AT512634B1 - Klimaanlage zum Kühlen, Beheizen und Belüften von Eisenbahnwaggons - Google Patents

Abstract

Bei einer Klimaanlage zum Kühlen, Beheizen und Belüften vonEisenbahnwaggons (1), mit einem unterflur angeordnetenKlimagerät (2), erstreckt sich der geschlosseneKältemittelkreis des mit Wärmepumpenfunktion ausgestattetenKlimagerätes (2) nur innerhalb des Klimagerätes (2) und zurÜbertragung der Heiz- bzw. Kühlenergie auf einen das Inneredes Waggons beheizenden oder kühlenden zweiten Kreislauf istein Wärmetauscher (8) vorgesehen.Dadurch wird vermieden, dass sich Kältemittel im Waggonbereichbefindet.

Description

österreichisches Patentamt AT512 634B1 2014-06-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage zum Kühlen, Beheizen und Belüften für einen Eisenbahnwaggon, mit einem unterflur angeordneten und mit einer Wärmepumpenfunktion ausgestatteten Klimagerät mit einem geschlossenen Kältemittelkreis, und mit einem Luftbehandlungsgerät.

[0002] Bei bekannten Klimaanlagen dieser Art besitzt das Klimagerät an seiner Oberseite Öffnungen, an die Leitungen angeschlossen sind, die durch den Waggonboden hindurch in den Innenraum des Eisenbahnwaggons geführt sind. Das Kältemittel durchströmt daher auch den Waggon. Dies hat Nachteile sowohl beim Betrieb als auch bei der Montage.

[0003] Die FR 2 850 060 A1 zeigt bei Automobilen eine Anlage zum wahlweisen Kühlen oder Beheizen eines Passagierinnenraumes mit einem Klimagerät mit Wärmepumpenfunktion. Die Figuren 1 und 2 zeigen zwischen dem Klimagerät und einem zweiten Kreislauf einen Wärmetauscher, wobei im zweiten Kreislauf zahlreiche weitere Wärmetauscher vorgesehen sind.

[0004] In der DE 10 2009 031237 A1 ist ein energieoptimiertes Klimasystem für eine Lokomotive beschrieben. Eine zentrale Wärmeanlage ist mit zwei Luftaufbereitungseinheiten in den beiden Führerständen verbunden, so dass der Austausch von Wärme zwischen den Luftaufbereitungseinheiten und der zentralen Wärmeanlage mittels einer Wärmeträgerflüssigkeit (beispielsweise ein Glykolalkohol) ermöglicht ist. Die zentrale Wärmeanlage weist eine zentrale Kälteeinheit auf, die nur zum Kühlen des Wärmeträgers eingerichtet ist. Da es sich um eine Lokomotive handelt, wird die ansonsten ungenutzte Verlustwärme zur Beheizung der Führerstände verwendet. Eine Wärmepumpenfunktion der Kälteeinheit ist folglich nicht vorgesehen.

[0005] Die DE 195 24 660 C1 beschreibt eine Klimatisierungsanordnung für ein Nutzfahrzeug, insbesondere Omnibus, mit einem Wärmeträgerkreislauf (Mischung aus Wasser und Glykol), der über eine Wasser/Luft-Wärmetauscheinrichtung für die Klimatisierung im Wärmetausch steht und der die Heizungszwecke im Strömungsumlauf mit dem Wasserkühlungskreislauf des Antriebsmotors kommuniziert, während für Kühlzwecke der Wärmeträgerkreislauf über eine Kältemittel/Wasser-Wärmetauscheinrichtung im Wärmetausch mit einem Kältemittelkreislauf steht.

[0006] In der DE 199 37 949 A1 ist eine Vorrichtung zum Heizen und/oder zum Kühlen eines Fahrzeuginnenraums, insbesondere eines Omnibusses beschrieben, dessen Kältemittelkreislauf einen Verdampfer aufweist, der innerhalb eines Wärmetauschers angeordnet ist und eine Wärmeübertragung von einem Kältekreislauf ermöglicht. In diesen Kältekreislauf ist auch ein Wärmeerzeuger eingebunden. Über Abzweigstellen wird das Wärmeträgermedium, bei welchem es sich um mit Frostschutzmittel versetztes Wasser handelt, zu einer Vielzahl von Wärmetauschern mit jeweils einem Gebläse geführt.

[0007] Die DE 196 25 927 A1 zeigt eine Einrichtung zum Heizen und/oder Kühlen eines Fahrzeuges, insbesondere eines Omnibusses. Der Kältemittelkreislauf weist einen ersten, als Plattenwärmetauscher ausgebildeten Wärmetauscher auf, in welchem im indirekten Wärmeaustausch mit Frostschutzmittel versehenes Wasser als Wärmeträger abkühlt, welches dem Sekundärkreisläufen zur Verfügung gestellt wird.

[0008] Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Hochdruck-Kältemittelleitungen (bis etwa 30 bar) auf das Klimagerät im Unterflurbereich des Eisenbahnwaggons beschränkt bleiben und nicht in den Passagierraum geführt werden müssen. Erreicht wird dies dadurch, dass sich der geschlossene Kältemittelkreis des Klimagerätes nur innerhalb des Klimagerätes erstreckt und zur Übertragung der Heiz- bzw. Kühlenergie auf einen das Innere des Waggons beheizenden oder kühlenden zweiten Kreislauf ein Wärmetauscher vorgesehen ist, und das mindestens eine an den zweiten Kreislauf angeschlossene Luftbehandlungsgerät am Waggondach angeordnet ist.

[0009] Den vorstehend genannten Veröffentlichungen ist die erfindungsgemäße Lösung nicht zu entnehmen. 1 /6 österreichisches Patentamt AT512 634B1 2014-06-15 [0010] Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt auch an dem um ca. 50% geringeren Bedarf an Kältemittel im Vergleich zu einkreisigen Splitanlagen.

[0011] Der zweite Kreislauf enthält zweckmäßig ein Wasser/Glykol-Gemisch.

[0012] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Wärmetauscher zwischen Kältemittelkreis und zweitem Kreislauf ein Plattenwärmetauscher.

[0013] Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles, auf das die Erfindung jedoch keineswegs beschränkt ist, näher beschrieben. Dabei zeigen: [0014] Fig. 1 [0015] Fig. 2 [0016] Fig. 3 eine schematische Darstellung eines mit einer erfindungsgemäßen Klimaanlage ausgerüsteten Eisenbahnwaggons; das Fließschema während des Kühlens in einem unterflur angeordneten Klimagerät; das Fließschema entsprechend Fig. 1 beim Heizen; [0017] Fig. 4 das Fließschema eines am Waggondach angeordneten Luftbehandlungsgerätes.

[0018] Gemäß Fig. 1 weist ein Eisenbahnwaggon 1 ein unterflur angeordnetes Klimagerät 2 auf, das über Leitungen 3 mit Luftbehandlungsgeräten 4 verbunden ist, die am Waggondach angeordnet sind.

[0019] Gemäß Fig. 2 wird im Klimagerät 2 durch den Kompressor 5 dafür gesorgt, dass das Kältemittel im Kältekreis umgewälzt wird. Das während der Verdichtung erwärmte Kältemittel strömt in einen Wärmetauscher 6, wo es durch Wärmeabgabe verflüssigt wird. Als nächstes erreicht das flüssige Kältemittel ein Drosselorgan (Expansionsventil) mit einem angeschlossenen Wärmetauscher 7. In diesem entspannt es sich und verdampft, wodurch es stark abkühlt.

[0020] Schließlich strömt es durch einen Plattenwärmetauscher 8, wo es seine Kühlenergie an ein in einem zweiten Kreislauf gefördertes Wasser/Glykol-Gemisch abgibt.

[0021] Durch Umschalten von Ventilen im Kältemittelkreislauf kann das Strömungsbild nach Fig. 3 erreicht werden, bei dem das erwärmte Kältemittel den Plattenwärmetauscher 8 durchfließt.

[0022] Der zweite Kreislauf ist mit einem Wasser/Glykol-Gemisch gefüllt und transportiert die Heiz- oder Kühlenergie zu den jeweils benötigten Luftbehandlungsgeräten 4 am Waggondach. Dort wird mit einem Ventilator 9 die zu behandelnde Luft wieder über einen Wärmetauscher 10 geblasen, über den die Heiz- oder Kühlenergie an die Luft abgegeben wird. Es können dabei verschieden viele Inneneinheiten angesteuert werden und unabhängig voneinander in Betrieb gehen oder auch nicht.

[0023] Im Beispiel sind drei Freiluftbehandlungsgeräte 4 am Waggondach angeordnet. Dies kann bei einem normalen Waggon der Fall sein. Die Anzahl der Luftbehandlungsgeräte kann aber auch vermindert werden. So wird bei einem Schlafwagen nur ein Luftbehandlungsgerät angeordnet, von dem über Schläuche oder dgl. die gekühlte oder erwärmte Luft den einzelnen Schlafabteilen zugeführt wird. Dabei kann in jedem Schlafabteil Menge und/oder Temperatur der zugeführten Luft geregelt werden.

[0024] Im Rahmen der Erfindung sind darüber hinaus zahlreiche Abänderungen möglich. So werden jedenfalls Einrichtungen zur Zufuhr von Frischluft vorgesehen sein.

[0025] Sehr vorteilhaft wirkt sich der Wasser/Glykol-Kreislauf auf die Montage- und Wartungskosten aus. Die kompakten unterflur Klimageräte werden bereits im Werk mit Kältemittel befüllt. Dadurch erübrigen sich jegliche Eingriffe in den Kältekreislauf während der Montage der gesamten Klimaanlage. Nur die Befüllung des Wasser/Glykol-Kreislaufes ist erforderlich. 2/6

Claims (3)

1. österreichisches Patentamt AT512 634B1 2014-06-15 Patentansprüche 1. Klimaanlage zum Kühlen, Beheizen und Belüften für einen Eisenbahnwaggon (1), mit einem unterflur angeordneten und mit einer Wärmepumpenfunktion ausgestatteten Klimagerät (2) mit einem geschlossenen Kältemittelkreis, und mit einem Luftbehandlungsgerät (4), dadurch gekennzeichnet, dass sich der geschlossene Kältemittelkreis des Klimagerätes (2) nur innerhalb dieses Klimagerätes (2) erstreckt und zur Übertragung der Heiz- bzw. Kühlenergie auf einen das Innere des Waggons beheizenden oder kühlenden zweiten Kreislauf ein Wärmetauscher (8) vorgesehen ist, und das mindestens eine an den zweiten Kreislauf angeschlossene Luftbehandlungsgerät (4) am Waggondach angeordnet ist.
2. 2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kreislauf ein Wasser/Glykol-Gemisch enthält.
3. 3. Klimaanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher zwischen Kältemittelkreis und zweiten Kreislauf ein Plattenwärmetauscher (8) ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 3/6