CN1313307C - 用于调节快速行驶车辆的空气的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于调节迅速行驶的车辆，特别是有轨车辆的空气的方法，其中为了保持在车辆内部空间(8)内的至少一个空气质量值的至少一个预定的界限，从车辆周围吸进新鲜空气，并且把经过至少一个空气处理装置(7)处理过的送风引进车辆内部空间(8)，该送风含有一个新鲜空气份额和/或一个由车辆内部空间(8)回送的循环空气的循环空气份额，在此通过用于测定空气质量值的仪器(6)进行控制，在此新鲜空气份额根据在车辆内部空间(8)内的占用率这样保持为最小，即至少在一个没有压力事件的正常操作内基本上把空气质量值保持在一个预定的公差范围内。本发明还涉及用于实施此方法的装置。

Description

用于调节快速行驶车辆的空气的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于调节快速行驶车辆，特别是有轨车辆的空气的方法，在有轨车辆中为了保持至少一个空气质量值的至少一个给定的界限，在车辆内部空间从车辆周围吸入新鲜空气，并且经过至少一个空气处理装置把处理过的送风引导到车辆内部空间，该送风含有一新鲜空气份额和/或一从车辆内部空间回送的循环空气的循环空气份额。本发明还涉及相应的用于调节快速行驶的车辆空气的装置。
本发明特别适用于最高速度超过160km/h的客运有轨车辆。但它并不局限于此。
背景技术
在车辆中，特别是在有轨车辆和磁悬浮车辆中，由于车辆的高速度产生不希望的以所谓压力事件形式的与周围环境的反应，通过准确计量所需要的新鲜空气量抑制这种反应对乘客的直接影响。
截至目前所使用的空调***有如下的缺点，这种空调***与占用率无关地给乘客空间供给最大的不变的新鲜空气量，也就是说，在每个低于100％的占用率时新鲜空气量不必要的大，并且用于新鲜空气调节的能量消耗显得过分的高。
公开的文件DE4432277A1描述了迅速改变空气横截面的压力保护***和在压力保护的情况下通过分离的能调节转数的具有在新鲜空气-和离开空气侧陡峭的输送特性曲线的空气分流器在保持内部压力和/或内部压力变化时实现持续的较小的新鲜空气流的可能性。
这种压力保护***导致，由于压力事件新鲜空气的输入会按时间减少或终止，至少在占用率接近100％时导致在DIN标准EN13129和UIC553中要求的新鲜空气量的缓慢的削弱，特别是尽管有所谓的空气旁路输送还是存在上述的在空调设备极限功率区域允许的CO2-浓度超标的危险。
在DE4432277A1中所述其它的只具有压力保护通风装置的压力保护***的根本缺点，如为了隔离噪声需要的高费用和高能量消耗，不能消除。此外这种***还需要高的控制费用和调节费用。
在专利文件DE19649664C2中描述了用于高速列车的压力保护的通风方法。其中节流阀的开口横截面和风机的转数在新鲜空气侧和离开的空气侧对应它们的节流特性和输送特性这样调节，使得在压力事件时内部压力和新鲜空气量只有无足轻重的改变，并且新鲜空气的供给只有很少的中断。
不利的是为了能足够快的调节转数***需要高的建造费用，如可调节频率的交流电驱动器或电子整流的直流电驱动器以及为了迅速改变节流阀开口截面的费用。
欧洲专利申请EP0751054A1公开了一种压力保护***，这种***由空调设备和在新鲜空气侧和离开的空气侧具有陡峭的输送特性曲线的特殊的压力保护风机，最好是叶片结构式或滚动活塞结构式的组合构成。风机允许在保持内部压力/内部压力变化的极限值时持续地供给新鲜空气。
不利的是为了隔绝噪声的高的结构费用和为了使这种***运行的高能量消耗。
最后专利文件DE19755097C1公开了此类阀门关闭-通风空气-***，在这种***中除了在新鲜空气侧和离开空气侧串联设置的压力保护阀和风机外，一个另外的压力保护阀并联在新鲜空气侧，一个另外的风机并联在离开空气侧，从而能够与新鲜空气-循环空气-阀配合作用，为了降低由于在压力事件时的压力保护阀的关闭产生的CO2-浓度按时间用高于正常的新鲜空气量进行吹洗操作。通过由经验值评估在乘客空间内的CO2-水平以及通过期待的或已知的过程控制吹洗操作，也就是顺序和尤其是在运行中压力事件的持续时间，由这些计算需要的通风空气量。
在这种***中的缺点是，根据在操作中为了计算使用的假定，特别是在吹洗操作中，为了调节由新鲜空气和循环空气组成的送风需要比较高的能量消耗。这种***的另外一个缺点是需要多个压力保护阀、阀和风机，这对整个***的可靠性有消极的影响。
总的来说，至今尽可能地分开考虑空调***和压力保护***导致以下的结果，一般地说过多或过少、然而只是例外地符合需要地送风。至今使用的空调***和压力保护***的组合因此在能量消耗或新鲜空气量方面只能不完全地满足当今客户希望的要求。
发明内容
本发明的任务是，提供开头所述种类的方法和装置，它不具有或至少较少地具有上述现有技术的缺点，并且特别能够能量最优化地供给新鲜空气。
这个任务通过按照本发明的方法和装置来解决。
按照本发明的用于调节迅速行驶的车辆的空气的方法，在这种方法中，为了保持在车辆内部空间内的至少一个空气质量值的至少一个预定的界限，从车辆周围吸进新鲜空气，并且把经过至少一个空气处理装置处理过的送风引进车辆内部空间，该送风包括一新鲜空气份额和/或一由车辆内部空间回送的循环空气的循环空气份额，其中，通过用于测定空气质量值的仪器进行控制，在此新鲜空气份额根据在车辆内部空间内的占用率这样保持为最小，即至少在一个没有压力事件的正常操作中，空气质量值保持在预定的公差范围内。
按照本发明的用于调节快速行驶的车辆的空气的装置，用于实施上述的方法，该调节空气的装置具有一个用于把送风引入车辆内部空间的送风装置，该送风装置具有一个用于把新鲜空气从车辆的周围输送进车辆内部空间的新鲜空气输送装置、一个把循环空气从车辆内部空间回送到车辆内部空间的循环空气回送装置以及至少一个用于处理送风的空气处理装置；所述用于调节空气的装置还具有一个与送风装置连接的用于控制送风的新鲜空气份额和循环空气份额之间的比例的控制装置，该控制装置被设计成用于把车辆内部空间内的空气质量值保持在至少一个预定的界限内，其特征在于，所述控制装置具有用于检测车辆内部空间中至少一个空气质量值的仪器，并且被设计成根据车辆内部空间的占用率至少在一个没有压力事件的正常操作中使新鲜空气的份额最小化以及把空气质量值保持在一个预定的公差范围之内。
本发明以下面的技术理论为基础，如果能通过确定空气质量值的仪器(Mittel)进行控制，就能得到用于调节迅速行驶的车辆的空气的能量效率特别高的方法，在此新鲜空气的份额根据车辆内部空间的占用率这样保持在最小，即空气质量值的预定的容许区域至少基本上保持在没有压力事件的正常区域内。确定空气质量值的仪器以有利的方式，能够由所获得的关于空气质量的知识得出在车辆内部空间占用率之上的推断结果，这样依据这个评估值必须输送最少需要量的新鲜空气，以便保持空气质量值的预定的界限。按照本发明的使新鲜空气供给最少的条件是，至少在没有压力事件的正常运行中必须消耗最少量新鲜空气地进行空气调节，这样用于空气调节的送风的总消耗明显地减少，也就是减少到为了保持预定界限必须的最小量。
对在车辆内部空间占用率的推断结果可以在连续的正常运行中得出，例如通过连续地或以相应小的间隔不连续地测定空气质量值和直接把空气质量值用于控制新鲜空气/循环空气的比值。可以选择首先在一段确定的时间内以预定的新鲜空气与循环空气的比值送风，并且测得在此产生的空气质量值的变化。然后可以把这个变化和一个或多个对于新鲜空气和循环空气比值的参考值进行比较，以便得出实际占有率的推断结果。这样就可以查明占用率，例如通过把这个变化与一个表格中的数据记录进行比较，这个表格含有对于预定的新鲜空气与循环空气比值的对应不同占用程度的变化值。显然，为此也可以模拟压力保护的情况，在这种情况下新鲜空气对循环空气的比值等于零，也就是说，只有循环空气作为送风被输送到车辆内部。
与现有技术相反，在最后一种情况只要注意，不要超过空气质量值的上限，亦即，按照本发明实际上符合需要最小量地并且从而能量最优化地送风。
只要占用率允许，新鲜空气的供给在不同于正常运行的其它运行方式中最好也这样保持最少。在这种情况下预定的容许区域可能也取决于某些起作用的载荷。例如它可能取决于温度，特别是外部温度，或类似的外部载荷。当然它也取决于占用率，也就是根据查明的例如借助测量值评估的占用率预定。
最好新鲜空气份额根据在车辆内部空间的占用率这样保持最小，至少在正常操作中基本上保持空气质量值的预定窄的公差范围。公差范围选择的越窄，为了处理空气所需要的能量消耗自然就越少。最好空气质量值的公差范围基本上最高为预定的空气质量值的20％。更可取的公差范围最高为预定的空气质量值的10％。
公差范围的概念在这里应当表示对预先给定的空气质量值的最大和最小容许偏差之间的差额范围。在此公差范围对于给定的空气质量值必须是不对称的，而是向上和下具有不同的偏差。在一个不对称设置的10％的公差范围内可以相对预定的空气质量值有向上2％，而向下8％的偏差。在一个对称设置的10％的公差范围内对于预定的空气质量值向上和向下都有5％的偏差。
此外还可以看出，预定的空气质量值可能随着时间，也就是随着行驶距离变化。例如在一个较长的隧道等中较长的压力保护操作之前必须相应强烈地改善空气质量值，以便保证通过压力保护操作使空气质量值的变化不超过一个预定的界限。例如可以必须使CO2-含量相应地强烈下降，以便保证，在一个较长的隧道中在压力保护操作时CO2-含量不高于允许的CO2-含量。这种下降可能在一个前面发生的压力事件(Druckereignis)之后在冲刷操作中产生，在重新转换为第二次的正常操作之前。因为在第二次正常操作中可能保持一个比前面的第一次正常操作明显小的CO2-值，使预定的空气质量值保持在公差范围上下，相应地下降。在使用按照本发明方法的优选方案时如果预定的空气质量值发生变化，可以因此保持特别窄的公差范围，并且因此达到特别高的能量节省。这种变化的发生最好与车辆在已知的线路上的位置有关，也就是与压力事件的开始时间和持续时间有关。在此最好通过外部列车影响的信号进行控制。
用于测定空气质量值的仪器能够原则上用不同的方式采集空气质重值。这些装置优选被安装在车辆内部空间或一个几乎是处在相同的空气质量的空间内，并且采集代表空气质量的测量参数，例如CO2-含量或其他的代表空气质量的测量参数。
通过使用相应的传感器持续地监测在车辆内部相应的发出气味和令人厌恶的物质的当前浓度的参考值，这使得能够计量对应占用率和压力事件频率所需要的新鲜空气量。使用其它的不、或者不仅监测CO2-浓度，而且也监测实际干扰气体的浓度的传感器也是可能的。
在一个按照本发明的方法的优选方案中规定，在作为外面压力事件结果的压力保护的情况下进行压力保护操作，在这种压力保护操作中新鲜空气的份额基本等于零。在这样的压力保护情况下通常所谓的压力保护阀开启起作用，压力保护阀使车辆不仅在新鲜空气侧，而且在离开空气侧都与周围环境隔绝。然后在压力保护的情况结束之后和切换到正常操作之前进行一次冲刷操作，在冲刷操作中新鲜空气份额被保持在与正常操作中的新鲜空气份额相等或比正常操作中的新鲜空气份额大。在这里冲刷操作也有利地符合需要进行，也就是只在实际上用相应提高的新鲜空气份额冲洗，如果由于高的占用率只用此能够足够快地改善空气质量。
为了控制在冲刷操作中新鲜空气的份额和循环空气的份额，在为了评估车辆内部的占用率的第一步骤中最好测定在压力保护操作时代表空气质量值变化的变化值。然后把空气质量值在压力保护操作的末尾与一个预定的第一极限制进行第一次比较。最后在第二步骤中根据变化值和第一次比较确定冲刷操作时的新鲜空气份额。
在按照本发明的方法的有利方案中在第二步骤中根据变化值和第一次比较确定冲刷操作的开始时间。在压力保护操作中变化越强烈，冲刷操作最好越早地开始。可以选择地或附加地确定冲洗的持续时间。在压力保护操作中变化越强烈，最好冲刷操作越长。也可以选择地或附加地确定冲刷操作的强度。在压力保护操作中变化越强烈，最好冲刷操作越强烈，也就是说，例如用越大的空气流进行冲洗。用所有这些方案就能以有利的方式进行简单的和尤其符合需要的冲洗。
在本发明的优选实施例中使用代表车辆内部空间的CO2-浓度的值作为空气质量值。这样可以例如用相应的传感器直接测量CO2-浓度。附加地或选择地也可以使用代表其他的化学或生物测量数值的值。在这里也可以例如测量对空气质量有影响的某种在空气中的化学物质的浓度，例如某种有害病菌的病菌数目等。
显然，也可以监控附加的自然的其它空气质量值，并且在调节新鲜空气份额时加以考虑。例如可以采集空气湿度。原则上可以单独地或组合地采集所有的数值，由这些数值例如借助所谓的舒适性公式，能够得出对空气的质量以及空气质量对旅客影响的推断。
在按照本发明方法的有利方案中规定，在没有压力事件的正常操作时和附加地或选择地在短时间的压力事件之后的第一冲刷操作时通过离开空气-鼓风装置离开的空气被引导到车辆的周围环境中，同时离开空气-鼓风装置通过第一空气流从车辆内部空间排气。与此相比，在一个足够长的压力事件之后的第二冲刷操作时离开空气-鼓风装置通过比第一空气流提高的第二空气流排气，以便与第一冲刷操作相比以有利的方式达到使车辆内的空气质量值加速地适应一个预定的空气质量值。这种运行方式最好一直保持到空气质量值达到一个预定值，或一个新的压力事件出现为止。
在有利的方案中能够进一步节省能量，在这个方案中离开空气-鼓风装置在出现压力事件时被关掉，使它不必对着一个原本关闭的压力保护阀送风。
各个操作模式之间的切换可以根据某些通过相应的传感器采集的数值，例如列车周围环境的压力进行。在按照本发明的方法的优选方案中也可以规定，运行方式之间的切换，特别是切换到压力保护操作以及附加地或选择地切换到在其中新鲜空气的份额与没有压力事件的正常操作的新鲜空气份额相比保持相同或较大的冲刷操作，由外部影响列车的信号激发。例如可以这样规定，压力保护的情况或冲刷操作不通过实际采集到的压力升高到一个超压或压力降低到一个正常压力引起，而是通过达到某个预期有这种变化的路程段引起。例如这可以是在到达一个隧道的起点或终点时或类似的情况。
本发明还涉及用于调节快速行驶的车辆、特别是有轨车辆的空气的装置，包括一个把风送进车辆内部空间的送风装置，该送风装置包括一个把新鲜空气从车辆周围送进车辆内部空间的新鲜空气送风装置；一个把循环空气从车辆内部空间回送到车辆内部空间的循环空气回送装置；以及至少一个处理送风的空气处理装置，还由有一个与之相连的用于控制新鲜空气份额与循环空气份额之间比例关系的控制装置，该控制装置设计用于把车辆内部空间的空气质量值保持在至少一个预定的界限。控制装置包括用于查明至少一个在车辆内部空间内的空气质量值的按照本发明的装置。此外，为了使新鲜空气份额最小化控制装置这样设计，至少在没有压力事件的正常操作中空气质量值根据车辆内部空间的占用率基本上被保持在一个预定的公差范围内。
用这个按照本发明的装置能以同样的方式得到上面所述的与按照本发明的方法有关的优点，这里仅仅就上述的设计而言。
最好这里也规定，控制装置被设计为使新鲜空气的份额根据车辆内部空间的占用率最小化，并且基本上保持在空气质量值的一个预定的窄的公差范围内。空气质量值的公差范围又优选基本上最高为一个预定的空气质量值的20％，更好的是最高为10％。
为了评估车辆内部空间的占用率，控制装置被设计为优选用于查明在压力保护操作时代表空气质量值变化的变化值。然后它被继续设计成用于把压力保护操作的末尾在第一次比较中的空气质量值与预定的第一极限制进行比较，以及用于接着确定在压力保护操作之后的冲刷操作过程中被调节的新鲜空气份额，在此新鲜空气份额根据变化值和第一次比较确定。
优选控制装置被设计成用于根据变化值和第一次比较确定冲刷操作的开始时刻和/或冲刷操作的持续时间和/或冲刷操作的强度。
在按照本发明的装置的有利方案中，用于测定空气质量值的仪器包括一个相应的用于代表车辆内部空间中的CO2-浓度的测量值的传感器在最简单的情况下可能涉及一个CO2-传感器。如上面为按照本发明的方法设计的、也可以通过相应的传感器采集任意的其它的测量值。
为了迅速和符合要求地把空气质量值调节到一个预定值最好规定，设有一个通过控制装置控制的用于把离开空气排到车辆的周围环境的离开空气-鼓风装置，该离开空气-鼓风装置在没有压力事件的正常操作时和/或在一个短暂的压力事件之后的第一冲刷操作时由车辆内部空间输出一个第一空气流，并且在一个足够长的压力事件之后的第二冲刷操作时为了与第一冲刷相比加速地把空气质量值调节到预定的空气质量值输出一个比第一空气流提高的第二空气流。这种运行方式最好一直保持到空气质量值达到预定值，或一个新的压力发生出现时为止。
为了得到提高的第二空气流，可以不同地设计。离开空气-鼓风装置可以包括多个风机，其中的一个或多个用于提高空气流然后接通。也可以相应地放大流通横断面。在有利的、由于简单的设计方案中规定，离开空气-鼓风装置(Fortluft-lueftereinrichtung)包括至少一个被设计成至少能进行两级转数调节的离开空气-风机，以便能够通过较高的转数提高空气流。
在一个特别节省能量的方案中规定，控制装置被设计成用于在压力事件出现时关掉离开空气-风机。
在按照本发明装置的优选实施形式中控制装置被设计成在运行方式之间进行切换，特别是切换到压力保护操作和附加地或选择地切换到冲刷操作，在冲刷操作时新鲜空气的份额与没有压力事件的正常操作相比保持相同或较高，该切换由外部的影响列车的信号激发。
输入的空气和循环空气之间的比例可以用任何方式调节。例如可以设有用于新鲜空气和循环空气的分开的能相应变化的鼓风装置。在优选的、能特别简单地实现的，并且对于待输送的空气量也能简单地调节的按照本发明的装置方案中也规定，送风装置具有通过控制装置控制的用于调节送风的新鲜空气份额和循环空气份额之间的比值的装置。为此最好设计一个能调节的、并且最好能连续调节的、在循环空气回送装置区域内的循环空气节流板(Umluft-Blenden)。
如果送风装置具有一个输送新鲜空气和循环空气的第一送风-风机，使稳定不变的通过这个风机输送的空气流只用于调节新鲜空气和循环空气之间的比值，这一点就能特别简单地实现。
压力状况，特别是在车辆内部空间压力事件的出现，不必通过相应的传感器直接获取。如上所述通过外部的影响列车的信号获取可能就足够了。然而用于感知和考虑压力事件的控制装置最好具有至少一个用于感知车辆内部空间的压力状况的压力传感器，因为能由此以有利的方式根据实际的状况进行控制。该传感器优选设置在车辆内部空间中。当然也可以设有多个压力传感器。这样可以例如在由具有独立的压力保护装置的车厢组成的列车的长度上布置多个压力传感器，通过这些压力传感器压力保护装置单独地和/或成组地起作用，以便保证-例如在隧道行驶时-压力保护操作只保持绝对必要长的时间。在这个关系中可以发现，“车辆内部空间”的概念在本发明的意义上应当是指通过相应的装置照料的区域。它可以延伸到整个列车，不过也可以延伸到单个车厢和/或车厢组。
在按照本发明方法的有利方案中为了对迅速行驶的车辆进行压力保护和空气调节而吸进新鲜空气，并且通过形式为在车辆内部的空气处理器具的空气处理装置把等量的空气作为离开空气从车辆内部排出。同时通过用于测定压力的装置和用于测定空气质量的装置进行控制。通过空气处理器具只调节根据在车辆内部占用率必需的新鲜空气。
用于对迅速行驶的车辆进行压力保护和空气调节的按照本发明装置的一个优选方案由新鲜空气侧和离开空气侧的多个部件组成。新鲜空气侧包括一个第一风机和一个第一压力保护阀的组合。离开空气侧包括一个至少能进行两级转数调节的第二风机和一个第二压力保护阀的组合。这种装置还含有用于调节新鲜空气/循环空气的混合比的装置和用于调节新鲜空气和循环空气的装置。为了控制这种装置它包括一个压力传感器和/或处理外部的影响列车的信号的可能性以及用于测量车辆内部空气质量的仪器。
特别是通过使用一个CO2-传感器持续监控作为在车辆内部存在的发出气味的物质和令人厌恶的物质的浓度的参考值的CO2-含量，这便得能够对应占用率和对应压力事件的频率计量必需的新鲜空气量。使用不检测或不只检测CO2-浓度，而是检测实际干扰气体浓度的其它传感器也是可以考虑的。
这种***和其他按照本发明的***与使用具有非常陡峭的特性曲线的高压风机(如在EP0751054A1中描述的)以及这种高压风机和压力保护阀(如在DE4432277A1中描述的)的组合以及由能快速调节转数的风机和专门的节流阀(例如在DE19649664C2中描述的)的组合的至今已知的***相比，所有这些装置目的是，仅仅与占用率无关地输送一个几乎不变的新鲜空气量，其优点包括由因为取消高压风机的能量消耗的降低和一方面避免了一般地说与这种风机的运行联系的噪声发射以及另一方面因为符合需要地冷却和加热能量消耗的下降的组合。
与至今已知的具有多个在新鲜空气侧的压力保护阀和多个在离开空气侧的离开空气风机(Fortluefter)(如在DE19755097C1中描述的)的***相比，这个***和其他按照本发明的***的优点在于，使需要的部件数量最少，并且由于符合需要地冷却和加热降低了能量消耗。
附图说明
本发明的其它有利构造由从属权利要求以及对与附图有关的优选实施例的以下描述得出。附图中：
图1用于实施按照本发明方法的第一个优选方案的按照本发明装置的一个优选方案的示意图；
图2在实施按图1的方法时空气质量值随时间的变化曲线；
图3在实施按照本发明方法的第二个优选方案时空气质量值随时间的变化曲线。
具体实施方式
按照本发明装置的用于对快速行驶时的有轨车辆进行压力保护和空气调节的优选实施例按照图1由新鲜空气侧和离开空气侧的多个部件组成。
在新鲜空气侧这种装置包括用于把送风引进车辆内部空间8的送风装置10。送风装置10以组合的方式包括一个以一恒定转数的第一风机2和一第一压力保护阀1形式的新鲜空气送风装置，一个以能连续调节的循环空气节流板5形式的循环空气回送装置，通过该循环空气节流板5循环空气借助第一凤机2从车辆内部空间8被送回车辆内部空间8，还包括一个以一个或多个热交换器7形式的空气处理装置。
在离开空气侧这种装置包括一个离开空气-装置11的组合，该装置包括一个以至少能进行两级转数调节的第二风机3形式的离开空气-风机的离开空气-鼓风装置和一个第二压力保护阀4。
关于其送风特性曲线的斜率对风机2、3没有特别的要求，可以是任何风机，例如轴向的或径向的构造形式都可以考虑。
通过与风机2、3、压力保护阀1、4和循环空气节流板5的调节装置1.1、4.1和5.1以及热交换器7连接的控制装置12的控制器12.1对装置进行控制。
为了控制这套装置还设有一个压力传感器12.2和对外部的影响列车的信号进行处理的可能性，信号通过信号线13到达控制装置。显而易见，压力传感器或通过外部影响列车的信号的控制在其它的方案中也可以单独存在。压力传感器也可以被安装在任意其它位置，例如安装在压力保护阀1的调节装置1.1中，压力保护阀4的调节装置4.1中或车辆内部空间中。
为了控制这套装置在车辆内部空间8内还安装有与控制器12.1连接的用于采集空气质量值的形式为CO2-传感器6的仪器。当然也可以选用不是监控或不只是监控CO2-浓度，而是监控其它化学或生物物质的浓度，例如监控实际干扰气体的浓度的其它传感器。
新鲜空气和循环空气通过组合的空调装置和压力保护装置的热交换器7被调节。
对组合的空调装置和压力保护装置的各种运行方式在下面借助图1和图2进行说明，图2示意地画出了对于一个确定的行驶距离段在使用图1的装置实施按照本发明的方法时，空气质量值即CO2-浓度随时间的变化曲线：
在没有压力事件的操作时第一压力保护阀1和第二压力保护阀4都被打开。第一风机2从周围输送新鲜空气和从车辆内部输送循环空气。第二风机3以低的风机档输送排出的空气。根据在车辆内部存在的通过CO2-传感器6或一个其它的传感器持续采集的CO2-浓度或重要有害物质的实际存在浓度，调节循环空气节流板5，因而调节新鲜空气/循环空气的混合比。
根据持续地采集在车辆内部存在的CO2-浓度和在车辆内部空间8的实际占用率这样对循环空气节流板5进行控制，使在时刻T1之前的一个第一正常操作中的CO2-值位于一个第一预定的CO2-值LQ1上下狭窄的公差范围14内。这个公差范围大约是第一预定的CO2-值LQ1的10％，并且相对第一预定的CO2-值LQ1对称分布，也就是说对LQ1的偏差是LQ1的5％。从而保证，通过空调设备的热交换器7只调节根据在车辆内部8的占用率所需的新鲜空气。
在时刻T1压力事件开始。在压力事件时操作的特征是，在由压力传感器记录的压力事件出现时，第一压力保护阀1和第二压力保护阀4被关闭，而循环空气节流板5被开到最大。第一风机2不变地运行并从车辆内部8输送100％的循环空气。第二风机3被控制装置关断，因而不运行。
直接在时刻T2结束的压力事件之后，在第一冲刷操作中第一压力保护阀1和第二压力保护阀4被打开，而循环空气节流板5对应在车辆内部8通过CO2-传感器6采集到的CO2-浓度被打开，使得能输送高于第一正常操作中的新鲜空气份额。第一风机2不变地运行，并且从周围环境输送新鲜空气和从车辆内部输送循环空气。第二风机3以低的风机档输送一第一空气流到排出空气中。在时刻T3又被切换到第一正常操作，在第一正常操作中然后又进行使新鲜空气最小的控制以保持在公差范围14内。
在压力事件继续发生之后或在一个在T4开始和在T5结束的长的压力事件之后，控制装置或CO2-传感器6或另一个传感器识别在车辆内部8内CO2-浓度或重要有害物质的实际存在的浓度超过了正常值LQN。在这种情况下在时刻T5在第二冲洗中第一压力保护阀1和第二压力保护阀4被打开，而循环空气节流板5被完全关闭。第一风机2未加改变地运行，并且输出100％的新鲜空气。通过第二风机3以较高的风机档输送一个与第一空气流相比提高的第二空气流到排出空气，支持通风地降低在车辆内部8内的CO2-浓度或重要有害物质的实际存在浓度。这种运行方式被保持到时刻T6，在时刻T6通过CO2-传感器6或其他传感器采集到的在车辆内部8内的CO2-浓度或重要有害物质的实际充斥浓度的正常值LQN足够远地低或一直到一个新的压力事件出现。
然后在时刻6被切换到第一正常操作，为保持公差范围14重新进行使新鲜空气最小化的控制。
在时刻T7和T10之间重新进行在上边已经对间隔T1至T4所描述的运行。
在时刻T10重新开始一个在T11结束的比较短的压力事件。从距离分布和位置以及车辆的速度已知，在时刻T13开始一个非常长的压力事件。因此通过外部的影响列车的相应信号控制装置受影响地接通上述的第二冲刷操作，第二冲刷操作延续到时刻T12。在此通过与评估的车辆实际占用率对应地选择的第二冲洗操作的持续时间把CO2-浓度降低到低于LQ1的一个值LQ2。由此保证在下面的T11和T13之间的长的压力事件中不超过CO2-浓度的上限LQmax。
在时刻T12被切换到第二正常操作，在第二正常操作中如在上面对第一正常操作描述的一样，控制新鲜空气-循环空气-比，使它保持在第二公差范围15内。同时第二公差范围15的跨度与第一容许方位的跨度相当。第二正常操作与第一正常操作的区别在于，公差范围15被保持在一个降低了的值LQ2的上下。在第二正常操作中也进行控制使新鲜空气最少以保持公差范围15。
最后在时刻T14又被切换到第二冲刷操作，使CO2-浓度迅速降低到LQ1值。然后在时刻T15重新被切换到第一正常操作。
显而易见，在按照本发明方法的其它方案中对新鲜空气份额和循环空气份额的控制，特别是在冲刷操作中，也可以这样进行，在控制装置中在评估车辆内部空间内占用率的第一步骤测定在压力保护操作过程中代表空气质量值变化的变化值。这样可以例如按照下面的公式求出在时刻Tn和Tn+1之间的压力保护操作中空气质量值对时间的变化量dLQ：
dLQ＝ΔLQ/T＝[LQ(Tn-1)-LQ(Tn)]/(Tn+1-Tn)
其中LQ(Tn)是时刻Tn的空气质量值，而LQ(Tn+1)是时刻Tn+1的空气质量值。然后由这个变化值dLQ可以根据经验值评估在车辆内部空间中的实际占用率。
然后把在时刻Tn+1压力保护操作结束时的空气质量值在压力保护结束时的第一次比较中与一个预定的第一极限制比较。在第二步骤中根据变化值dLQ和第一次比较依据车辆内部空间的实际占用率确定冲刷操作时的新鲜空气份额。
在第二步骤中可以根据变化值和第一次比较来确定冲刷操作的开始时刻和/或冲刷操作的持续时间和/或冲刷操作的强度。在此首先要考虑车辆在已知的行驶路段上的位置，也就是说，例如如果即将发生一个长的压力事件或多个相应较短的连续发生的压力事件，就长时间地和/或强烈地冲洗，以防止CO2-浓度超过允许值。
由变化值dLQ可以如上述的那样根据经验值评估车辆内部空间的实际占用率。此外对实际占用率的评估在本发明的其它方案中也可以用于控制正常操作中的新鲜空气-循环空气-比。为了得到这个评估，可以在一个确定的持续时间内以固定的新鲜空气-循环空气-比送风，并且对空气质量值的变化进行相应的分析。为此需要的话也可以短时间地模拟压力保护操作，也就是在没有外部的压力事件时以100％的循环空气份额送风。
图3示意地示出在图2中的某个行驶路程段上，在实施用图1的装置按照本发明方法的另外一个优选方案时空气质量值，也就是CO2-浓度，随时间的变化曲线LQ(t)。
空气质量值的变化曲线LQ(t)和对装置组成部分的控制直到时刻T11和在时刻T13和T15之间都与图2中描绘的变化曲线及控制相当，这样在这个位置就只涉及到上述的实施方案。在这里应该只描述与图2的方案的区别。
一个区别在于，在无压力事件的正常操作中通过控制装置持续进行对使新鲜空气最小化的控制，该控制装置用于保持围绕一个预定的空气质量值LQ3的公差范围16。空气质量值LQ3在此相当于图2中的空气质量值LQ1而公差范围16相当于图2中的公差范围14。
在时刻T10开始一个比较短的压力事件，这个压力事件在T11结束。由路程曲线和位置以及车辆的速度已知，在时刻T13开始一个非常长的压力事件。通过外部的影响列车的相应信号控制装置受影响地首先在T16变换到上述的新鲜空气最少的正常操作。在时刻T16，也就是在时刻T13的压力事件之前，通过外部影响列车的相应信号受影响地被切换到第二冲刷操作，第二冲刷操作持续到时刻T13。同时通过对应对车辆实际占用率的评估选择的第二冲刷操作的持续时间把CO2-浓度降低到LQ3之下的一个值LQ4。其作用是，保证在后续的在T13和T14之间的长的压力事件中不超过CO2-浓度的上极限值LQmax。
最后在时刻T14又被切换到第二冲刷操作，以便使CO2-浓度迅速降到值LQ3。然后在时刻T15又被切换到正常操作。
在上文中借助只是在正常操作中使空气质量值保持在预定的窄的公差范围内的例子对本发明进行了说明。然而显而易见的是，在本发明的其它方案中依据占用率和公差范围的选择在冲刷操作时也可以被保持在相应的公差范围内。
                  附图标记清单
1    第一压力保护阀           7     热交换器
1.1  调节装置                 8     车辆内部空间
2    第一风机                 10    送风装置
3    第二风机                 11    离开空气装置
4    第二压力保护阀           12    控制装置
4.1  调节装置                 12.1  控制器
5    循环空气节流板           13    信号线
5.1  调节装置                 14-16 公差范围
6    CO2-传感器

Claims (27)

1.用于调节迅速行驶的车辆的空气的方法，在这种方法中，为了保持在车辆内部空间(8)内的至少一个空气质量值的至少一个预定的界限，从车辆周围吸进新鲜空气，并且把经过至少一个空气处理装置(7)处理过的送风引进车辆内部空间(8)，该送风包括一新鲜空气份额和/或一由车辆内部空间(8)回送的循环空气的循环空气份额，其特征在于，通过用于测定空气质量值的仪器(6)进行控制，在此新鲜空气份额根据在车辆内部空间(8)内的占用率这样保持为最小，即至少在一个没有压力事件的正常操作中，空气质量值保持在预定的公差范围内。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，根据在车辆内部空间(8)内的占用率这样把新鲜空气的份额保持为最小，即，把空气质量保持在一个预定的窄的公差范围内，在此空气质量值的公差范围最高为一预定的空气质量值的20％。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，空气质量值的公差范围最高为一预定的空气质量值的10％。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，一个可变的空气质量值的公差范围被保持，在此根据在一个已知的路程分布上车辆的位置改变空气质量值。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-在压力保护的情况下由于外部的压力事件而进行压力保护操作，在这种操作中新鲜空气的份额基本等于零，
-在压力保护的情况结束之后和切换到正常操作之前进行冲刷操作，在冲刷操作期间新鲜空气的份额与正常操作中的新鲜空气份额相比保持相等或较大。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，为了在第一步骤中控制在冲刷操作中的新鲜空气份额和循环空气份额，
-为了评估在车辆内部空间内的占用率，测定在压力保护操作期间代表空气质量值变化的变化值，以及
-在压力保护操作末尾的第一次比较中，把空气质量值与一个预定的第一极限值进行比较，
并且在第二步骤中根据变化值和第一次比较确定冲刷操作期间的新鲜空气份额。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在第二步骤中根据变化值和第一次比较确定冲刷操作的开始时刻和/或冲刷操作的持续时间和/或冲刷操作的强度。
8.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用一个代表在车辆内部空间(8)内的CO2浓度的值和/或一个代表其他化学的或生物的测量值的值作为空气质量值。
9.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
-在一个没有压力事件的正常操作时和/或在一个在短暂的压力事件之后的第一冲刷操作时，通过一个离开空气-送风装置把离开空气引到车辆的周围环境中，在此所述离开空气-送风装置通过一个第一空气流把排出的空气从车辆内部空间送出，以及
-所述离开空气-送风装置在一个在足够长的压力事件之后的第二冲刷操作时，为了与第一冲刷相比在车辆内部空间(8)的空气质量值加速地适合一个预定的空气质量值，通过一个与第一空气流相比提高的第二空气流来输送排出的空气，在此这种运行方式被保持到空气质量值达到一个预定值，或到一个新的压力事件出现为止。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，所述离开空气-送风装置在压力事件出现时被关掉。
11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，运行方式之间的切换通过一个外部对列车进行影响的信号被激发。
12.按照权利要求11所述的装置，其特征在于，所述切换是指切换到压力保护操作和/或一个冲刷操作，在冲刷操作中，新鲜空气份额与没有压力事件的正常操作中的新鲜空气份额相比保持为相等或较大的。
13.用于调节快速行驶的车辆的空气的装置，该装置用于实施按照上述权利要求之一项所述的方法，该调节空气的装置具有一个用于把送风引入车辆内部空间(8)的送风装置(10)，该送风装置(10)具有一个用于把新鲜空气从车辆的周围输送进车辆内部空间(8)的新鲜空气输送装置(1，2)、一个把循环空气从车辆内部空间(8)回送到车辆内部空间(8)的循环空气回送装置(5)以及至少一个用于处理送风的空气处理装置(7)；所述用于调节空气的装置还具有一个与送风装置(10)连接的用于控制送风的新鲜空气份额和循环空气份额之间的比例的控制装置(12)，该控制装置(12)被设计成用于把车辆内部空间(8)内的空气质量值保持在至少一个预定的界限内，其特征在于，所述控制装置(12)具有用于检测车辆内部空间(8)中至少一个空气质量值的仪器(6)，并且被设计成根据车辆内部空间(8)的占用率至少在一个没有压力事件的正常操作中使新鲜空气的份额最小化以及把空气质量值保持在一个预定的公差范围之内。
14.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，控制装置(12)被设计成根据车辆内部空间(8)内的占用率使新鲜空气份额的份额最小化，并且把空气质量值保持在一个预定的窄的公差范围内，在此空气质量值的公差范围最高为一预定的空气质量值的20％。
15.按照权利要求14所述的装置，其特征在于，空气质量值的公差范围最高为一预定的空气质量值的10％。
16.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，控制装置(12)被设计成为了评估在车辆内部空间(8)内的占用率用于测定在压力保护操作中代表空气质量值变化的变化值，以及被设计成用于把在一个压力保护操作结束的第一次比较中的空气质量值与一个预定的第一极限值进行比较，并且被设计成根据变化值和第一次比较接着确定在压力保护操作之后的冲刷操作中的新鲜空气份额。
17.按照权利要求16所述的装置，其特征在于，控制装置(12)被设计成用于根据变化值和第一次比较来确定冲刷操作的开始时刻和/或冲刷操作的持续时间和/或冲刷操作的强度。
18.按照权利要求13至17之一所述的装置，其特征在于，用于测定空气质量值的仪器具有一个用于测量代表车辆内部空间(8)内的CO2浓度的测量值的传感器(6)。
19.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，设有一个通过控制装置(12)控制的用于把离开空气排到车辆的周围环境的离开空气-送风装置，它
-在没有压力事件的正常操作时和/或在一个短暂的压力事件之后的第一冲刷操作时从车辆内部空间(8)输送出一个第一空气流，以及
-在一个足够长的压力事件之后的第二冲刷操作时，为了与第一冲刷相比使车辆内部空间(8)内的空气质量值加速地适合一个预定的空气质量值，输送一个比第一空气流提高的第二空气流；在此这种运行方式被保持到空气质量值达到一个预定值，或到一个新的压力事件出现为止。
20.按照权利要求19所述的装置，其特征在于，所述离开空气-送风装置包括至少一个离开空气-风机(3)，该离开空气-风机(3)被设计成至少能两级调节转数。
21.按照权利要求19或20所述的装置，其特征在于，所述控制装置(12)被设计成在一个压力事件出现时用于关掉离开空气-风机(3)。
22.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，所述控制装置(12)被设计成用于在运行方式之间进行切换，这种切换通过外部的影响列车的信号激发。
23.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，所述送风装置(10)具有通过控制装置(12)控制的用于调节送风的新鲜空气份额和循环空气份额之间的比例的装置(5)，它是一个可调节的、在循环空气回送装置区域内的循环空气节流板(5)。
24.按照权利要求23所述的装置，其特征在于，用于调节送风的新鲜空气份额和循环空气份额之间的比例的装置(5)是能连续调节的。
25.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，所述送风装置(10)具有一个输送新鲜空气和循环空气的第一送风-风机(2)。
26.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，用于检测和考虑压力事件的控制装置(12)具有至少一个用于检测车辆内部空间(8)内的压力状况的压力传感器，它安装在车辆内部空间(8)内。
27.按照权利要求22所述的装置，其特征在于，所述切换是指切换到压力保护操作和/或一个冲刷操作，在冲刷操作中，新鲜空气份额与没有压力事件的正常操作中的新鲜空气份额相比保持为相等或较大的。
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