DE2310411C3 - Einrichtung zur Regelung der Temperatur in Fahrgasträumen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur in Fahrgasträumen vcn Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, irit zwei luftführenden Kanälen, von denen der eine einen zentral in seiner Temperatur durch eine Außenklimafühler geregelten Luftstrom als ständig vorhandenen Grundanteil und der zweite Kanal einen mittels Raumthermostaten den Fahrgasträumen getrennt zuteilbaren Warmluftstrom als ZusatzEinteil führt, wobei der den Fahrgasträumen über im Wandbereich und unter dem Abteilfenster angeordnete Auslässe zugeführte Grundanteil mit Hilfe des Außenklimafühlers steuerbar ist, der auch die auftretenden Außeneinflüsse (Sonnenbestrahlung, Fahrtwind u. a.) auf die Temperatur in den Fahrgasträumen erfaßt und die Temperatur des den Zusatzanteil liefernden Warmluftstromes unabhängig von der Innen- und Außentemperatur ist, und wobei eine Heiz und eine Kältebatterie für den Grundanteil und eine weitere, getrennt ein- und abschaltbare Heizbatterie für den Zusatzanteil vorgesehen sind.

Es ist erwiesen, daß die vorstehend genannte Einrichtung (OE-PS 2 44 382) für die Luftführung insbesondere im Bodenbereich insofern ungünstig ist, als es im Kiihlbetrieb der Klimaanlage unter ungünstigen Verhältnissen fallweise zur Ausbildung kühlerer Luftschichten in Bodennähe kommen kann, welche an der beabsichtigten Luftzirkulation in den einzelnen Abteilen nicht oder nur in unzureichendem Ausmaß teilnehmen. Solche Kaltluftseen werden aber von den Fahrgästen als unbehaglich empfunden.

Auch der unmittelbare Anschluß des Zusatzkanals an den Bereich unterhalb der Sitze unter Beibehaltung der übrigen Kanalöffnungen würde zu keinem brauchbaren Ergebnis führen, da nicht gewährleistet ist, daß das Temperaturgefälle von oben nach unten vollständig beseitigt wird

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe lugrunde, unter Wahrung der der eingangs genannten Einrichtung eigenen Vorteile mit Sicherheit zu vermeiden, daß Kaltluftseen im Bodenbereich entstehen.

Gemäß der Erfindung ist die gestellte Aufgabe bei

einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch

ίο gelöst worden, daß alle sich unter dem Niveau der Sitze

befindlichen Auslässe ausschließlich an den Zusatzkanal angeschlossen sind.

Da bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art nur dem Grundanteil eine Kältebatterie zugeordnet ist und Kaltluft daher und aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung nur über die über Sitzniveau angeordneten Auslässe in die Abteile gelangt, dem Zusatzanteil dagegen nur eine getrennt ein- und ausschaltbare Heizbatterie zugeordnet ist, so daß über die in Bodennähe angeordneten Auslässe für den Zusatzanteil, je nach den klimatischen Bedingungen entweder warme oder unbeheizte Luft in die Fahrgasträume gelangt, kann sich daher im Kühlbetrieb unter keinen Umständen eine Kaltluftzone in Bodennähe und unter den Sitzen ausbilden, so daß sich für die Fuhrgäste durch die verbesserte Klimatisierung ein noch höherer Komfort ergibt.

Im Heizoetrieb wirkt sich die erfindungsgemäße

Ausgestaltung der Klimaanlage dahingehend vorteilhaft

aus, daß stets eine ausreichend warme Fußbodenzone vorhanden ist. Da sowohl im Heiz- als auch im Kühlbetrieb die Temperatur des unter den Sitzen austretenden Zusatzanteiles über dor Temperatur des Grundanteiles liegt, stellt sich schon aus diesem Grund

in den Fahrgasträumen eine verstärkte Luftzirkulation ein, da die gegenüber dem Grundanteil wärmere Luft des Zusatzante^;les innerhalb des Raumes aufsteigt und sich sodann im Bereich unterhalb der Wagendecke mit dem vor dem Abteilfenster aufsteigenden, kühleren Luftstrom des Grundanteilcs vermischt.

Ais besonders günstig hat es sich in weiterer Ausgestaltung nach der Erfindung erwiesen, die Auslässe für den Zusatzanteil in an sich bekannter Weise in Nähe der Wagenseitenwand an einer die beiden Kanäle überdeckenden Verschalung vorzusehen. Diese Anordnung zeichnet sich nicht nur durch ihre besondere bauliche Einfachheit aus, sondern sie gewährleistet darüber hinaus auch ein Einströmen der Zusatzluft im wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung, so daß dieser Luftstrom auch unter die von der Wagenseitenwand am weitesten entfernten Sitze gelangt. Weiterhin wird dadurch auch die Luftzirkulation in den Fahrgasträumen noch weiter verbessert.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Teil einer Zwcikanal-Klimaanlage,
Fig. 2 den Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1.
Fig. 3 den Schnitt nach der Linie lll-III in Fig. 1,
Fig.4 eine Einzelheit einer abgewandelten Ausführung der K Limaanlage nach Fig. 1 und

Fi g. 5 das Prinzipschaltbild für die Raumtemperaturregelung im Abteil der Klimaanlage nach der Erfindung. Durch eine steuerbare Umluftklappe 1 gelangt wahlweise Frischluft oder Umluft /u einem Gebläse 2, welches die Luf». durch einen Filter 3 in das eigentliche Klimaaggregal 4 fördert. Hinter dem Filter 3 teilt sich der Luftstrom in einen Grund- und einen Zusatzanteil.

Der Grundanteil strömt durch den Verdampfer 5 und anschließend durch den Lufterhitzer 6 und gelangt von dort in einen zu den Fahrgasträumen führenden Luftkanal 8. Der für den Zusatzantei! verbleibende Luftstrom wird durch einen oberhalb des Verdampfers 5 verlaufenden schmalen Kanal einem getrennt ein- und abschaltbaren Lufterhitzer 7 zugeführt unct gelangt sodann in einen zu den Fahrgasträumen führenden weiteren Luftkanal 9.

In jedem Abteil 10 befinden sich Auslässe für beide Luftkanäle 8 und 9. Den Auslaß für den Grundanteil bildet ein an den Luftkanal 8 angeschlossener, vertikaler Luftschacht 11, der an der Wagenseitenwand im Bereich unterhalb des Abteilfcnsters 12 angeordnet ist. Über diesen, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ständig offenen Luftschacht 11 gelangt die je nach den Außenverhältnissen im Verdampfer 5 gekühlte, bzw. im Lufterhitzer 6 erwärmte Luft im Aufwärtsstrom in das Abteil 10. Die Temperatur dieses Grundantciles ist mit Hilfe eines Außenthermosiaien so geregelt, dall der Wärme- bzw. Kühlbedarf der einzelnen Abteile 10 bei einer der Auslegung der Klimaanlage zugrundegelegten Besetzung der Fahrgasträume allein durch den Grundantcil gedeckt wird.

Die Auslässe 13 für den Zusat/.anteil befinden sich hingegen unter den querverlaufend angeordneten Sitzen 14. Sie sind über drchmagnctbetätigte Klappen 15 an den Luftkanal 9 für den Zusatzanteil angeschlossen. Die Steuerung der Klappen 15 erfolgt in bekannter Weise mittels nicht dargestellter Raumthermostate in Abhängigkeit von der Temperatur in jedem einzelnen Abteil 10. Die Auslässe 13 für den Zusatzanteil sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel an der vertikalen Vorderwand 16 einer die beiden Kanäle 8 und 9 überdeckenden Verschalung 17 vorgesehen, so daß das Ausströmen aus den Auslassen 13 im wesentlichen in Fuhrzeugquerrichtung erfolgt (vgl. F i g. 3).

Da im Kanal 9 für den Zusatzanteil nur ein Lufterhitzer 7, jedoch kein Källemittelvcrdampfer vorgesehen ist, liegt die Temperatur des Zusatzantciles nicht nur im Heizbetrieb, sondern auch im normalen ks.ühlbetrieb über der Temperatur des Grundanieiles. Ihr niedrigster Wert entspricht im Kühlbetrieb der Temperatur der Außenluft. Durch die vorgesehene Anordnung der Auslässe 13 wird sichergestellt, daß sich in Bodennähe niemals eir.e Kahluflzone ausbilden kjnn. die dem Wohlbefinden der Fahrgäste abtraglich wäre, und daß eine Luftzirkulation im Abteil entsteht, die eine gleichmäßige Verteilung und Mischung der über den Grundanteil und Zusatzanteil zuströmenden Luft bewirkt.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, befindet sich unter dem Luftschacht 11 ein Eintrittsspalt 18, über welchen Raumluft angesaugt und zusammen mit dem aufsteigenden Luftstrom des Grundanteiles erneut umgewälzt wird.

In der rechten Bildhälfte der Fig. 1 sind die Strömungsverhältnisse in den Abteilen 10, die sich sowohl im Heiz- als auch im Kiihlbctrieb einstellen, durch Pfeile a und b veranschaulicht. Die mit vollen Linien eingezeichneten Pfeile u bezeichnen den durch die Auslässe 13 eintretenden Zusatzluftstrom und die mit gestrichelten Linien angedeuteten Pfeile /'den über den Schacht 11 vor dem Fenster 12 aufsteigenden Luftstrom des Grundantciles. Der Zusat/luftstrom .), ^h<i welcher sich auch in Fahrzeugquerrichtung ausbreitet, gelangt in unmittelbare Nähe des Fahrzeugbodens, um von dort gegen die Fahrzeugdecke aufzusteigen. Der demgegenüber kühlere Luftstrom b steigt zwar durch den Gebläsedruck zunächst vor dem Fenster 12 aufwärts, sinkt dann aber im Bereich der Decke allmählich gegen den Boden hin ab, wobei er sich mit dem ZusatJuftstrom a innig vermischt.

In Sonderfällen, beispielsweise wenn ein abgestellter Wagen längere Zeit Marker Sonnenbestrahlung ausgesetzt war und in den Zugverband eingereiht werden soll, ist es wünschenswert, die Temperatur in den Fahrgasträumen möglichst rasch auf den vorgesehenen Wert zu senken. Zu diesem Zweck ist bei der Ausführung der Klimaanlage nach Fig.4 zwischen dem Kühlteil und dem Heizteil des Klimaagregates eine steuerbare Klappe 19 angebracht, welche in der mit gestrichelten Linien eingezeichneten Lage die über den Kältemittelverdampfer 5 geführte Kühlluft auf beiden Luftkanäle 8 und 9 verteilt. Da die Temperatur in den Fahrgasträumen infolge der Sonnenbestrahlung über der vorgesehenen Solltemperatur liegt, sind sämtliche Drehmagneiklappcn 15 geöffnet, so daß gekühlte Luft auch über die Auslässe 13 ins Wageninnere gelangt. Ist in sämtlichen Abteilen die Solltemperatur wieder erreicht, so kehrt auch die Klappe 19 in die mit vollen Linien eingezeichnete Normallage zurück.

In jedem Abteil 10 befinden sieh zwei Raumthermostatc 20 und 21, welche die Drehmagnete 22 für die den Zusatzanteil steuernden Klappen 15 und den Heizschüt/ 23 für den Lufterhitzer 7 des Zusatzanleiles steuern. \ Im bei hohen Außentemperaturen Kühlenergie zu sparen bzw. um die Kühlung in diesem Bereich wirkungsvoller /u gestalten, wird ab einer vorbestimmten Außentemperatur die Warmluftheizung so lange ausgeschaltet, als es die Regclverhälinisse in den Abteilen 10 zulassen. Der Luftkanal 9 wird daher nur mit Luft von Außentemperatur beaufschlagt. Der Schalt verlauf in dieser Rcgelphase ist nun folgender. Ist der Schaltpunkt aller Abteilthermostate 20 erreich; so daß alle Drehmagnetklappen 15 geschlossen sind, erhalt der I leizschüt/. 23 durch Abfall eines vorgeschalteten Steuerrelais 24 keine Spannung mehr, so daß der Lufterhitzer 7 ausgeschaltet wird. Falls in einem beliebigen Abteil 10 der Schaltpunkt des Thermostaten 20 unterschritten wird, fällt ein ihm zugeordnetes Therniostatenrclais 25 ab und der Drehmagnet 22 öffnet die in dem betreffenden Abteil befindliche Klappe 15 für den Zusat/.anteil. so daß ungeheizte Luft in das Abteil strömt. Dieser Vorgang kommt dadurch zustande, daß die Raumthermostate 21. deren Schaltpunkt gegenüber jenem der Raumthermostate 20 eine Differenz von z. B. 0,5 bis 1° C aufweist, noch geschlossen haben, wodurch ein Relais 26 über einen Außenfühler 27 Spannung erhält und die Spannung zum Heizschüt/ 23 unterbricht. List wenn in einem beliebigen Abteil 10 diesel-Thermostat 21 abfallt, wird der Lufterhitzer 7 für den Zusat/.anteil vom Heizschüt/. 23 wieder eingeschaltet.

Der beschriebene Vorgang bewirkt bei nicht allzu unterschiedlicher Besetzung den Wärmebcdarfsausgleich /wischen den einzelnen Abteilen durch Hinströmen von, wie bereits erwähnt, tingehei/icr, jedoch auch ungekühlter Zusatzluft. Die Raumthermostalc 21 sollen bei stärkerer Differenzierung in der Besetzung ein Unterkühlen weniger besetzter Abteile 10 durch neuerliches Zuschalten von Warmluft verhindern. Dies ist notwendig, da die unbeheizte Luft nicht in der Lage ist. die gesamte Besci/iingswärme zu kompensieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der Temperaiur in Fahrgasträumen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, mit zwei luftführenden Kanälen, von denen der eine einen zentral in seiner Temperatur durch einen Außenklimafühler geregelten Luftstrom als ständig vorhandenen Grundanteil und der zweite Kanal einen mittels Raumthermostaten den Fahrgasträumen getrennt zuteilbaren Warmluftstrom als Zusatzanteil führt, wobei der den Fahrgasträumen über im Wandbereich und unter dem Abteilfenster angeordnete Auslässe zugeführte Grundanteil mit Hilfe des Außenklimafühlers steuerbar ist, der auch die auftretenden Außeneinflüsse (Sonnenbestrahlung, Fahrtwind u. a.) -vuf die Temperatur in den Fahrgasträumen er/aßt und die Temperatur des den Zusatzanteil liefernden Warm-Iuftstromes unabhängig von der Innen- und Außentemperatur ist, und wobei eine Heiz- und eine Kältebatterie für den Grundanteil und eine weitere, getrennt ein- und abschaltbare Heizbatierie für den Zusatzanteil vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle sich unter dem Niveau der Sitze (14) befindlichen Auslässe (13) ausschließlich an den Zusatzkanal (9) angeschlossen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Auslässe (13) für den Zusatzanteil in an sich bekannter Weise in Nähe der Wagensei· tenwand an einer die beiden Kanäle (8 und 9) überdeckenden Verschalung(17) vorgesehen sind.