WO2010145954A1 - Schienenfahrzeug mit einer klimatisierungseinrichtung - Google Patents

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WO2010145954A1
WO2010145954A1 PCT/EP2010/057827 EP2010057827W WO2010145954A1 WO 2010145954 A1 WO2010145954 A1 WO 2010145954A1 EP 2010057827 W EP2010057827 W EP 2010057827W WO 2010145954 A1 WO2010145954 A1 WO 2010145954A1
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WO
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supply air
air conditioning
air flow
conditioning area
sensor
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Application number
PCT/EP2010/057827
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English (en)
French (fr)
Inventor
Werner HÖFLER
Original Assignee
Bombardier Transportation Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Bombardier Transportation Gmbh filed Critical Bombardier Transportation Gmbh
Publication of WO2010145954A1 publication Critical patent/WO2010145954A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0018—Air-conditioning means, i.e. combining at least two of the following ways of treating or supplying air, namely heating, cooling or ventilating

Definitions

  • the present invention relates to a rail vehicle with a car body having a passenger compartment, and a Klimathnes ⁇ in ⁇ chtung for air conditioning of the Passagierabteiis, the passenger compartment having a first air conditioning area and an adjacent second Khmatleiters Kunststoff, the first Kiimatmaschines Kunststoff supplied via a first supply air duct of the Klimatretesein ⁇ chtung with a first supply air and the second air conditioning area is supplied with a second supply air flow via a second supply air duct of the air conditioning device and the air conditioning device has a control device for controlling the heat output introduced into the passenger compartment via the first supply air flow and the second supply air flow. It further relates to a corresponding method for air conditioning a passenger compartment rail vehicle
  • roof climate modules for the air conditioning of rail vehicles, especially for high-speed traffic, frequently arranged in the roof area of the car body climate modules (so-called roof climate modules), in which the conditioning of the air is used for air conditioning (ie for cooling, ventilation or heating) of the passenger compartment to the climate module usually includes a channel system, via which the air is introduced into the passenger compartment
  • This channel system often includes a central running in the longitudinal direction of the car body cold air duct and these laterally flanking hot air ducts, such as the vehicle "ICE T" Deutsche Bahn AG
  • cooled air is introduced into the passenger compartment in the ceiling area of the car body via the cold air duct.
  • the hot air ducts each have a plurality of side ducts distributed in the longitudinal direction of the vehicle, which travel downwards from the roof area and in the area of the fens ter and / or the bottom of the passenger compartment in the passenger compartment mouth to supply there the warm air
  • the temperature and quantity control of the supply air to the passenger compartment is usually a function of a measurement of the air temperature at a certain point in the passenger compartment of the temperature of the circulating air or the temperature of the exhaust air and the outside temperature.
  • a problem with this type of air conditioning is that Depending on different influencing factors can result in very different temperature distributions in the passenger compartment a comparatively long-lasting unilateral solar radiation on a longitudinal side of the vehicle at the solar irradiation exposed side prevail a much higher room temperature than on the shadow side
  • heating continues unabated and the air conditioning area is on the sunny side an increase in temperature to an undesirably high level
  • the present invention is therefore based on the object to provide a rail vehicle or a method for air conditioning of a rail vehicle of the type mentioned above, which does not have the disadvantages mentioned above or at least to a lesser extent and in particular easily a need-based air conditioning of the passenger compartment of the rail vehicle allows
  • the present invention solves this problem starting from a rail vehicle according to the preamble of claim 1 by the features specified in the characterizing part of claim 1. It solves this problem further starting from a method for air conditioning of a rail vehicle according to the preamble of claim 10 by the characterizing part of claim 10 specified characteristics
  • the present invention is based on the technical teaching that it is possible to achieve a demand-based air conditioning of the passenger compartment of the rail vehicle in a simple manner if the (positive or negative) heat outputs supplied to the respective air-conditioning area via the respective supply air flow are adjusted independently of each other and in dependence on detected variables (ie thus controlled or regulated), from which conclusions can be drawn on a different heat distribution in the passenger compartment
  • the present invention therefore relates to a rail vehicle with a car body, which has a passenger compartment, and a
  • the first air conditioning area can be supplied with a first supply air flow via a first supply air duct of the air conditioning unit, while the second air conditioning area can be supplied via a second supply air duct of the first air conditioning area
  • the air-conditioning device has a control device for controlling the heat output introduced into the passenger compartment via the first supply air flow and the second supply air flow.
  • the air conditioning device furthermore has a first sensor device connectable to the control device and a second sensor device connectable to the control device, wherein the first sensor device detects a first control quantity representative of the temperature distribution in the first air conditioning area and / or a first control size influencing the temperature distribution in the first air conditioning area, while the second sensor device records a second representative of the temperature distribution in the second air conditioning area
  • the control device is designed to, depending on the first control variable and the second control variable, introduce a first heat output introduced into the first air-conditioning region via the first supply flow, deviating from one via the second control airflow and / or one second control flow influencing the temperature distribution in the second air conditioning region Adjusting the supply air flow in the second Kiimatmaschines Kunststoff introduced second heat output
  • the setting of the two heat outputs can be dependent on each other, for example, a predetermined air mass flow can be divided into two partial streams of different sizes to achieve the two different heat outputs for the two air conditioning areas.
  • a predetermined air mass flow can be divided into two partial streams of different sizes to achieve the two different heat outputs for the two air conditioning areas.
  • the setting of the two heat outputs from each other independently possible, so that a particularly flexible needs-based air conditioning of the two air conditioning areas is possible
  • a positive heat output introduced into the passenger compartment should designate a heating power, while a negative heat output introduced into the passenger compartment designates a cooling capacity
  • more than two different air conditioning areas can also be defined.
  • the first air conditioning area and the second air conditioning area are preferably arranged on different longitudinal sides of the car body because it often comes straight to the above-described, in the transverse direction of the vehicle uneven temperature distributions
  • the two air conditioning areas are climatically communicating areas of the passenger compartment
  • the arrangement of the Zu povertykanale in the car body can basically be done in any way So they can, for example, extend completely or partially in the bottom area and / or in the side wall portion of the car body
  • the first supply air duct and / or the second supply air duct is arranged in a roof area of the car body, as they are
  • the first supply air duct can have at least one first side duct opening into a floor area and / or a window area of the car body for supplying air to the passenger compartment, in order to provide an air intake in the passenger compartment to achieve a targeted and effective introduction of supply air favorable design
  • the second supply air duct which also at least one in one
  • Floor area and / or in a window portion of the car body mouth second side channel for air supply into the passenger compartment may have
  • control device is therefore designed to adjust the first heat output to adjust the size of the first supply air flow and / or the temperature of the first supply air flow as a function of the first control flow, while the control device is additionally or alternatively configured to to set the second heat output to adjust the size of the second supply air flow and / or the temperature of the second supply air flow in dependence on the second control size
  • the size of the respective supply air flow can be adjusted, for example, via a delivery device (eg, a fan, etc.) assigned to the respective supply air flow.
  • a delivery device eg, a fan, etc.
  • the control device is therefore preferably designed to set a free flow cross-section and / or to adjust the size of the first supply air flow and / or the second supply air flow
  • control device may be configured to set a mixing ratio of at least two air streams of different temperature for setting the temperature of the first supply air flow and / or the second supply air. This may also be done in a particularly simple manner via at least one controllable flap assigned to the supply air channel For example, a conditioned over a Konditioniereinncht conditioned (ie heated or cooled) air flow with a non-conditioned air flow (eg, a sucked from outside the vehicle fresh air stream or extracted from the passenger compartment recirculating air flow) are mixed in the appropriate ratio to a desired temperature achieve
  • the first or second control size is basically any large contemplated, which allow conclusions about the temperature or their temporal evolution in the respective air conditioning comparable for the place of detection of the first or second control size This can be chosen arbitrarily, provided he draws appropriate conclusions on the Preferably, the first sensor device comprises a first sensor for detecting a variable representative of an external heat input into the first air-conditioning area as the first control variable.
  • the heat output of the solar radiation acting on the first air-conditioning area can be detected and then be considered accordingly in the supply air supply for the first air conditioning area
  • the first sensor is preferably assigned to the first air conditioning area directly in space (ie arranged in or in the immediate vicinity of the first air conditioning area), so that a particularly simple and stable relationship exists between the measured values of the first sensor and the temperature or its temporal evolution in the first climate control area
  • the first sensor is arranged on an outer side of the car body, in particular in the roof area of the car body. This makes it possible to determine external influences (that is, for example, the external heat input into the first air conditioning area) in a particularly simple and reliable manner
  • the second sensor device preferably comprises a second sensor for detecting a variable representative of an external heat input into the second air conditioning area as a second control variable.
  • the second sensor is spatially assigned to the second air conditioning area.
  • the second sensor is preferably on an outer side the car body, especially in the roof area of the car body, arranged
  • the first sensor device comprises a third sensor for detecting a temperature
  • the second sensor device may also comprise a fourth sensor for detecting a variable representative of a temperature in the second air-conditioning area as a further second control variable.
  • vehicle-internal influences e.g. B uneven heat loads due to unevenly distributed occupancy of passengers
  • the present invention can be used in connection with any conventional configurations of the duct system of an air-conditioning device. It is preferably used in conjunction with an air-conditioning device which comprises a third supply air duct, which is arranged in a roof area of the car body and opens into the passenger compartment particularly favorable and effective Klimatretesszena ⁇ en realize that use the natural convection in particular when cooling and heating
  • the control device is designed to supply the third supply air duct only in the case of cooling the Passagierabteiis a third supply air
  • the present invention further relates to a method for air conditioning a rail vehicle with a car body having a passenger compartment with a first air conditioning area and an adjacent second air conditioning area, which are arranged in particular on different longitudinal sides of the car body.
  • the first air conditioning area via a first supply air duct supplied to the second air conditioning area via a second supply air duct, a second supply air flow, wherein the introduced via the first supply air flow and the second supply air flow in the passenger compartment heat output is controlled for the temperature distribution in the first air conditioning area representative first control size and / or
  • one for the temperature distribution in the second air-conditioning region influencing the temperature distribution in the second air-conditioning region is detected
  • a first heat output introduced into the first air conditioning area via the first supply air flow is deviated from a first supply air flow adjusted via the second supply air flow into the second air conditioning area introduced second heat output
  • Figure 1 is a schematic plan view of a part of a preferred embodiment of the inventive rail vehicle with the one oevorzugte
  • Embodiment of the inventive air conditioning method can be performed,
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of the rail vehicle from FIG. 1 (along the line H-N from FIG. 1),
  • FIGS. 3A to 3D show different switching states of the air-conditioning unit of FIG. 1
  • a vehicle coordinate system x, y, z is indicated in the figures, in which the x-Koord ⁇ nate the longitudinal direction of the rail vehicle 101, the y-Koord ⁇ nate the Quer ⁇ chtung of the rail vehicle 101 and the z-Koord ⁇ nate Hohennchtung the rail vehicle 101 denote
  • the vehicle 101 comprises a car body 102, which is truncated in the region of its two ends in each case on a (not shown) in the carriage body 102 is a Klimathnesem ⁇ chtung 103 arranged, the Konditionieinnchtung in the form of a climate module 103 1, which is arranged in the roof area of the car body 102 above the inner ceiling 104 1 of a passenger compartment 104 of the car body 102.
  • the passenger compartment 104 is a geometricalbteil that extends over a majority of the length of the car body 102 and equipped with a corresponding number of seats for passengers
  • the air outlet of the Klimamoduis 103 1 opens into a distribution box 103 2 of the Klimathneseinnchtung 103, in which the supplied from the air conditioning module 103 1 supply air flow 105 via a controllable first flap 103 3 and a controllable second flap 103 4 in a first supply air stream 105.1, a second supply air stream 105.2 and a third supply air stream 105.3 is divided.
  • the supply air streams 105.1 to 105.3 are thereby distributed to a conventional duct system of the air-conditioning device 103 with a first supply air duct 103.5, a second supply air duct 103.6 and a central third supply air duct 103.7 which is flanked laterally in the vehicle transverse direction (y direction) by the two supply air ducts 103.5 and 103.6 ,
  • the first flap 103.3 and the second flap 103.4 are each pivotable about a pivot axis and determine, depending on their angular position, the open flow cross-section to the respective supply air duct 103.5 to 103.6 and accordingly the size ratio of the supply air flows 105.1 to 105.3.
  • the supply air ducts 103.5 to 103.7 distribute the supply air in a known manner in the longitudinal direction of the vehicle 101 (x-direction), the two lateral supply air ducts 103.5 and 103.6 each having in the region of a window 106 of the car body 102 side channels 103.8.
  • the side channels 103.8 lead in the respective side wall of the car body 102 from the roof area in the height direction of the vehicle 101 (z-direction) down and over other branches 103.9 and 103.10 to air outlets in the region of the lower edge of the respective window 106 and just above the ground 104.2 of the passenger compartment 104 and open into the passenger compartment 104.
  • the central third supply air duct 103.7 also has air outlets, which open into the passenger compartment 104 in a known manner via the interior ceiling 104.1.
  • the passenger compartment 104 is divided into a first air conditioning area 104.3 and a second air conditioning area 104.4, which extend in the vehicle longitudinal direction via the two in longitudinal halves of the passenger compartment 104 and adjacent to each other in the vehicle transverse direction.
  • These two air-conditioning areas 104.3 and 104.4 are separately air conditioned according to the invention in the manner described below.
  • the air-conditioning device 103 has a control device 103.11 with a control module 103.12 via which, in addition to the control of the climate module 103.1, the first flap 103.3 and the second flap 103.4 are controlled.
  • a first sensor 103.13, a second sensor 103.14, a third sensor 103.15 and a fourth sensor 103.16 are provided which are each connected to the control module 103.12.
  • the first sensor 103.11 and the third sensor 103.13 belong to a first sensor device which is assigned to the first air conditioning area 104.3, while the second sensor 103 14 and the fourth sensor 103 16 belong to a first Sensorein ⁇ chtung, which is associated with the second air conditioning area 104 4
  • the first sensor 103 13 and the second sensor 103 14 are identically designed and arranged on the respective (imks or right) vehicle side respectively in the roof area in the region of the outer skin of the car body above one of the windows 106.
  • the first sensor and the For example, an arrangement in the region of a window spar between two windows of particular advantage, since it can be particularly easily detected by the concrete heat input through the window
  • the first sensor 103 13 detects, as a first control quantity S1-1, a quantity representative of an external heat input (for example, the heat output of the incident solar radiation) into the first air conditioning area 104 3, and thus conclusions about the temporal evolution and local distribution of the temperature in the first The same applies to the second sensor 103 14, which supplies a corresponding second control size S2-1, which is assigned to the second air-conditioning area 104 4
  • the third sensor 103 15 and the fourth sensor 103 16 are also designed identically and on the respective (left or right) vehicle side respectively in the region of the inner ceiling
  • the third sensor 103 15 detects, as a further first control variable S 1-2, a variable corresponding to the temperature in the first
  • the sensors 103 13 to 103 16 deliver their measured values to the control module 103 12, which actuates the climate module 103 1 as a function of the currently supplied values of the control variables S1-1, S1-2, S2-1 and S2-2 and thus Further, the control module 103 12 controls the two doors 103 3 and 103 4 independently of each other depending on the currently supplied values of the control signals S1-1, S1-2, S2-1 and S2-2 to the angle and in the manner described above, the large and the large ratio of the supply air currents 105 1 to
  • the information about the first supply air stream 105 1 introduced into the first air-conditioning region 104 3 is thus independently of one another Heat output P1 and set via the second supply air stream 105 2 introduced into the second air conditioning 104 104 second heat output P2
  • Figures 3A to 3D show for different situations, the respective pivot position of the two flaps 103 3 and 103 4, in which they controlled by the control module! 103 12 are moved
  • FIG. 3A shows the Kiappengnagnagnagna himself in a situation in which, for example, a non-uniform sunlight on the side of the first air conditioning 104 a higher (positive) heat transfer occurs than on the side of the second air conditioning 104 104
  • This situation is on the (im Average permanently) different values of the first control size S1-1 and S2-1 detected in the control module 103 12 and leads to the flap position shown
  • first supply air stream 105 1 is set, via the outlet of the branch channels 103 9 and 103 10 in the window
  • the second flap 1034 is set so that no second supply air flow 105 2 results, which could flow out via the outlets of the branch ducts 103 9 and 103 10 in the window or floor area of the first air conditioning area 104 3
  • FIG. 3B shows the flap position for the cooling case in a situation in which no uneven (positive) heat transfer takes place.
  • the flap position can then be selected such that only one central (cooling) third supply air 105 3 passes over the inner cover 104 1 flows out while on the first flap 103 3, the first supply air stream 105 1 and the second flap 103 4, the second supply air stream 105 2 are reduced to the value zero
  • FIG. 3C shows the flap position for the heating case in a situation in which a higher (positive) heat input takes place, for example, via uneven solar irradiation on the side of the first stoking area 104 3 than on the side of the second air conditioning area 104 3. permanently on average) different values of the first control variable S1-1 and S2-1 in the control module 103 12 detects and leads to the flap position shown
  • a (warming) first supply air stream 105 1 is set via the first flap 103 3, which flows out via the outlets of the branch channels 103 9 and 103 10 in the window or bottom area of the first air conditioning area 104 3
  • a second supply air flow 105 2 results which flows out via the outlets of the branch ducts 103 9 and 103 10 in the window or floor area of the first air conditioning area 104.
  • the flap position shown the second supply air 105 2 is significantly larger than the first supply air flow 105 1
  • third supply air is discharged 105 3 with heated supply air
  • flap for example, a shutter or the like , as indicated in Figures 3A to 3D by the dashed contour 109
  • such an additional flap 109 can also be used to respond to a recognized uneven internal heat input, for example due to an uneven occupancy of the vehicle with passengers and the resulting different temperature development in the air-conditioning areas 104 3 and 104 4
  • a recognized uneven internal heat input for example due to an uneven occupancy of the vehicle with passengers and the resulting different temperature development in the air-conditioning areas 104 3 and 104 4
  • Figure 3D shows the flap position for the Schufal! in a situation in which no uneven (positive or negative) heat entry into the air conditioning areas 104 3 and 104 4 takes place.
  • the flap position can then be selected so that only the central third supply air stream 105 3 is blocked via the inner ceiling 104 1, while over the first flap 103 3 of the first supply air stream 105 1 and the second flap 103 4 of the second Zuiuftstrom 105 2 are set to the same value
  • first supply air flow 105 1 and second supply air flow 105 2 could be set (as indicated in FIG. 3B by the dashed contour 108).
  • any other flaps or chokes, etc. can be used.
  • so-called shutter flaps, lens flaps etc can be used, which each set the free flow cross section to or in the associated flow channel

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schienenfahrzeug mit einem Wagenkasten (102), der ein Passagierabteil (104) aufweist, und einer Klimatisierungseinrichtung (103) zur Klimatisierung des Passagierabteils (104), wobei das Passagierabteil (104) einen ersten Klimatisierungsbereich (104.3) und einen benachbarten zweiten Klimatisierungsbereich (104.4) aufweist, der erste Klimatisierungsbereich (104.3) über einen ersten Zuluftkanal (103.5) der Klimatisierungseinrichtung mit einem ersten Zuluftstrom versorgbar ist und der zweite Klimatisierungsbereich (104.4) über einen zweiten Zuluftkanal (103.6) der Klimatisierungseinrichtung mit einem zweiten Zuluftstrom versorgbar ist und die Klimatisierungseinrichtung eine Steuereinrichtung (103.11) zur Steuerung der über den ersten Zuluftstrom und den zweiten Zuluftstrom in das Passagierabteil (104) eingebrachten Wärmeleistung aufweist. Die Klimatisierungseinrichtung (103) weist eine mit der Steuereinrichtung (103.11) verbindbare erste Sensoreinrichtung und eine mit der Steuereinrichtung verbindbare zweite Sensoreinrichtung auf.

Description

Schienenfahrzeug mit einer Klimatisierungseinπchtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Wagenkasten, der ein Passagierabteil aufweist, und einer Klimatisierungsβinπchtung zur Klimatisierung des Passagierabteiis, wobei das Passagierabteil einen ersten Klimatisierungsbereich und einen benachbarten zweiten Khmatisierungsbereich aufweist, der erste Kiimatisierungsbereich über einen ersten Zuluftkanal der Klimatisierungseinπchtung mit einem ersten Zuluftstrom versorgbar ist und der zweite Klimatisierungsbereich über einen zweiten Zuluftkanal der Klimatisierungseinrichtung mit einem zweiten Zuluftstrom versorgbar ist und die Klimatisierungsemrichtung eine Steuereinrichtung zur Steuerung der über den ersten Zuluftstrom und den zweiten Zuluftstrom in das Passagierabteil eingebrachten Wärmeleistung aufweist Sie betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren zum Klimatisieren eines Passagierabteiis eines Schienenfahrzeugs
Zur Klimatisierung von Schienenfahrzeugen, insbesondere für den Hochgeschwindigkeitsverkehr, werden häufig im Dachbereich des Wagenkastens angeordnete Klimamodule (so genannte Dachklimamodule), in denen die Konditionierung der Luft erfolgt, die zum Klimatisieren (also zum Kuhlen, Lüften oder Heizen) des Passagierraums verwendet wird An das Klimamodul schließt in der Regel ein Kanalsystem an, über welches die Luft in den Passagierraum eingebracht wird Dieses Kanalsystem umfasst häufig einen zentralen in Längsrichtung des Wagenkastens verlaufenden Kaltluftkanal sowie diesen seitlich flankierende Warmluftkanale, wie dies beispielsweise von dem Fahrzeug „ICE T" der Deutsche Bahn AG bekannt ist Über den Kaltluftkanal wird im Kuhlfall gekühlte Zuluft im Deckenbereich des Wagenkastens in den Passagierraum eingebracht Die Warmluftkanaie weisen jeweils mehrere in Längsrichtung des Fahrzeugs verteilte Seitenkanale auf, die vom Dachbereich aus nach unten fuhren und im Bereich der Fenster und/oder des Bodens des Passagierraums in den Passagierraum munden, um dort die Warmluft zuzuführen
Die Temperatur- und Mengensteuerung der Zuluft zum Passagierraum erfolgt in der Regel in Abhängigkeit von einer Messung der Lufttemperatur an einer bestimmten Stelle im Passagierraum der Temperatur der Umluft oder der Temperatur der Fortluft und der Außentemperatur Ein Problem bei dieser Art der Klimatisierung besteht dann, dass sich in Abhängigkeit von unterschiedlichen Einflussfaktoren stark unterschiedliche Temperaturverteilungen im Passagierraum ergeben können So kann beispielsweise durch eine vergleichsweise lang anhaltende einseitige Sonneneinstrahlung auf eine Längsseite des Fahrzeugs an der der Sonneneinstrahlung ausgesetzten Seite eine deutlich höhere Raumtemperatur vorherrschen als auf der Schattenseite Die bekannte Klimatisierung kann im Kuhlfall hierauf, sofern dieser einseitige Temperaturanstieg erfasst wird, zwar insofern reagieren, als dann eine erhöhte Kuhlleistung geliefert wird Für den auf der Schattenseite liegenden Klimatisierungsbereich hat dies allerdings zur Folge, dass die Temperatur dort möglicherweise auf einen unerwünscht niedrigen Wert sinkt Wird dieser einseitige Temperaturanstieg andererseits im Heizfall nicht erkannt, wird unvermindert weiter geheizt und es kommt in dem auf der Sonnenseite liegenden Klimatisierungsbereich zu einem Anstieg der Temperatur auf einen unerwünscht hohen Wert
Ahnliche unerwünschte Verschiebungen in der Temperaturverteilung können sich auch unter anderen Konstellationen ergeben, beispielsweise bei einer ungleichmäßigen Verteilung der Fahrgaste (und damit der Wärmeabgabe der Fahrgaste) im Passagierraum
Der vorliegenden Erfindung hegt daher dse Aufgabe zu Grunde, ein Schienenfahrzeug bzw ein Verfahren zur Klimatisierung eines Schienenfahrzeugs der eingangs genannten Art zur Verfugung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache Weise eine bedarfsgerechte Klimatisierung des Passagierraums des Schienenfahrzeugs ermöglicht
Die vorliegende Erfindung lost diese Aufgabe ausgehend von einem Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale Sie lost diese Aufgabe weiterhin ausgehend von einem Verfahren zur Klimatisierung eines Schienenfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 10 angegebenen Merkmale
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise eine bedarfsgerechte Klimatisierung des Passagierraums des Schienenfahrzeugs erzielen kann, wenn die dem jeweiligen Klimatisierungsbereich über den jeweiligen Zuiuftstrom zugefuhrten (positiven oder negativen) Wärmeleistungen voneinander unabhängig und in Abhängigkeit von erfassten Großen eingestellt (mithin also gesteuert oder geregelt) werden, aus denen sich Rückschlüsse auf eine unterschiedliche Warmeverteilung im Passagierraum ziehen lassen
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Schienenfahrzeug mit einem Wagenkasten, der ein Passagierabteil aufweist, und einer Klimatisierungseinπchtung zur Klimatisierung des Passagierabteiis, wobei das Passagierabteil einen ersten Klimatisierungsbereich und einen benachbarten zweiten Klimatisierungsbereich aufweist Der erste Klimatisierungsbereich ist über einen ersten Zuiuftkanal der Kiimatisierungseinπchtung mit einem ersten Zuluftstrom versorgbar, wahrend der zweite Klimatisierungsbereich über einen zweiten Zuluftkanal der
Kiimatisierungseinπchtung mit einem zweiten Zuluftstrom versorgbar ist Die Kiimatisierungseinπchtung weist eine Steuereinrichtung zur Steuerung der über den ersten Zuluftstrom und den zweiten Zuluftstrom in das Passagierabteil eingebrachten Wärmeleistung auf Die Klimatisierungseinπchtung weist weiterhin eine mit der Steuereinrichtung verbindbare erste Sensoremπchtung und eine mit der Steuereinrichtung verbindbare zweite Sensoreinrichtung auf, wobei die erste Sensoreinrichtung eine für die Temperaturverteilung in dem ersten Klimatisierungsbereich repräsentative erste Steuergroße und/oder eine die Temperaturverteilung in dem ersten Klimatisierungsbereich beeinflussende erste Steuergroße erfasst, wahrend die zweite Sensoremπchtung eine für die Temperaturverteilung in dem zweiten Klimatisierungsbereich repräsentative zweite
Steuergroße und/oder eine die Temperaturverteiiung in dem zweiten Klimatisierungsbereich beeinflussende zweite Steuergroße erfasst Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der ersten Steuergroße und der zweiten Steuergroße, eine über den ersten Zuiuftstrom in den ersten Klimatisierungsbereich eingebrachte erste Wärmeleistung abweichend von einer über den zweiten Zuluftstrom in den zweiten Kiimatisierungsbereich eingebrachten zweiten Wärmeleistung einzustellen Über eine geeignete Wahl der ersten und zweiten Steuergroßen lasst sich hiermit in einfacher Weise die gewünschte bedarfsgerechte Klimatisierung erzielen
Die Einstellung der beiden Wärmeleistungen kann dabei voneinander abhangig erfolgen So kann beispielsweise ein vorgegebener Luftmassenstrom lediglich in zwei Teilstrome unterschiedlicher Große aufgeteilt werden, um die beiden voneinander abweichenden Wärmeleistungen für die beiden Klimatisierungsbereiche zu erzielen Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist die Einstellung der beiden Wärmeleistungen jedoch voneinander unabhängig möglich, sodass eine besonders flexible bedarfsgerechte Klimatisierung der beiden Klimatisierungsbereiche möglich ist
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung eine in das Passagierabteil eingebrachte positive Wärmeleistung eine Heizleistung bezeichnen soll, wahrend eine in das Passagierabteil eingebrachte negative Wärmeleistung eine Kühlleistung bezeichnet Die beiden Klimatisierungsberesche können grundsätzlich beliebig im Passagierabteil verteilt bzw definiert sein So kann es sich beispielsweise um in Fahrzeuglangsπchtung aneinander angrenzende Klirnatisierungsbereiche handeln Ebenso können naturlich auch mehr als zwei unterschiedliche Klimatisierungsbereiche definiert sein Bevorzugt sind der erste Klimatisierungsbereich und der zweite Klimatisserungsbereich auf unterschiedlichen Längsseiten des Wagenkastens angeordnet, da es häufig gerade zu den eingangs beschriebenen, in Querrichtung des Fahrzeugs ungleichmäßigen Temperaturverteilungen kommt
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass es sich bei dem Passagierabteil im Sinne der vorliegenden Erfindung um einen Raum handein soll, der nicht durch Wandelemente oder dergleichen in weitere klimatisch voneinander trennbare Unterabteile oder dergleichen aufgeteilt ist Ein Beispiel für ein solches Passagierabteil ist unter anderem ein Großraumabteil eines Reisezugwagens Mithin handelt es sich also bei den beiden Klimatisierungsbereichen um klimatisch miteinander kommunizierende Bereiche des Passagierabteiis
Die Anordnung der Zuluftkanale im Wagenkasten kann grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen So können diese beispielsweise ganz oder teilweise im Bodenbereich und/oder im Seitenwandbereich des Wagenkastens verlaufen Bevorzugt ist der erste Zuluftkanal und/oder der zweite Zuluftkanal in einem Dachbereich des Wagenkastens angeordnet, da sie sich dort besonders einfach, insbesondere in Relation zu der Konditioniereinnchtung für die Zuluft, anordnen lassen Zusätzlich oder alternativ kann der erste Zuluftkanal wenigstens einen in einen Bodenbereich und/oder in einen Fensterbereich des Wagenkastens mundenden ersten Seitenkanal zur Luftzufuhr in den Passagierraum aufweisen, um eine im Hinblick auf eine gezielte und effektive Einleitung der Zuluft gunstige Gestaltung zu erzielen Gleiches gilt für den zweiten Zuluftkanal, der ebenfalls wenigstens einen in einen
Bodenbereich und/oder in einen Fensterbereich des Wagenkastens mundenden zweiten Seitenkanal zur Luftzufuhr in den Passagierraum aufweisen kann
Die gezielte und bedarfsgerechte separate Einstellung der (positiven oder negativen) Wärmezufuhr zu den beiden Kiimatisierungsbereichen kann auf beliebige geeignete Weise erfolgen Bevorzugt werden hierzu Große und/oder Temperatur des jeweiligen Zuluftstroms variiert Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist die Steuereinrichtung daher dazu ausgebildet, zur Einstellung der ersten Wärmeleistung die Große des ersten Zuluftstroms und/oder die Temperatur des ersten Zuiuftstroms in Abhängigkeit von der ersten Steuergroße einzustellen, wahrend die Steuereinrichtung zusätzlich oder alternativ dazu ausgebildet ist, zur Einstellung der zweiten Wärmeleistung die Große des zweiten Zuluftstroms und/oder die Temperatur des zweiten Zuluftstroms in Abhängigkeit von der zweiten Steuergroße einzustellen
Die Große des jeweiligen Zuluftstroms kann beispielsweise über eine dem jeweiligen Zuluftstrom zugeordnete Fördereinrichtung (z B einem Ventilator etc ) eingestellt werden Besonders einfache, klein bauende Gestaltungen ergeben sich jedoch, wenn lediglich (an jeweils einer oder mehreren Drosselstellen) der verfugbare Stromungsquerschnitt für den jeweiligen Zuluftstrom und/oder die Geschwindigkeit variiert wird Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung daher dazu ausgebildet, zur Einstellung der Große des ersten Zuluftstroms und/oder des zweiten Zuluftstroms einen freien Stromungsquerschnitt und/oder eine
Stromungsgeschwindigkeit in dem zugehörigen Zuluftkanal einzustellen Bei bevorzugten Varianten erfolgt dies über wenigstens eine dem Zuluftkanal zugeordnete steuerbare Klappe
Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, zur Einstellung der Temperatur des ersten Zuluftstroms und/oder des zweiten Zuiuftstroms ein Mischungsverhältnis von wenigstens zwei Luftstromen unterschiedlicher Temperatur einzustellen Auch dies geschieht bevorzugt in besonders einfacher Weise über wenigstens eine dem Zuluftkanal zugeordnete steuerbare Klappe So kann beispielsweise ein über eine Konditioniereinnchtung konditionierter (also z B erwärmter oder gekühlter) Luftstrom mit einem nicht konditionierten Luftstrom (z B einem von außerhalb des Fahrzeugs angesaugten Frischluftstrom oder einem aus dem Passagierraum abgesaugten Umluftstrom) in dem entsprechenden Verhältnis gemischt werden, um eine gewünschte Temperatur zu erzielen
Als erste bzw zweite Steuergroße kommen grundsätzlich beliebige Großen in Betracht, welche Rückschlüsse auf die Temperatur bzw deren zeitliche Entwicklung in dem jeweiligen Klimatisierungsbereich zulassen Vergleichbares gilt für den Ort der Erfassung der ersten bzw zweiten Steuergroße Dieser kann beliebig gewählt sein, sofern er entsprechende Rückschlüsse auf die Temperatur bzw deren zeitliche Entwicklung in dem jeweiligen Klimatisierungsbereich erlaubt Vorzugsweise umfasst die erste Sensoreinπchtung einen ersten Sensor zur Erfassung einer für einen externen Warmeeintrag in den ersten Klimatisierungsbereich repräsentativen Große als erste Steuergroße Hierüber kann beispielsweise die Wärmeleistung der auf den ersten Klimatisierungsbereich wirkenden Sonneneinstrahlung erfasst werden und dann entsprechend bei der Zuluftversorgung für den ersten Klimatisierungsbereich berücksichtigt werden Der erste Sensor ist dem ersten Klimatisierungsbereich bevorzugt unmittelbar räumlich zugeordnet (also im oder in unmittelbarer Nahe zu dem ersten Klimatisierungsbereich angeordnet), sodass eine besonders einfache und stabile Beziehung zwischen den Messwerten des ersten Sensors und der Temperatur bzw deren zeitlicher Entwicklung in dem ersten Klimatisserungsbereich besteht Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist der erste Sensor auf einer Außenseite des Wagenkastens, insbesondere im Dachbereich des Wagenkastens angeordnet Hiermit lassen sich externe Einflüsse (also beispielsweise der externe Warmeeintrag in den ersten Klimatisierungsbereich) auf besonders einfache und zuverlässige Weise ermitteln
Vergleichbares gilt für die zweite Sensoreinrichtung So umfasst diese bevorzugt einen zweiten Sensor zur Erfassung einer für einen externen Warmeeintrag in den zweiten Klimatisierungsbereich repräsentativen Große als zweite Steuergroße Vorzugsweise ist der zweite Sensor dem zweiten Klimatisierungsbereich räumlich zugeordnet Zusatzlich oder alternativ ist der zweite Sensor bevorzugt auf einer Außenseite des Wagenkastens, insbesondere im Dachbereich des Wagenkastens, angeordnet
Die eben beschriebene Sensoranordnung kann bereits ausreichend sein, um die gewünschte Klimatisierung, beispielsweise in Verbindung mit einem herkömmlichen zentralen Temperatursensor im Passagierraum, zu erzielen Bei bevorzugten Varianten des erfmdungsgemaßen Schienenfahrzeugs ist jedoch vorgesehen, dass die erste Sensoreinrichtung einen dritten Sensor zur Erfassung einer für eine Temperatur in dem ersten Klimatisierungsbereich repräsentativen Große als weitere erste Steuergroße umfasst Zusätzlich oder alternativ kann auch die zweite Sensoreinrichtung einen vierten Sensor zur Erfassung einer für eine Temperatur in dem zweiten Klimatisierungsbereich repräsentativen Große als weitere zweite Steuergroße umfassen Hiermit können nicht nur fahrzeugexterne sondern auch fahrzeuginterne Einflüsse (z B ungleichmäßige Warmelasten durch ungleichmäßig verteilte Besetzung mit Passagieren) erkannt und entsprechend berücksichtigt werden
Über die oben geschilderte Erfassung des externen (positiven oder negativen) Warmeeintrags in den jeweiligen Kiimatisierungsbereich ist es im Übrigen möglich, differenziert auf die tatsachliche Temperaturentwickiung in dem jeweiligen
Kiimatisierungsbereich zu reagieren So kann bei einem durch starke Sonneneinstrahlung bedingten Temperaturanstieg in einem der Klimatisierungsbereiche mit einer verstärkten Kühlung im Fensterbereich reagiert werden (über den die Warme primär eindringt), wahrend beispielsweise bei emer durch eine ungleichmäßige Besetzung des Fahrzeugs mit Passagieren bedingte Temperaturentwickiung der Fokus weniger auf den Fensterbereich gelegt werden kann
Die vorliegende Erfindung kann im Zusammenhang mit beliebigen herkömmlichen Gestaltungen des Kanalsystems einer Klimatisierungsemrichtung zum Einsatz kommen Vorzugsweise kommt sie in Verbindung mit einer Klimatisierungseinrichtung zum Einsatz, die einen dritten, insbesondere in einem Dachbereich des Wagenkastens angeordneten, Zuluftkanal umfasst, der in das Passagierabteil mundet Hiermit lassen sich besonders gunstige und effektive Klimatisierungsszenaπen realisieren, die insbesondere die natürliche Konvektion beim Kuhlen und Heizen nutzen Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dabei dazu ausgebildet, dem dritten Zuluftkanal nur im Falle einer Kühlung des Passagierabteiis einen dritten Zuluftstrom zuzuführen
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Klimatisierung eines Schienenfahrzeugs mit einem Wagenkasten, der ein Passagierabteil mit einem ersten Klimatisierungsbereich und einem benachbarten zweiten Klimatisierungsbereich aufweist, die insbesondere auf unterschiedlichen Längsseiten des Wagenkastens angeordnet sind Bei diesem Verfahren wird dem ersten Klimatisierungsbereich über einen ersten Zuluftkanal ein erster Zuluftstrom zugeführt und dem zweiten Klimatisierungsbereich über einen zweiten Zuluftkanal ein zweiter Zuluftstrom zugeführt, wobei die über den ersten Zuluftstrom und den zweiten Zuluftstrom in das Passagierabteil eingebrachte Wärmeleistung gesteuert wird Es wird eine für die Temperaturverteilung in dem ersten Klimatisierungsbereich repräsentative erste Steuergroße und/oder eine die Temperaturverteilung in dem ersten Klimatisierungsbereich beeinflussende erste Steuergroße erfasst Weiterhin wird eine für die Temperaturverteilung in dem zweiten Klimatisierungsbereich repräsentative zweite Steuergroße und/oder eine die Temperaturverteilung in dem zweiten Klimatisierungsbereich beeinflussende zweite Steuergroße erfasst Schließlich wird in Abhängigkeit von der ersten Steuergroße und der zweiten Steuergroße, insbesondere voneinander unabhängig, eine über den ersten Zuluftstrom in den ersten Klimatisierungsbereich eingebrachte erste Wärmeleistung abweichend von einer über den zweiten Zuluftstrom in den zweiten Klimatisierungsbereich eingebrachten zweiten Wärmeleistung eingestellt
Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemaßen Verfahren beschriebenen Vorteile und Varianten in demselben Maße erzielen, sodass hier lediglich auf die obigen Ausfuhrungen verwiesen wird Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen bzw der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispieie, welche auf die beigefugten Zeichnungen Bezug nimmt Es zeigen
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf einen Teil einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Schienenfahrzeugs mit dem eine oevorzugte
Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Klimatisierungsverfahrens durchgeführt werden kann,
Figur 2 eine schematische Schnittansicht des Schienenfahrzeugs aus Figur 1 (entlang der Linie H-N aus Figur 1),
Figur 3A bis 3D unterschiedliche Schaltzustande der Klimatisierungseinπchtung aus Figur 1
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3D ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemaßen Schienenfahrzeugs 101 für den Hochgeschwindigkeitsverkehr beschrieben, welches eine Fahrzeuglangsachse 101 1 aufweist Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein Fahrzeug-Koordinatensystem x ,y,z angegeben, in dem die x-Koordιnate die Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 101 , die y-Koordιnate die Querπchtung des Schienenfahrzeugs 101 und die z-Koordιnate die Hohennchtung des Schienenfahrzeugs 101 bezeichnen
Die Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Schienenfahrzeugs 101 Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102, der im Bereich seiner beiden Enden jeweils auf einem (nicht dargestellten) Fahrwerk abgestutzt ist In dem Wagenkasten 102 ist eine Klimatisierungsemπchtung 103 angeordnet, die eine Konditioniereinnchtung in Form eines Klimamoduls 103 1 umfasst, die im Dachbereich des Wagenkastens 102 oberhalb der Innendecke 104 1 eines Passagierabteils 104 des Wagenkastens 102 angeordnet ist Bei dem Passagierabteil 104 handelt es sich um ein Großraumabteil, das sich über einen Großteil der Lange des Wagenkastens 102 erstreckt und mit einer entsprechenden Anzahl von Sitzgelegenheiten für Passagiere bestuckt ist
Der Luftauslass des Klimamoduis 103 1 mundet in einen Verteilerkasten 103 2 der Klimatisierungseinnchtung 103, in dem der aus dem Klimamodul 103 1 gelieferte Zuluftstrom 105 über eine steuerbare erste Klappe 103 3 und eine steuerbare zweite Klappe 103 4 in einen ersten Zuluftstrom 105.1 , einen zweiten Zuluftstrom 105.2 und einen dritten Zuluftstrom 105.3 aufgeteilt wird. Die Zuluftströme 105.1 bis 105.3 werden dabei auf ein herkömmliches Kanalsystem der Klimatisierungseinrichtung 103 mit einem ersten Zuluftkanal 103.5, einem zweiten Zuluftkanal 103.6 und einen zentralen dritten Zuluftkanal 103.7 verteilt, der in Fahrzeugquerrichtung (y-Richtung) von den beiden Zuluftkanälen 103.5 und 103.6 seitlich flankiert wird.
Die erste Klappe 103.3 und die zweite Klappe 103.4 sind dabei jeweils um eine Schwenkachse verschwenkbar und bestimmen je nach ihrer Winkelstellung den offenen Strömungsquerschnitt zu dem jeweiligen Zuluftkanal 103.5 bis 103.6 und demgemäß das Größenverhältnis der Zuiuftströme 105.1 bis 105.3.
Die Zuluftkanäle 103.5 bis 103.7 verteilen die Zuluft in bekannter Weise in Längsrichtung des Fahrzeugs 101 (x-Richtung), wobei die beiden seitlichen Zuluftkanäle 103.5 und 103.6 jeweils im Bereich eines Fensters 106 des Wagenkastens 102 angeordnete Seitenkanäle 103.8 aufweisen. Die Seitenkanäle 103.8 führen in der jeweiligen Seitenwand des Wagenkastens 102 vom Dachbereich in Höhenrichtung des Fahrzeugs 101 (z-Richtung) nach unten und über weitere Verzweigungen 103.9 und 103.10 zu Luftauslässen, die im Bereich der Unterkante des jeweiligen Fensters 106 bzw. knapp oberhalb des Bodens 104.2 des Passagierabteils 104 liegen und in das Passagierabteil 104 münden. Der zentrale dritte Zuluftkanal 103.7 weist ebenfalls Luftauslässe auf, die in bekannter Weise über die innendecke 104.1 in das Passagierabteil 104 münden.
Das Passagierabteil 104 ist in einen ersten Klimatisierungsbereich 104.3 und einen zweiten Kiimatisierungsbereich 104.4 aufgeteilt, die sich in Fahrzeuglängsrichtung jeweils über die beiden in Längshälften des Passagierabteils 104 erstrecken und in Fahrzeugquerrichtung zueinander benachbart sind. Diese beiden Klimatisierungsbereiche 104.3 und 104.4 werden erfindungsgemäß in der nachfolgend beschriebenen Weise separat klimatisiert.
Die Klimatisierungseinrichtung 103 weist hierzu eine Steuereinrichtung 103.11 mit einem Steuermodul 103.12 auf, über welches neben der Steuerung des Klimamoduls 103.1 die Steuerung der ersten Klappe 103.3 und der zweiten Klappe 103.4 erfolgt. Zur Steuerung der Klappen 103.3 und 103.4 sind ein erster Sensor 103.13, ein zweiter Sensor 103.14, ein dritter Sensor 103.15 und ein vierter Sensor 103.16 vorgesehen, die jeweils mit dem Steuermodul 103.12 verbunden sind. Der erste Sensor 103.11 und der dritte Sensor 103.13 gehören zu einer ersten Sensoreinrichtung, die dem ersten Klimatisierungsbereich 104.3 zugeordnet ist, wahrend der zweite Sensor 103 14 und der vierte Sensor 103 16 zu einer ersten Sensoreinπchtung gehören, die dem zweiten Klimatisierungsbereich 104 4 zugeordnet ist
Der erste Sensor 103 13 und der zweite Sensor 103 14 sind identisch gestaltet und auf der jeweiligen (Imken bzw rechten) Fahrzeugseite jeweils im Dachbereich im Bereich der Außenhaut des Wagenkastens oberhalb eines der Fenster 106 angeordnet Es versteht sich jedoch, dass der erste Sensor und der zweite Sensor bei anderen Varianten der Erfindung auch anderweitig angeordnet sein können So ist beispielsweise eine Anordnung im Bereich eines Fensterholms zwischen zwei Fenstern von besonderem Vorteil, da hierüber der konkrete Warmeeintrag über die Fenster besonders einfach erfasst werden kann
Der erste Sensor 103 13 erfasst als erste Steuergroße S1-1 eine Große, die für einen externen Warmeeintrag (beispielsweise die Wärmeleistung der einfallenden Sonneneinstrahlung) in den ersten Klimatisierungsbereich 104 3 repräsentativ ist und somit Rückschlüsse auf die zeitliche Entwicklung und lokale Verteilung der Temperatur in dem ersten Klimatisierungsbereich 104 3 zulassen Gleiches gilt für den zweiten Sensor 103 14, der eine entsprechende zweite Steuergroße S2-1 liefert, die dem zweiten Klimatisierungsbereich 104 4 zugeordnet ist
Der dritte Sensor 103 15 und der vierte Sensor 103 16 sind ebenfalls identisch gestaltet und auf der jeweiligen (linken bzw rechten) Fahrzeugseite jeweils im Bereich der Innendecke
104 1 oberhalb eines der Fenster 106 angeordnet Der dritte Sensor 103 15 erfasst als weitere erste Steuergroße S 1-2 eine Große, die für die Temperatur in dem ersten
Klimatisierungsbereich 104 3 repräsentativ ist Gleiches gilt für den vierten Sensor 103 16, der eine entsprechende zweite Steuergroße S2-2 liefert, die dem zweiten Klimatisierungsbereich 104 4 zugeordnet ist
Die Sensoren 103 13 bis 103 16 liefern ihre Messwerte an das Steuermodul 103 12, welches in Abhängigkeit von den aktuell gelieferten Werten der Steuergroßen S1-1 , S1-2, S2-1 und S2-2 zum einen das Klimamodul 103 1 ansteuert und somit die Große und die Temperatur des Zuluftstroms 105 einstellt Weiterhin steuert das Steuermodul 103 12 in Abhängigkeit von den aktuell gelieferten Werten der Steuergroßen S1-1 , S1-2, S2-1 und S2-2 die beiden Klappen 103 3 und 103 4 unabhängig voneinander an, um über deren Winkelstellung in der oben beschriebenen Weise die Große und das Großenverhaltnis der Zuluftstrome 105 1 bis
105 3, insbesondere des ersten Zuluftstroms 105 1 und des zweiten Zuluftstroms 105 2 einzustellen Mithin werden hierüber also voneinander unabhängig die über den ersten Zuluftstrom 105 1 in den ersten Klimatisierungsbereich 104 3 eingebrachte erste Wärmeleistung P1 und die über den zweiten Zuluftstrom 105 2 in den zweiten Klimatisierungsbereich 104 4 eingebrachte zweite Wärmeleistung P2 eingestellt
Hiermit können sowohl fahrzeugexterne (z B ungleichmäßige Warmelasten durch ungleichmäßige Sonneneinstrahlung) sowie fahrzeuginterne Einflüsse (z B ungleichmäßige Warmelasten durch ungleichmäßig verteilte Besetzung mit Passagieren) durch das Steuermodul 103 12 erkannt und entsprechend berücksichtigt werden Somit kann in einfacher Weise eine gewünschte bedarfsgerechte Klimatisierung erzielt werden
Die Figuren 3A bis 3D zeigen für unterschiedliche Situationen die jeweilige Schwenkposition der beiden Klappen 103 3 und 103 4, in welche sie gesteuert durch das Steuermodu! 103 12 verfahren werden
Figur 3A zeigt die Kiappenstellung für den Kuhlfall in einer Situation, in der beispielsweise über eine ungleichmäßige Sonneneinstrahlung auf der Seite des ersten Klimatisierungsbereichs 104 3 ein höherer (positiver) Warmeemtrag erfolgt als auf der Seite des zweiten Klimatisierungsbereichs 104 3 Diese Situation wird über die (im Mittel dauerhaft) unterschiedlichen Werte der ersten Steuergroße S1-1 und S2-1 im Steuermodul 103 12 erfasst und fuhrt zu der gezeigten Klappenstellung
Hierbei wird neben dem zentralen (kühlenden) dritten Zuluftstrom 105 3 (der über die Innendecke 104 1 ausströmt) über die erste Klappe 103 3 ein (kühlender) erster Zuluftstrom 105 1 eingestellt, der über die Auslasse der Zweigkanale 103 9 und 103 10 im Fenster- bzw Bodenbereich des ersten Klimatisierungsbereichs 104 3 ausströmt Die zweite Klappe 1034 ist so eingestellt, dass sich kein zweiter Zuluftstrom 105 2 ergibt, der über die Auslasse der Zweigkanale 103 9 und 103 10 im Fenster- bzw Bodenbereich des ersten Klimatisierungsbereichs 104 3 ausströmen konnte
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Situationen mit derart ungleichmäßiger Wärmezufuhr von außen auch ein zweiter Zuluftstrom 105 2 eingestellt werden konnte der dann entsprechend geringer ausfallt als der erste Zuluftstrom 105 1 (wie dies in Figur 3A durch die gestrichelte Kontur 107 angedeutet ist
Figur 3B zeigt die Klappenstellung für den Kuhlfall in einer Situation, in der kein ungleichmäßiger (positiver) Warmeemtrag erfolgt Die Klappenstellung kann dann so gewählt sein, dass nur ein zentraler (kühlender) dritter Zuiuftstrom 105 3 über die Innendecke 104 1 ausströmt, wahrend über die erste Klappe 103 3 der erste Zuluftstrom 105 1 und über die zweite Klappe 103 4 der zweite Zuluftstrom 105 2 auf den Wert Null reduziert sind
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Situationen mit derart gleichmaßiger Wärmezufuhr von außen auch ein (gegebenenfalls geringer) erster Zuluftstrom 105 1 und zweiter Zuluftstrom 105 2 eingestellt werden konnte (wie dies in Fsgur 3B durch die gestrichelte Kontur 108 angedeutet ist)
Figur 3C zeigt die Klappenstellung für den Heizfall in einer Situation, in der beispielsweise über eine ungleichmäßige Sonneneinstrahlung auf der Seite des ersten Khmatisierungsbereichs 104 3 ein höherer (positiver) Warmeeintrag erfolgt als auf der Seite des zweiten Klimatisierungsbereichs 104 3 Diese Situation wird wiederum über die (im Mittel dauerhaft) unterschiedlichen Werte der ersten Steuergroße S1-1 und S2-1 im Steuermodul 103 12 erfasst und fuhrt zu der gezeigten Klappenstellung
Hierbei wird über die erste Klappe 103 3 ein (wärmender) erster Zuluftstrom 105 1 eingestellt, der über die Auslasse der Zweigkanale 103 9 und 103 10 im Fenster- bzw Bodenbereich des ersten Klimatisierungsbereichs 104 3 ausströmt Die zweite Klappe 103 4 ist so eingestellt, dass sich ein zweiter Zuluftstrom 105 2 ergibt, der über die Auslasse der Zweigkanale 103 9 und 103 10 im Fenster- bzw Bodenbereich des ersten Klimatisierungsbereichs 104 3 ausströmt Durch die gezeigte Klappenstellung ist der zweite Zuiuftstrom 105 2 deutlich großer als der erste Zuluftstrom 105 1 Mithin wird hier also der ungleichmäßige externe Warmeeintrag in die beiden Klimatisierungsbereiche 104 3 und 104 4 berücksichtigt, sodass es auch hier zu einer bedarfsgerechten Klimatisierung kommt
Um zu verhindern, dass im Heizfall über die Innendecke 104 1 ein (gegebenenfalls unerwünscht großer) dritter Zuluftstrom 105 3 mit erwärmter Zuluft abgegeben wird, kann im Bereich des dritten Zuluftkanals eine weitere ebenfalls von dem Steuermodul 103 12 angesteuerte Klappe (beispielsweise eine Jalousieklappe oder dergleichen, wie sie in den Figuren 3A bis 3D durch die gestrichelte Kontur 109 angedeutet ist) vorgesehen sein, über welche der dritte Zuluftstrom 105 3 separat eingestellt werden kann (gegebenenfalls sogar vollständig unterbunden werden kann)
Eine solche zusätzliche Klappe 109 kann im Übrigen auch genutzt werden, um auf einen erkannten ungleichmäßigen internen Warmeeintrag, beispielsweise durch eine ungleichmäßige Besetzung des Fahrzeugs mit Passagieren und die dadurch bedingte unterschiedliche Temperaturentwicklung in den Klimatisierungsbereichen 104 3 und 104 4 zu reagieren So kann bei dem durch starke Sonneneinstrahlung bedingten beschriebenen Temperaturanstieg in einem der Klimatisierungsbereiche mit einer verstärkten Kühlung im Fensterbereich reagiert werden (über den die Warme pπmar eindringt), wahrend beispielsweise bei einer durch eine ungleichmäßige Besetzung des Fahrzeugs mit Passagieren bedingte Temperaturentwicklung der Fokus weniger auf den Fensterbereich gelegt werden kann Hierzu kann der zentrale Kuhlkanal 103 7 (in Fahrzeugquerrichtung) mittig in zwei separate Hälften unterteilt sein, deren Zuluftstrome dann über zugeordnete getrennt ansteuerbare Hälften der Klappe 109 eingestellt werden können Somit ist es möglich, über eine separat auf den jeweiligen Klimatisierungsbereich 104 3 bzw 104 4 gerichtete Kühlung aus der Innendecke 104 1 auf derartige interne Faktoren zu reagieren
Figur 3D zeigt die Klappenstellung für den Heizfal! in einer Situation, in der kein ungleichmäßiger (positiver oder negativer) Warmeeintrag in die Klimatisierungsbereiche 104 3 und 104 4 erfolgt Die Klappenstellung kann dann so gewählt sein, dass nur der zentrale dritte Zuluftstrom 105 3 über die Innendecke 104 1 gesperrt ist, wahrend über die erste Klappe 103 3 der erste Zuluftstrom 105 1 und über die zweite Klappe 103 4 der zweite Zuiuftstrom 105 2 auf denselben Wert eingestellt sind
Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Situationen mit derart gleichmäßiger Wärmezufuhr von außen auch ein (gegebenenfalls geringer) erster Zuluftstrom 105 1 und zweiter Zuluftstrom 105 2 eingestellt werden konnte (wie dies in Figur 3B durch die gestrichelte Kontur 108 angedeutet ist)
Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Erfindung anstelle der gezeigten Schwenkklappen auch beliebige andere Klappen oder Drosseln etc zum Einsatz kommen können Insbesondere können so genannte Jalousieklappen, Linsenklappen etc zum Einsatz kommen, welche jeweils den freien Stromungsquerschnitt zum bzw im zugehörigen Stromungskanal einstellen
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen für einstockige Schienenfahrzeuge im Hochgeschwindigkeitsverkehr beschrieben Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Schienenfahrzeugen, insbesondere doppelstockigen Schienenfahrzeugen, für beliebige andere Reisegeschwindigkeitsbereiche zum Einsatz kommen kann
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Claims

Patentansprüche
1 Schienenfahrzeug mit
- einem Wagenkasten (102), der ein Passagierabteil (104) aufweist, und
- einer Klimatisierungseinπchtung (103) zur Klimatisierung des Passagierabteiis (104), wobei
- das Passagierabteil (104) einen ersten Klimatisierungsbereich (104 3) und einen benachbarten zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) aufweist,
- der erste Kiimatisierungsbereich (104 3) über einen ersten Zuluftkana! (103 5) der Klimatisierungseinπchtung mit einem ersten Zuluftstrom versorgbar ist und der zweite Klimatisierungsbereich (104 4) über einen zweiten Zuluftkanal (103 6) der
Klimatisierungseinπchtung mit einem zweiten Zuluftstrom versorgbar ist und
- die Khmatisierungseinπchtung eine Steuereinrichtung (103 1 1) zur Steuerung der über den ersten Zuluftstrom und den zweiten Zuluftstrom in das Passagierabteil (104) eingebrachten Wärmeleistung aufweist, dadurcn gekennzeichnet, dass
- die Klimatisierungseinπchtung (103) eine mit der Steuereinrichtung (103 11) verbindbare erste Sensoreinrichtung und eine mit der Steuereinrichtung verbindbare zweite Sensoreinrichtung aufweist, wobei
- die erste Sensoremπchtung eine für die Temperaturverteilung in dem ersten Kiimatisierungsbereich (104 3) repräsentative erste Steuergroße und/oder eine die
Temperaturverteiiung in dem ersten Klimatisierungsbereich (104 3) beeinflussende erste Steuergroße erfasst,
- die zweite Sensoreinrichtung eine für die Temperaturverteiiung in dem zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) repräsentative zweite Steuergroße und/oder eine die Temperaturverteilung in dem zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) beeinflussende zweite Steuergroße erfasst und
- die Steuereinrichtung (103 11 ) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von der ersten Steuergroße und der zweiten Steuergroße, insbesondere voneinander unabhängig, eine über den ersten Zuluftstrom in den ersten Klimatisierungsbereich (104 3) eingebrachte erste Wärmeleistung abweichend von einer über den zweiten
Zuluftstrom in den zweiten Klimatisierungsbereich (104 A) eingebrachten zweiten Wärmeleistung einzustellen Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Klimatisierungsbereich (104 3) und der zweite Klimatisierungsbereich (104 4) auf unterschiedlichen Längsseiten des Wagenkastens (102) angeordnet sind
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Zuluftkanal (103 5) und/oder der zweite Zuluftkanal (103 6) in einem
Dachbereich des Wagenkastens (102) angeordnet ist und/oder
- der erste Zuiuftkanal (103 5) wenigstens einen in einen Bodenbereich und/oder in einen Fensterbereich des Wagenkastens mundenden ersten Seitenkanai (103 8) zur Luftzufuhr in das Passagierabteil aufweist und/oder
- der zweite Zuluftkanal (103 6) wenigstens einen in einen Bodenbereich und/oder in einen Fensterbereich des Wagenkastens mundenden zweiten Seitenkanai (103 8) zur Luftzufuhr in das Passagierabteil aufweist
Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (103 1 1) dazu ausgebildet ist,
- zur Einstellung der ersten Wärmeleistung die Große des ersten Zuluftstroms und/oder die Temperatur des ersten Zuluftstroms in Abhängigkeit von der ersten Steuergroße einzustellen und/oder
- zur Einstellung der zweiten Wärmeleistung die Große des zweiten Zuluftstroms und/oder die Temperatur des zweiten Zuluftstroms in Abhängigkeit von der zweiten Steuergroße einzustellen
Schienenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (103 11) dazu ausgebildet ist,
- zur Einstellung der Große des ersten Zuluftstroms und/oder des zweiten Zuluftstroms einen freien Stromungsquerschnitt und/oder eine Stromungsgeschwindigkeit in dem zugehörigen Zuluftkanal, insbesondere über wenigstens eine dem Zuluftkanal zugeordnete steuerbare Klappe (103 3, 103 4), einzustellen und/oder - zur Einstellung der Temperatur des ersten Zuluftstroms und/oder des zweiten Zuluftstroms ein Mischungsverhältnis von wenigstens zwei Luftstromen unterschiedlicher Temperatur, insbesondere über wenigstens eine dem Zuluftkanal zugeordnete steuerbare Klappe (103 3, 103 4), einzustellen
6 Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die erste Sensoreinrichtung einen ersten Sensor (103 13) zur Erfassung einer für einen externen Warmeeintrag in den ersten Kiimatisierungsberesch (104 3) repräsentativen Große als erste Steuergroße umfasst, wobei der erste Sensor (103 13) insbesondere
- dem ersten Klimatisierungsbereich (104 3) räumlich zugeordnet ist und/oder
- auf emer Außenseite des Wagenkastens (102), insbesondere im Dachbereich des Wagenkastens, angeordnet ist
7 Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, αass
- die zweite Sensoreinrichtung einen zweiten Sensor (103 14) zur Erfassung einer für einen externen Warmeeintrag in den zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) repräsentativen Große als zweite Steuergroße umfasst, wobei - der zweite Sensor (103 14) insbesondere
- dem zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) räumlich zugeordnet ist und/oder
- auf einer Außenseite des Wagenkastens (102), insbesondere im Dachbereich des Wagenkastens, angeordnet ist
8 Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sensoreinπchtung einen dritten Sensor (103 15) zur Erfassung einer für eine Temperatur in dem ersten Klimatisierungsbereich (104 3) repräsentativen Große als weitere erste Steuergroße umfasst und/oder - die zweite Sensoreinπchtung einen vierten Sensor (103 16) zur Erfassung einer für eine Temperatur in dem zweiten Kiimatssierungsbereich (104 4) repräsentativen Große als weitere zweite Steuergroße umfasst
Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Klimatisierungseinπchtung (103) einen dritten, insbesondere in einem Dachbereich des Wagenkastens angeordneten, Zuluftkanal umfasst, der in das Passagierabteil (104) mundet, wobei
- die Steuereinrichtung (103 11) insbesondere dazu ausgebildet ist, dem dritten Zuluftkanal nur im Falle einer Kühlung des Passagierabteiis (104) einen dritten
Zuluftstrom zuzuführen
Verfahren zur Klimatisierung eines Schienenfahrzeugs mit einem Wagenkasten (102), der ein Passagierabteil (104) mit einem ersten Klimatisierungsbereich (104 3) und einem benachbarten zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) aufweist, die insbesondere auf unterschiedlichen Längsseiten des Wagenkastens (102) angeordnet sind, bei dem dem ersten Klimatisierungsbereich (104 3) über einen ersten Zuluftkanal ein erster Zuluftstrom zugeführt wird und dem zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) über einen zweiten Zuluftkanal ein zweiter Zuluftstrom zugeführt wird, wobei - die über den ersten Zuluftstrom und den zweiten Zuluftstrom in das
Passagierabtei! (104) eingebrachte Wärmeleistung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- eine für die Temperaturverteilung in dem ersten Khmatisierungsbereich (104 3) repräsentative erste Steuergroße und/oder eine die Temperaturverteilung in dem ersten Klimatisierungsbereich (104 3) beeinflussende erste Steuergroße erfasst wird,
- eine für die Temperaturverteilung in dem zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) repräsentative zweite Steuergroße und/oder eine die Temperaturverteilung in dem zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) beeinflussende zweite Steuergroße erfasst wird und
- in Abhängigkeit von der ersten Steuergroße und der zweiten Steuergroße, insbesondere voneinander unabhängig, eine über den ersten Zuluftstrom in den ersten Klimatisierungsbereich (104.3) eingebrachte erste Wärmeleistung abweichend von einer über den zweiten Zuiuftstrom in den zweiten Klimatisierungsbereich (104.4) eingebrachten zweiten Wärmeleistung eingestellt wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
- zur Einsteilung der ersten Wärmeleistung die Größe des ersten Zuluftstroms und/oder die Temperatur des ersten Zuluftstroms in Abhängigkeit von der ersten Steuergröße eingestellt wird und/oder - zur Einstellung der zweiten Wärmeleistung die Größe des zweiten Zuluftstroms und/oder die Temperatur des zweiten Zuiuftstroms in Abhängigkeit von der zweiten Steuergröße eingestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
- zur Einstellung der Größe des ersten Zuluftstroms und/oder des zweiten Zuluftstroms ein freier Strömungsquerschnitt und/oder eine
Strömungsgeschwindigkeit in dem zugehörigen Zuiuftkanai, insbesondere über wenigstens eine dem Zuluftkanal zugeordnete steuerbare Klappe (103.3, 103.4), eingestellt wird und/oder - zur Einstellung der Temperatur des ersten Zuluftstroms und/oder des zweiten
Zuluftstroms ein Mischungsverhältnis von wenigstens zwei Luftströmen unterschiedlicher Temperatur, insbesondere über wenigstens eine dem Zuluftkanal zugeordnete steuerbare Klappe (103.3, 103.4), eingestellt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass - über einen ersten Sensor (103.13) eine für einen externen Wärmeeintrag in den ersten Klimatisierungsbereich (104.3) repräsentativen Größe als erste Steuergröße erfasst wird, wobei
- der erste Sensor (103.13) insbesondere
- dem ersten Klimatisierungsbereich (104.3) räumlich zugeordnet ist und/oder - auf einer Außenseite des Wagenkastens (102), insbesondere im Dachbereich des Wagenkastens, angeordnet ist und/oder
- über einen zweiten Sensor (103 14) eine für einen externen Warmeeintrag in den zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) repräsentativen Große als zweite
Steuergroße erfasst wird, wobei
- der zweite Sensor (103 14) insbesondere
- dem zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) räumlich zugeordnet ist und/oder - auf einer Außenseite des Wagenkastens (102), insbesondere im Dachbereich des Wagenkastens, angeordnet ist
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
- über einen dritten Sensor (103 15) eine für eine Temperatur in dem ersten Klimatisierungsbereich (104 3) repräsentative Große als weitere erste Steuergroße erfasst wird und/oder
- über einen vierten Sensor (103 16) eine für eine Temperatur in dem zweiten Klimatisierungsbereich (104 4) repräsentative Große als weitere zweite Steuergroße erfasst wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass einem in das Passagierabteil (104) mundenden dritten Zuluftkanal nur im Falle einer Kühlung des Passagierabteiis (104) ein dritter Zuluftstrom zugeführt wird
* * * * *
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