EP3201059B1 - Fahrzeug mit notbetrieb für klimaanlagen - Google Patents

Fahrzeug mit notbetrieb für klimaanlagen Download PDF

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EP3201059B1
EP3201059B1 EP15801881.2A EP15801881A EP3201059B1 EP 3201059 B1 EP3201059 B1 EP 3201059B1 EP 15801881 A EP15801881 A EP 15801881A EP 3201059 B1 EP3201059 B1 EP 3201059B1
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air conditioning
air
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conditioning system
failure
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Matthias PELZNER
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Siemens Mobility GmbH
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    • 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 invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with at least two carriages which are connected to one another via an open carriage crossing and are each equipped with an air conditioning system, a detection device being provided which detects a failure of an air conditioning function of one of the air conditioning systems and signals a control device , and a method for emergency operation of such a vehicle.
  • Such a vehicle or such a method for emergency operation of such a vehicle is known from the DE 10 2013 011 600 B3 known.
  • the function (cooling or heating) of the air conditioning system fails in a rail vehicle for one of the planned carriages, i. H. If the supply air can no longer be conditioned by cooling or heating, the affected wagon can no longer be air-conditioned in accordance with the requirements. However, the car is still supplied with fresh air.
  • the object of the invention is to further develop a vehicle, in particular a rail vehicle, of the type mentioned at the outset in such a way that a failure of an air conditioning function of an air conditioning system for the interior temperature deviation of the affected car is less apparent.
  • a control device is designed such that, when a failure of an air conditioning function of an air conditioning system is signaled by the detection device, it controls an exhaust air device of the car affected by the failure of the air conditioning system in such a way that its exhaust air volume flow is increased, an exhaust air device of the person concerned Controls adjacent wagons in such a way that their exhaust air volume flow is reduced, and controls the air conditioning system of the adjacent wagon in such a way that a fresh air portion of conditioned supply air is increased.
  • the exhaust air systems of the affected car and the neighboring cars are controlled in such a way that the internal pressure in the affected car drops.
  • wagon-wagons create an air flow from the neighboring wagon in the direction of the affected wagon with conditioned air.
  • the interior temperature deviation in the affected car is significantly reduced by supplying conditioned air from the neighboring car.
  • the formation of the air flow is supported by the fact that the fresh air portion of conditioned supply air is increased by the air conditioning system of the adjacent car body.
  • the control device can advantageously switch off or reduce the exhaust air volume flow in the adjacent carriage.
  • the exhaust air portion of the supply air is not already discharged from the air conditioning system of the neighboring car in the area of this car, but can get into the car affected by the failure of the air conditioning system. Basically, it is important that a supply air flow is set in the direction of the car concerned.
  • control device can signal a failure of an air conditioning function of an air conditioning system, Depending on a measured outside temperature, adjust a target inside temperature for the neighboring car.
  • This function of the control device relates in particular to exceptional conditions with regard to the outside temperature. For example, if the temperature is above average, the target inside temperature for the neighboring car can be reduced compared to standard conditions, so that air of a suitable temperature can still get into the car affected by the failure of the air conditioning system. In the opposite case, ie in very cold weather conditions, the target interior temperature for the neighboring car can be raised by a suitable amount compared to a standard operating case. Then the air coming from the neighboring car into the car affected by the failure of the air conditioning system is still at a suitably high temperature when it reaches the affected car.
  • the rail vehicle can comprise at least three carriages, the control device then controlling the exhaust air device and the air conditioning systems of the neighboring carriages in the event of a failure of an air conditioning function of an air conditioning system of the middle carriage.
  • both cars are controlled in terms of their air conditioning and exhaust systems in the same way as the previously described "adjacent" car, while the procedure for the car concerned is maintained.
  • a method for climate emergency operation for such a vehicle results from claim 7.
  • the carriage 1 shown in the figure on the far left is supplied with conditioned air in a conventional manner.
  • An air conditioning system 1.1 is used for this purpose, which is arranged approximately in the middle of the roof of the carriage 1.
  • Fresh air drawn in is conditioned together with recirculated air and conducted from the air conditioning system 1.1 into a vehicle interior 1.2 of the car 1 via suitable air conditioning channels.
  • the resulting exhaust air is discharged from the vehicle interior with the aid of suitable exhaust air devices 1.3 in the roof area via doors 1.4 of the car 1.
  • the second carriage 3 from the right is now affected by a failure of the air conditioning function of its air conditioning system 3.1.
  • the air conditioning system 3.1 In this case, only unconditioned supply air is introduced into a passenger compartment 3.2 of this car 3 via the air conditioning system 3.1.
  • the carriage 3 forms a three-way network with neighboring carriages 2, 4, to which it each has open carriage transitions.
  • the rail vehicle has a control device (not shown) which, with the aid of a detection device, signals a failure of the air conditioning function of the air conditioning system 3.1.
  • the control device then controls the air conditioning systems 2.1, 4.1 of the adjacent carriages 2, 4 in such a way that an increased proportion of fresh air is provided in the conditioned supply air.
  • the volume flow of the exhaust air device is significantly increased by increasing the speed of exhaust fans 3.3 of the car 3 affected by the failure of the air conditioning system 3.1. Since the exhaust fans 2.3, 4.3 of the adjacent carriages 2, 4 are also switched off, there is an exhaust air volume flow 5 from the interior 2.2, 2.4 of the neighboring carriages 2, 4 into the interior 3.2 of the carriage 3.
  • the car 3 is thus supplied with conditioned exhaust air volume flow via the adjacent cars 2, 4 in the event of failure of the air conditioning function of its air conditioning system 3.1.
  • control device can also adjust a target internal temperature for the adjacent carriages 2, 4, which means an increase in temperature in winter and a decrease in temperature for the target internal temperature in summer.

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

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit wenigstens zwei Wagen, die über einen offenen Wagenübergang miteinander verbunden und jeweils mit einer Klimaanlage ausgestattet sind, wobei eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, die einen Ausfall einer Klimatisierungsfunktion einer der Klimaanlagen erfasst und einer Steuervorrichtung signalisiert, sowie auf ein Verfahren zum Notbetrieb eines solchen Fahrzeugs.
  • Ein solches Fahrzeug bzw. eine solches Verfahren zum Notbetrieb eines solchen Fahrzeugs ist aus der DE 10 2013 011 600 B3 bekannt.
  • Wenn bei einem Schienenfahrzeug für einen der vorgesehenen Wagen die Funktion (Kühlen oder Heizen) der Klimaanlage ausfällt, d. h. eine Konditionierung der Zuluft durch Kühlung oder Aufheizen nicht mehr möglich ist, kann der betroffene Wagen nicht mehr entsprechend den Erfordernissen klimatisiert werden. Die Versorgung des Wagens mit Frischluft ist jedoch weiterhin gegeben.
  • Um unter diesen Umständen eine Frischluftzufuhr für den betroffenen Wagen aufrecht zu erhalten, wird die Funktion der Klimaanlage dieses Wagens darauf reduziert, unkonditionierte Zuluft (gemischt mit Frischluft) in den ihr zugeordneten Wagen einzuleiten. Diese Vorgehensweise ist Stand der Technik bei den Schienenfahrzeugen.
  • Mit dem Entfall der Klimatisierungsfunktion der Zuluft für den betroffenen Wagen entsteht die Schwierigkeit, geeignet temperierte Innenraumluft für den betroffenen Wagen bereitzustellen, da in der Regel bei einem solchen Defekt die Lüftung der Klimaanlage weiterhin aufrecht erhalten wird und unkonditionierte Zuluft in den Wagen gefördert wird.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein Ausfall einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage für die Innenraumtemperaturabweichung des betroffenen Wagens weniger stark in Erscheinung tritt.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Steuervorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Signalisierung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage von der Erfassungseinrichtung eine Fortlufteinrichtung des von dem Ausfall der Klimaanlage betroffenen Wagens derart ansteuert, dass dessen Fortluftvolumenstrom erhöht ist, eine Fortlufteinrichtung des dem betroffenen Wagen benachbarten Wagen derart ansteuert, dass dessen Fortluftvolumenstrom vermindert ist, und die Klimaanlage des benachbarten Wagens derart ansteuert, dass ein Frischluftanteil an konditionierter Zuluft erhöht ist.
  • Dabei werden die Fortlufteinrichtungen des betroffenen Wagens und der benachbarten Wagen derart angesteuert, dass im betroffenen Wagen der Innendruck sinkt.
  • Durch das entstehende Druckgefälle in Richtung des betroffenen Wagens entsteht WagenWagenein Luftstrom von dem benachbarten Wagen in Richtung des betroffenen Wagens mit konditionierter Luft. In dieser Weise wird die Innenraumtemperaturabweichung im betroffenen Wagen durch Zuführung konditionierter Luft aus dem benachbarten Wagen merklich reduziert. Die Ausbildung des Luftstroms wird dadurch unterstützt, dass der Frischluftanteil an konditionierter Zuluft durch die Klimaanlage des benachbarten Wagenkastens erhöht wird.
  • Vorteilhafterweise kann die Steuervorrichtung den Fortluftvolumenstrom in dem benachbarten Wagen abschalten oder reduzieren. In diesem Fall wird der Fortluftanteil der Zuluft, von der Klimaanlage des benachbarten Wagens nicht bereits im Bereich dieses Wagens abgeführt, sondern kann in den von dem Ausfall der Klimaanlage betroffenen Wagen gelangen. Grundsätzlich kommt es aber darauf an, dass sich ein Zuluftstrom in Richtung auf den betroffenen Wagen einstellt.
  • Darüber hinaus kann die Steuervorrichtung bei Signalisierung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage, abhängig von einer gemessenen Außentemperatur, eine Soll-Innentemperatur für den benachbarten Wagen anpassen. Diese Funktion der Steuervorrichtung bezieht sich insbesondere auf außergewöhnliche Verhältnisse bezüglich der Außentemperatur. Wenn es beispielsweise überdurchschnittlich heiß ist, kann die Soll-Innentemperatur für den benachbarten Wagen gegenüber Standardverhältnissen vermindert werden, so dass Zuluft geeigneter Temperatur noch in den von dem Ausfall der Klimaanlage betroffenen Wagen gelangen kann. Im umgekehrten Fall, d. h. bei sehr kalten Witterungsbedingungen, kann die Soll-Innentemperatur für den benachbarten Wagen um einen geeigneten Betrag gegenüber einem Standardbetriebsfall angehoben werden. Dann verfügt die aus dem benachbarten Wagen in den von dem Ausfall der Klimaanlage betroffenen Wagen gelangende Luft noch über eine geeignet hohe Temperatur, wenn sie den betroffenen Wagen erreicht.
  • Das Schienenfahrzeug kann wenigstens drei Wagen umfassen, wobei dann die Steuervorrichtung bei Signalisierung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage des Mittelwagens die Fortlufteinrichtung und die Klimaanlagen der benachbarten Wagen gleich ansteuert. Anders ausgedrückt, werden beide Wagen hinsichtlich ihrer Klimaanlage und ihrer Fortlufteinrichtungen so angesteuert, wie der zuvor beschriebene, als "benachbart" bezeichnete Wagen, während die Vorgehensweise für den betroffenen Wagen beibehalten wird.
  • Ein Verfahren zum Klima-Notbetrieb für ein solches Fahrzeug ergibt sich aus Anspruch 7.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Seitenansicht eines vierteiligen Schienenfahrzeugs.
  • Bei dem in der Figur dargestellten, beispielhaften Schienenfahrzeug wird der in der Figur ganz links dargestellte Wagen 1 in herkömmlicher Weise mit klimatisierter Luft versorgt. Dazu dient eine Klimaanlage 1.1, die etwa in der Mitte des Daches des Wagens 1 angeordnet ist. Angesaugte Frischluft wird zusammen mit Umluft konditioniert und von der Klimaanlage 1.1 aus über geeignete Klimakanäle in einen Fahrzeuginnenraum 1.2 des Wagens 1 geleitet. Die sich ergebene Fortluft wird mit Hilfe geeigneter Fortlufteinrichtungen 1.3 im Dachbereich über Türen 1.4 des Wagens 1 aus dem Fahrzeuginnenraum nach außen abgeführt.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist der zweite Wagen 3 von rechts nunmehr von einem Ausfall der Klimatisierungsfunktion seiner Klimaanlage 3.1 betroffen. In diesem Fall wird über die Klimaanlage 3.1 nur noch unkonditionierte Zuluft in einen Fahrgastinnenraum 3.2 dieses Wagens 3 eingeleitet.
  • Der Wagen 3 bildet einen Dreierverbund mit benachbarten Wagen 2, 4, zu denen er jeweils offene Wagenübergänge aufweist.
  • Das Schienenfahrzeug weist eine Steuervorrichtung (nicht dargestellt) auf, der mit Hilfe einer Erfassungseinrichtung ein Ausfall der Klimatisierungsfunktion der Klimaanlage 3.1 signalisiert wird. Daraufhin steuert die Steuervorrichtung die Klimaanlagen 2.1, 4.1 der benachbarten Wagen 2, 4 derart an, dass eine erhöhter Frischluftanteil der konditionierten Zuluft bereitgestellt wird. Gleichzeitig wird der Volumenstrom der Fortlufteinrichtung durch Erhöhen einer Drehzahl von Fortlüftern 3.3 des von dem Ausfall der Klimaanlage 3.1 betroffenen Wagens 3 deutlich erhöht. Da zudem die Fortlüfter 2.3, 4.3 der benachbarten Wagen 2, 4 abgeschaltet sind, ergibt sich ein Abluftvolumenstrom 5 von den Innenräumen 2.2, 2.4 der benachbarten Wagen 2, 4 in den Innenraum 3.2 des Wagens 3.
  • Der Wagen 3 wird somit bei Ausfall der Klimatisierungsfunktion seiner Klimaanlage 3.1 mit konditioniertem Abluftvolumenstrom über die benachbarten Wagen 2, 4 versorgt.
  • Bei besonders extremen Witterungsbedingungen kann die Steuereinrichtung zudem eine Soll-Innentemperatur für die benachbarten Wagen 2, 4 anpassen, was im Winter eine Temperaturerhöhung und im Sommer eine Temperaturverminderung für die Soll-Innentemperatur bedeutet.

Claims (11)

  1. Fahrzeug mit wenigstens zwei Wagen (2, 3), die über einen offenen Wagenübergang miteinander verbunden und jeweils mit einer Klimaanlage (2.1, 3.1) ausgestattet sind, wobei eine Erfassungseinrichtung vorgesehen ist, die einen Ausfall einer Klimatisierungsfunktion einer der Klimaanlagen (3.1) erfasst und einer vorgesehenen Steuervorrichtung signalisiert,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuervorrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Signalisierung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage (3.1) von der Erfassungseinrichtung eine Fortlufteinrichtung (3.3) des von dem Ausfall der Klimaanlage (3.1) betroffenen Wagens (3) derart ansteuert, dass dessen Fortluftvolumenstrom erhöht ist,
    eine Fortlufteinrichtung (2.3) des dem betroffenen Wagen (3) benachbarten Wagen (2) derart ansteuert, dass dessen Fortluftvolumenstrom vermindert ist, und die Klimaanlage (2.1) des benachbarten Wagens (2) derart ansteuert, dass ein Frischluftanteil an konditionierter Zuluft erhöht ist.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Klimaanlagen (1.1 - 4.1) derart ausgebildet sind, dass bei Ausfall einer Klimatisierungsfunktion der Klimaanlage (1.1-4.1) die Klimaanlage (1.1-4.1) Zuluft unkonditioniert in den zugeordneten Wagen (1-4) einleitet.
  3. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuervorrichtung die Fortlufteinrichtung (2.3) in dem benachbarten Wagen (2) abschaltet.
  4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuervorrichtung bei Signalisierung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage (1.1-4.1), abhängig von einer gemessenen Außentemperatur, eine Soll-Innentemperatur für den benachbarten Wagen (2) anpasst.
  5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    es wenigstens drei Wagen (1-4) umfasst, und die Steuervorrichtung bei Signalisierung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage (1.1-1.4)des mittleren Wagens (3) die Fortlüfter (2.3, 4.3) und die Klimaanlagen der dem mittleren Wagen (2, 4) benachbarten Wagen gleich ansteuert.
  6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Fahrzeug als Schienenfahrzeug ausgebildet ist.
  7. Verfahren zum Notbetrieb bei Ausfall einer Klimaanlage in einem Fahrzeug, wobei das Fahrzeug wenigstens zwei Wagen umfasst, die über einen offenen Wagenübergang miteinander verbunden und jeweils mit einer Klimaanlage ausgestattet sind und ein Ausfall einer Klimatisierungsfunktion einer der Klimaanlagen erfasst wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Erfassung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage signalisiert wird und daraufhin Fortlufteinrichtungen des von dem Ausfall der Klimaanlage betroffenen Wagens derart angesteuert werden, dass der Fortluftvolumenstrom erhöht wird, Forteinrichtungen des dem betroffenen Wagen benachbarten Wagens derart ansteuert, dass dessen Fortluftvolumenstrom vermindert wird, und die Klimaanlage des benachbarten Wagens derart angesteuert wird, dass der Frischluftanteil an konditionierter Zuluft erhöht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Klimaanlagen bei Ausfalle einer Klimatisierungsfunktion Zuluft unkonditioniert in den ihnen zugeordneten Wagen einleiten.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Fortlufteinrichtungen in dem benachbarten Wagen abgeschaltet wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei Signalisierung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage, abhängig von einer gemessenen Außentemperatur, eine Soll-Innentemperatur für den benachbarten Wagen angepasst wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in dem Fall, wenn das Fahrzeug wenigstens drei Wagenkästen umfasst, bei Signalisierung eines Ausfalls einer Klimatisierungsfunktion einer Klimaanlage des mittleren Wagens die Fortlufteinrichtungen und die Klimaanlagen der dem mittleren Wagen benachbarten Wagen gleich angesteuert werden.
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