transférer du réservoir de stockage à un volume d'utilisation. Dans une réalisation, la glace molle inclut un mélange d' eau et de glycol dont la température peut être contrôlée en fonction de la composition du mélange. Dans une réalisation, au moins un wagon de métro inclut un système frigorifique embarqué pour produire la glace molle à bord dudit wagon de métro lorsque le wagon circule à l'air libre, le réservoir de stockage et le volume d'utilisation étant à bord dudit wagon. Dans une réalisation, la glace molle étant produite en dehors d'un wagon de métro, stockée dans un volume de stockage, au moins un wagon de métro inclut des moyens pour charger la glace molle par pompage à bord du wagon de métro dans un volume d'utilisation placé à bord du wagon. Dans une réalisation, le volume de glace molle chargée représente la moitié du volume disponible dans le volume d'utilisation. Dans une réalisation, le volume d'utilisation est un échangeur occupant l'essentiel de la largeur et de la longueur du toit du wagon. Dans une réalisation, le volume d'utilisation comprend des tubes ailetés. Dans une réalisation, un système de régulation par recirculation d'air est mis en œuvre pour mélanger l'air qui recircule et l'air s' étant refroidi en contact avec le volume d'utilisation pour réguler la température à l'intérieur du wagon. Dans une réalisation, le système de régulation inclut des ventilateurs zonaux permettant une régulation par zone. Dans une réalisation, un compte passagers est disposé sur chaque porte du wagon pour connaître le nombre de passagers présents dans des zones du wagon et réguler les zones en fonction. Dans une réalisation, des moyens de soufflage modulé à l'extérieur du wagon permettent de refroidir un tunnel ou une station dans le (la) quel (le) circule le wagon conjointement au rafraîchissement à l'intérieur du wagon. Dans une réalisation, la quantité résiduelle de glace molle est déterminée à l'aide d'un dispositif optique basé sur la variation de l'indice de réfraction du liquide comparativement à la glace molle.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description faite ci-dessous, cette dernière étant effectuée à titre descriptif et non limitatif en faisant référence aux dessins ci-après sur lesquels: La figure 1 représente un système selon l'invention. La figure 2 représente une vue de l'échangeur de refroidissement d'un wagon.
Le système global est présenté figure 1. Les éléments représentés sur la figure 1 sont les suivants : 1 : condenseur 2 : compresseur 3 : canalisation de 1 ' alimentation 1 ' évaporateur en frigorigène (avec son détendeur) 4 : canalisation d'aspiration de frigorigène 5 : évaporateur produisant un mélange liquide - glace pompable 6 : pompe d'alimentation en mélange glace molle - liquide du réservoir 7 : pompe de recirculation liquide - glace molle 8 : réservoir de stockage du mélange glace molle - liquide 9 : vanne trois voies permettant de régler la quantité de glace dans le mélange liquide-glace molle 10 : pompe de recharge de l'échangeur embarqué 11 : canalisation d'alimentation liquide de la pompe 10 12 : canalisation d'alimentation glace molle de la pompe 10 13 : canalisation fixe d'alimentation liquide-glace molle du système embarqué 14 : canalisation fixe de retour liquide du système embarqué vers le réservoir 8 15 : wagon 16 : système frigorifique embarqué La fusion de la glace est utilisée lors de la circulation souterraine en tunnel et en stations. Le procédé permet de refroidir les wagons et même de souffler de l'air froid dans les tunnels et stations selon un ratio à définir pour contribuer au refroidissement global du réseau souterrain. Le mélange liquide-glace est produit soit aux terminus des lignes, soit « à bord » pour des lignes de métro qui présentent une partie significative de circulation à l'air libre. Une description détaillée du procédé et du système basé sur des illustrations données dans la suite permettra de mieux comprendre l'invention. La figure 2 montre une vue de l'échangeur de refroidissement d'un wagon, doté des caractéristiques techniques essentielles pour utiliser un tel procédé. Les éléments représentés sur la figure 2 sont les suivants : 17 échangeur de refroidissement du wagon 18 ailettes permettant d'améliorer l'échange 19 pompe de circulation du mélange liquide-glace molle 20 ventilateur de zone 21 ventilateur de recirculation 22 boîte de mélange air repris/air refroidi 23 reprise d'air 24 condenseur du système frigorifique embarqué (optionnel) 25 compresseur du système frigorifique embarqué (optionnels) 26 évaporateur frigorigène glace molle pour système frigorifique embarqué (optionnel) 27 : canalisation embarquée pour le remplissage en liquide - glace molle de 1 ' échangeur 17 28 : canalisation embarquée pour le vidage du liquide de 1 ' échangeur 17 29 : partie inférieure du plénum Le condenseur (24) , le compresseur (25) et 1 ' évaporateur (26) ne sont installés dans chaque wagon que pour les lignes de métro qui ont un parcours partiel à l'air libre. Ces composants ne sont donc pas installés pour les lignes de métro entièrement souterraines, l'échangeur (17) est alors rechargé en mélange liquide - glace molle par la canalisation (27) et vidé de son liquide par la canalisation (28) . Il est connu que la place est extrêmement limitée à l'intérieur des wagons et même parfois dans les tunnels, donc l'échangeur doit être de faible hauteur, mais peut occuper avantageusement l'essentiel de la largeur et de la longueur disponible du toit du wagon. D'autre part, il est essentiel de pouvoir répartir la fraîcheur dans l'ensemble du volume, c'est la raison pour laquelle le système de circulation du mélange liquide / glace molle doit utiliser des tubes d'un diamètre suffisant, typiquement entre 50 et 100 mm, ces tubes ayant un double rôle de transfert de froideur à l'air circulant à l'extérieur au moyen de ventilateurs et un rôle de stockage de l'énergie. Pour donner un ordre d'idée sur les tailles, les puissances et l'énergie stockée d'un tel système, pour un wagon contenant 170 passagers, éclairé avec une puissance électrique de l'ordre de 1 kW, et donc produisant une puissance thermique de 20 kW pour un trajet d'une heure, il faut donc extraire une énergie de 20 kWh, ce qui représente le réchauffement d'une quantité de l'ordre de 410 kg de glace molle et de liquide de 0 à + 10 °C intégrant la fusion de la glace. Pour un mélange glace molle / liquide de 40 % en masse de glace molle, l'énergie froide stockée Q en kJ ou kWh se calcule selon la formule : Q = 0 , 4 X lut X lfgm + ïïlt X Cpeg X Δt avec Q en kJ rrtt : masse totale (eau + glace molle) en kg lfgm : chaleur latente de fusion de la glace molle en kJ/kg cpeg : capacité calorifique du mélange eau + glycol en kJ/kg.°C Δt : écart entre les températures initiale finale en °C Pour des métros dont les lignes sont entièrement souterraines, le système est rechargé au terminus par un système de charge extrêmement rapide, typiquement avec un débit de 20 1/s permettant de recharger de la quantité de glace voulue via les canalisations fixe (13) et embarquée (27), typiquement de l'ordre de 50 % en volume, pendant que le volume liquide correspondant est évacué via les canalisations embarquée (28) et fixe (14). L'opération dure moins d'une minute et implique un système d'arrimage automatique mâle/femelle des canalisations (13) et (27) d'une part et (14) et (28) d'autre part. La rigueur de la charge s'effectue par un dispositif volumétrique permettant d'extraire le volume de liquide correspondant juste au volume de glace chargé. Ce contrôle volumétrique est continu et se fait typiquement en remplissant et en vidant les volumes externes contrôlables . Pour les lignes de métro où la circulation à l'air libre représente à 1/3 du temps total de circulation, il est alors possible de produire le mélange liquide / glace molle par un système frigorifique embarqué comportant un condenseur (21) , un ou plusieurs compresseurs (22) , un évaporateur frigorigène / glace molle (23) , ledit système frigorifique produit le mélange liquide - glace molle qui permet de reconstituer la quantité de glace utilisée dans la partie souterraine. D'autre part, le procédé peut dans une certaine mesure contribuer au refroidissement global des tunnels et des stations par un soufflage modulé à l'extérieur du wagon, conjointement au rafraîchissement produit à l'intérieur du wagon. Pour créer des conditions de confort pour les passagers à l'intérieur du wagon, l'air doit être soufflé au plus froid à une température de 8 °C et jusqu'à une température typique de 14 °C. Compte tenu du fait que la température de surface des tubes échangeurs peut être réglée soit inférieure à 0 °C, soit à 0 °C, il est utile de disposer d'un système de recirculation d'air permettant en mélangeant l'air repris et l'air s' étant refroidi sur la surface des tubes pour maîtriser la température de soufflage dans le wagon, garantissant ainsi les conditions de confort pour les passagers. De plus ce système de climatisation doit être doté d'un compte passagers disposé sur chaque porte permettant de connaître avec une précision suffisante le nombre de passagers entrants et sortants et donc par différence le nombre de passagers présents dans la rame et ce, pour chacune des zones du wagon, permettant ainsi une régulation par zone. Cette régulation par zone est effectuée par les ventilateurs zonaux (20) dont la vitesse est variable. En dessous des tubes sont situés des collecteurs permettant de récupérer l'eau de condensation atmosphérique et qui empêche cette eau de ruisseler sur la partie inférieure du plénum (29) . Le système de transfert de la fraîcheur comprend donc : Des tubes ailetés de large diamètre constituent l'échangeur de refroidissement du wagon (17). Ces tubes servent à la fois au stockage et à 1 ' échange entre 1 ' air / et le mélange glace molle. Une pompe (19) permettant la mise en circulation du mélange liquide / glace molle. Un réservoir (8) permettant les transferts rapides de charge et de décharge pour les systèmes à production de froid déportés au terminus. Le système de ventilation comprend des ventilateurs de recirculation (21) qui assurent une reprise d'air intérieur et une mise en légère surpression du plénum, le plénum étant le volume du wagon délimité par le toit et le revêtement intérieur qui peut être perforé pour assurer une distribution de l'air dans l' ensemble du volume. Cette perforation est d' ailleurs adaptée en fonction de la présence de passagers assis ou debout correspondant à l'aménagement intérieur du wagon (siège et circulation) . De plus, la circulation de l'air du haut vers le bas, permettant à la fois le refroidissement de l'air sur les tubes ailetés et de diffusion de l' air à travers le plafond diffusant est assurée par les ventilateurs de zone (20) . D'autre part, si il est choisi de refroidir non simplement le wagon mais aussi le souterrain et les stations, des volets sont ménagés en partie supérieure ainsi que des conduits internes permettant de diffuser une partie du débit vers l'extérieur du wagon. Dans ce cas, bien sûr, mais aussi selon le niveau de charge thermique, le mélange liquide / glace molle peut voir sa température significativement diminuée, jusqu'à - 10, - 15 °C pour stocker une plus grande quantité d' énergie frigorifique. Le système de régulation prend en compte le nombre de passagers, la température d'air dans le souterrain et fixe ainsi en fonction de la proportion air neuf / air repris le débit d'air à souffler sur l'échangeur et vers le wagon, et éventuellement à l'extérieur du wagon. Le contrôle de la quantité de glace résiduelle peut s'effectuer de deux manières. Une première, frustre, par suivi de la température de départ du mélange liquide / glace molle. Lorsque cette température de départ (après la pompe à l'entrée de l'échangeur) passe nettement au-dessus de 0, typiquement 1 à 2 °C, la glace est alors complètement fondue et il reste une réserve de froid qui est encore de l'ordre de 5 kW et qui permet un régime de rafraîchissement limité jusqu'au prochain rechargement en station ou jusqu'au prochain passage à l'air libre pour pouvoir faire fonctionner le système frigorifique. Il est possible d'utiliser un système optique basé sur la variation de l'indice de réfraction du liquide comparativement à la glace molle, permettant alors de prévoir la quantité résiduelle de glace avant qu'elle ne soit épuisée. Ce niveau de réserve peut alors être connu et donc transféré au système de régulation global.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de rafraîchissement de wagons de métro ne rejetant pas de chaleur dans le souterrain et pouvant contribuer à refroidir les stations ; ledit procédé comprenant l'étape de stocker du froid dans de la glace molle, notamment résultant de la coexistence d' un mélange d' eau et de glycol ; de sorte qu' il est ainsi possible de pomper ladite glace molle en vue de la transférer d'un volume de stockage à un volume d'utilisation.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la glace molle inclut un mélange d' eau et de glycol dont la température peut être contrôlée en fonction de la composition du mélange.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la glace molle est produite à bord d' un wagon de métro lorsque le wagon circule à l'air libre, le volume de stockage et le volume d'utilisation étant à bord dudit wagon.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la glace molle est produite en dehors d'un wagon de métro, stockée dans un volume de stockage, chargée par pompage à bord du wagon de métro dans un volume d'utilisation placé à bord du wagon.
5. Procédé selon la revendication 4 , dans lequel le volume de glace molle chargée représente la moitié du volume disponible dans le volume d'utilisation.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le volume d'utilisation est un échangeur occupant l'essentiel de la largeur et de la longueur du toit du wagon.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le volume d' utilisation comprend des tubes ailetés .
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une recirculation d' air est mise en œuvre permettant de mélanger l'air qui recircule et l'air s' étant refroidi en contact avec le volume d'utilisation pour réguler la température à l'intérieur du wagon.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel des ventilateurs zonaux permettent une régulation par zone .
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel un compte passagers est disposé sur chaque porte du wagon pour connaître le nombre de passagers présents dans des zones du wagon et réguler les zones en fonction.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un soufflage modulé à l'extérieur du wagon permet de refroidir un tunnel ou une station dans le (la) quel (le) circule le wagon conjointement au rafraîchissement à l'intérieur du wagon.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la quantité résiduelle de glace molle est déterminée à l'aide d'un procédé optique basé sur la variation de l'indice de réfraction du liquide comparativement à la glace molle.
13. Système de climatisation pour le rafraîchissement de wagons de métro ne rejetant pas de chaleur dans le souterrain et pouvant contribuer à refroidir les stations ; ledit système incluant un réservoir de stockage du froid dans de la glace molle, notamment résultant de la coexistence d'un mélange d'eau et de glycol, une pompe pour pomper ladite glace molle en vue de la transférer du réservoir de stockage à un volume d'utilisation.
14. Système selon la revendication 13, dans lequel la glace molle inclut un mélange d'eau et de glycol dont la température peut être contrôlée en fonction de la composition du mélange.
15. Système selon la revendication 13 ou 14, dans laquelle au moins un wagon de métro inclut un système frigorifique embarqué pour produire la glace molle à bord dudit wagon de métro lorsque le wagon circule à l'air libre, le réservoir de stockage et le volume d'utilisation étant à bord dudit wagon.
16. Système selon la revendication 13 ou 14, dans lequel la glace molle étant produite en dehors d'un wagon de métro, stockée dans un volume de stockage, au moins un wagon de métro inclut des moyens pour charger la glace molle par pompage à bord du wagon de métro dans un volume d'utilisation placé à bord du wagon.
17. Système selon la revendication 16, dans lequel le volume de glace molle chargée représente la moitié du volume disponible dans le volume d'utilisation.
18. Système selon l'une des revendications précédentes 13 à 17, dans lequel le volume d'utilisation est un échangeur occupant l' essentiel de la largeur et de la longueur du toit du wagon.
19. Système selon l'une des revendications 13 à 18, dans lequel le volume d'utilisation comprend des tubes ailetés.
20. Système selon l'une des revendications 13 à 19, dans lequel un système de régulation par recirculation d' air est mis en œuvre pour mélanger l'air qui recircule et l'air s' étant refroidi en contact avec le volume d'utilisation pour réguler la température à l'intérieur du wagon.
21. Système selon l'une des revendications 13 à 20, dans lequel le système de régulation inclut des ventilateurs zonaux permettant une régulation par zone.
22. Système selon la revendication 21, dans lequel un compte passagers est disposé sur chaque porte du wagon pour connaître le nombre de passagers présents dans des zones du wagon et réguler les zones en fonction.
23. Système selon l'une des revendications 13 à 22, dans lequel des moyens de soufflage modulé à l'extérieur du wagon permettent de refroidir un tunnel ou une station dans le (la) quel (le) circule le wagon conjointement au rafraîchissement à l'intérieur du wagon.
24. Système selon l'une des revendications 13 à 23, dans lequel la quantité résiduelle de glace molle est déterminée à l'aide d'un dispositif optique basé sur la variation de l'indice de réfraction du liquide comparativement à la glace molle.
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