EA044586B1 - AIR CONDITIONING DEVICE FOR VEHICLE - Google Patents
AIR CONDITIONING DEVICE FOR VEHICLE Download PDFInfo
- Publication number
- EA044586B1 EA044586B1 EA202192487 EA044586B1 EA 044586 B1 EA044586 B1 EA 044586B1 EA 202192487 EA202192487 EA 202192487 EA 044586 B1 EA044586 B1 EA 044586B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- air
- inlet
- air conditioning
- section
- refrigerant
- Prior art date
Links
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 title claims description 35
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 65
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 62
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 8
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- -1 propane (R290) Chemical class 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- WROMPOXWARCANT-UHFFFAOYSA-N tfa trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F.OC(=O)C(F)(F)F WROMPOXWARCANT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявкиCross reference to related applications
Настоящая заявка представляет собой перевод на национальную фазу Международной ПатентнойThis application represents a translation into the national phase of the International Patent Office
Заявки № PCT/DE2020/100718 (поданной 18 августа 2020 года), приоритет которой заявляется по дате подачи (27 августа 2019 года) патентной заявки Германии № 20 2019 104 698.8. Полное раскрытие этих заявок включено в настоящей документ посредством ссылки.Application No. PCT/DE2020/100718 (filed August 18, 2020), the priority of which is claimed by the filing date (August 27, 2019) of German patent application No. 20 2019 104 698.8. The entire disclosure of these applications is incorporated herein by reference.
ПредпосылкиPrerequisites
Область техникиField of technology
Раскрытое в настоящем документе изобретение относится к устройству кондиционирования воздуха для рельсового транспортного средства, в котором указанное устройство подходит для воспламеняемых хладагентов и выполнено в виде компактного компонента оборудования для установки на крыше транспортного средства и по меньшей мере содержит секции для обработки воздуха и компрессорноожижительный блок и, как вариант, секции для отвода воздуха, электрическую распределительную коробку и/или глушитель.The invention disclosed herein relates to an air conditioning apparatus for a rail vehicle, wherein said apparatus is suitable for flammable refrigerants and is configured as a compact piece of equipment for installation on the roof of the vehicle and at least includes sections for air handling and a compressor-liquefier unit and, optionally, air exhaust sections, electrical distribution box and/or muffler.
Уровень техникиState of the art
Известны различные хладагенты для устройств кондиционирования воздуха в транспортных средствах, в которых использование синтетических хладагентов, в частности, проблематично с экологической точки зрения. По этой причине хладагент R134a очень широко используют в транспортных средствах с двигателем, а также в рельсовых транспортных средствах. Однако, данный хладагент, улетучиваясь в окружающую среду, действует как парниковый газ. Таким образом, использование хладагента R134a для новых легковых автомобилей в Европейском Союзе было прекращено 01 января 2017.Various refrigerants are known for air conditioning devices in vehicles, in which the use of synthetic refrigerants in particular is problematic from an environmental point of view. For this reason, R134a refrigerant is very widely used in motor vehicles as well as rail vehicles. However, this refrigerant, when released into the environment, acts as a greenhouse gas. Therefore, the use of R134a refrigerant for new passenger cars in the European Union was phased out on January 1, 2017.
В качестве альтернативы хладагента R134a в настоящее время преимущественно используют хладагент R1234yf, который обеспечивает гораздо меньший парниковый эффект, но является воспламеняемым и классифицируется как хладагент A2L. Однако даже использование данного хладагента в настоящее время подвергается критике со стороны экспертов. Например, при выделении при температурах >250°С образуется высокотоксичная плавиковая кислота (HF - hydrofluoric acid), и в качестве продукта разложения, который накапливается, в частности, в воде, в окружающей среде образуется стойкая трифторуксусная кислота (TFA trifluoroacetic acid). Из-за соответствующих рисков от использования хладагентов на основе гидрофторолефина (HFO), таких как R1234yf, также принципиально отказываются.As an alternative to R134a, the refrigerant currently predominantly used is R1234yf, which has a much lower greenhouse effect but is flammable and is classified as an A2L refrigerant. However, even the use of this refrigerant is currently criticized by experts. For example, when released at temperatures >250°C, highly toxic hydrofluoric acid (HF) is formed, and as a decomposition product that accumulates, in particular in water, persistent trifluoroacetic acid (TFA trifluoroacetic acid) is formed in the environment. Due to the associated risks, the use of hydrofluoroolefin (HFO) refrigerants such as R1234yf is also generally avoided.
Альтернативой является использование двуокиси углерода (R744) в качестве природного хладагента. Тем не менее, использование R744 приводит к сравнительно сложной технологическим решениям для оборудования из-за требуемого высокого давления в устройстве по сравнению с другими хладагентами. Более того, при высоких температурах окружающей среды происходит значительное ухудшение коэффициента полезного действия (КПД) и, таким образом, значительное увеличение потребности в энергии для кондиционирования воздуха. Кроме того, при повышении температуры окружающей среды резко снижена холодопроизводительность, которая может быть компенсирована соответствующим увеличением размеров компонентов.An alternative is to use carbon dioxide (R744) as a natural refrigerant. However, the use of R744 results in relatively complex equipment processing solutions due to the high device pressure required compared to other refrigerants. Moreover, at high ambient temperatures there is a significant deterioration in the coefficient of performance (COP) and thus a significant increase in the energy requirement for air conditioning. In addition, as the ambient temperature rises, the cooling capacity is sharply reduced, which can be compensated for by a corresponding increase in the size of the components.
Таким образом очевидно, что используемые на сегодняшний день хладагенты в конечном итоге представляют собой компромисс между разными требованиями с точки зрения функциональности, экологии и безопасности. Существует необходимость в использовании хладагентов для устройств кондиционирования воздуха транспортных средств, в частности, для рельсовых транспортных средств, которые экологически некритичны при выбросе в окружающую среду, демонстрируют высокую энергоэффективность во всем рабочем диапазоне и при их использовании возможно применение знаний и опыта технологии холодного пара, применяемой до настоящего времени. Что касается рельсовых транспортных средств, данные блоки в основном выполнены в виде компактных блоков для крыши транспортного средства. Независимо от конкретной конструкции, такие компактные блоки кондиционирования воздуха обычно содержат секцию обработки воздуха и компрессорно-ожижительную секцию и могут содержать оборудование для отвода воздуха, электрическую распределительную коробку и/или секции глушителя.It is therefore clear that the refrigerants used today ultimately represent a compromise between different requirements in terms of functionality, ecology and safety. There is a need for the use of refrigerants for vehicle air conditioning devices, in particular for rail vehicles, which are environmentally non-critical when released into the environment, demonstrate high energy efficiency over the entire operating range and can benefit from the knowledge and experience of cold steam technology used until now. As for rail vehicles, these units are mainly designed as compact units for the roof of the vehicle. Regardless of the specific design, such compact air conditioning units typically contain an air handling section and a compressor-liquefaction section and may contain air exhaust equipment, an electrical distribution box, and/or muffler sections.
В качестве решения для вышеописанных требований в качестве альтернатив хладагентов представляют интерес воспламеняемые углеводороды, такие как пропан (R290), пропилен (R1270) или изобутан (R600a). Эти хладагенты широко используются в устройствах прямого расширения с ограниченным количеством заправки (<150 г или <500 г), в частности, в стационарных устройствах. Если для обеспечения более высокой хладопроизводительности требуются большие количества заправки, предпочтительным является использование непрямых устройств из-за возможности воспламенения данных устройств прямого расширения.As a solution to the above requirements, flammable hydrocarbons such as propane (R290), propylene (R1270) or isobutane (R600a) are of interest as refrigerant alternatives. These refrigerants are widely used in direct expansion applications with limited charge quantities (<150 g or <500 g), particularly in stationary applications. If larger charge quantities are required to provide higher refrigeration capacity, the use of indirect expansion devices is preferred due to the ignition potential of these direct expansion devices.
Для кондиционирования воздуха в рельсовых транспортных средствах на данный момент практически не используют воспламеняемые хладагенты - ни в устройстве прямого испарения, ни в устройстве непрямого испарения, из-за опасности взрыва и пожара, связанной с такими хладагентами. Вышеупомянутый риск снижен в устройстве непрямого испарения, если устройство кондиционирования воздуха оснащено средствами вторичного контура. В данном случае необходимая мощность охлаждения (или нагрева) обеспечена в первичном контуре с использованием воспламеняемых хладагентов в обычных компрессионных контурах хладагента, причем первичный контур расположен снаружи транспортногоFor air conditioning in rail vehicles, virtually no flammable refrigerants are currently used, either in direct expansion or indirect expansion, due to the explosion and fire hazards associated with such refrigerants. The above risk is reduced in an indirect evaporation device if the air conditioning device is equipped with secondary circuit means. In this case, the required cooling (or heating) power is provided in the primary circuit using flammable refrigerants in conventional refrigerant compression circuits, with the primary circuit located outside the transport
- 1 044586 средства и, таким образом, не имеет прямого соединения с салоном транспортного средства. Эта охлаждающая мощность передается посредством теплообменников (предпочтительно пластинчатых теплообменников) во вторичный контур, который выполнен, например, в качестве рассольного контура с водногликолевыми смесями.- 1 044586 means and thus does not have a direct connection to the vehicle interior. This cooling power is transferred via heat exchangers (preferably plate heat exchangers) to a secondary circuit, which is designed, for example, as a brine circuit with water-glycol mixtures.
Техническое решение такого типа известно из международной публикации WO 2018/137908 А1. Согласно данному документу рельсовое транспортное средство имеет первичный контур для хладагента, который расположен снаружи транспортного средства и конструктивно полностью отделен от пассажирского салона. Вторичный контур для хладагента расположен по меньшей мере частично внутри рельсового транспортного средства. Теплообмен между первичным контуром для хладагента и вторичным контуром для хладагента обеспечен с помощью промежуточного теплообменника, расположенного под полом в наружной зоне. В результате первичный контур для хладагента полностью выведен за пределы салона рельсового транспортного средства. Такая конструкция означает, что при использовании воспламеняемых веществ меры безопасности, которые требуется учесть, в основном касаются внешней зоны, в то время как внутренняя зона может считаться такой же безопасной, как и известные устройства. Это означает, что также возможно использование хладагентов, которые в целях безопасности до сих пор практически не использовались для кондиционирования воздуха в пассажирских салонах. Таким образом, в документе WO 2018/137908 А1 предложено применение воспламеняемых хладагентов, таких как пропан, который хорошо подходит в качестве хладагента с функциональной точки зрения, но до сих пор практически не использовался из-за проблем, связанных с опасностью пожара и взрыва, о которых говорилось выше.A technical solution of this type is known from the international publication WO 2018/137908 A1. According to this document, a rail vehicle has a primary refrigerant circuit that is located outside the vehicle and is structurally completely separate from the passenger compartment. The secondary coolant circuit is located at least partially inside the rail vehicle. Heat exchange between the primary refrigerant circuit and the secondary refrigerant circuit is ensured by an intermediate heat exchanger located under the floor in the outer area. As a result, the primary coolant circuit is completely removed from the passenger compartment of the rail vehicle. This design means that when flammable substances are used, the safety considerations that need to be taken into account mainly concern the outer zone, while the inner zone can be considered as safe as known devices. This means that it is also possible to use refrigerants that, for safety reasons, have so far been practically not used for air conditioning in passenger compartments. Thus, WO 2018/137908 A1 proposes the use of flammable refrigerants such as propane, which is well suited as a refrigerant from a functional point of view, but has so far been largely unused due to problems associated with fire and explosion hazards. which were mentioned above.
Принимая во внимание уровень техники, описанный в документе WO 2018/137 908 А1, и аналогичные предложенные решения, можно ожидать, что допущение использования воспламеняемых хладагентов в устройствах кондиционирования воздуха для рельсовых транспортных средств значительно возрастет в среднесрочной перспективе. Тем не менее, следует отметить, что использование непрямого контура все равно приведет к недостаткам при использовании энергии из-за тепловых потерь в промежуточном теплообменнике, а также к дополнительному весу и необходимости в дополнительном пространстве для установки. Таким образом, для широкого использования воспламеняемых хладагентов есть потребность в устройстве прямого испарения, в котором устранены данные недостатки. Для обеспечения пожаро- и взрывобезопасности высокого уровня, в том числе в случае возможных эксплуатационных неисправностей, в устройствах кондиционирования воздуха рельсовых транспортных средств в конечном итоге необходимы дополнительные конструктивные решения, которые приводят к необходимости выполнения специальных конструкций различных узлов.Taking into account the state of the art described in WO 2018/137 908 A1 and similar proposed solutions, it can be expected that the acceptance of flammable refrigerants in air conditioning devices for rail vehicles will increase significantly in the medium term. However, it should be noted that using an indirect loop will still result in disadvantages in energy use due to heat losses in the intermediate heat exchanger, as well as additional weight and the need for additional installation space. Thus, for the widespread use of flammable refrigerants, there is a need for a direct evaporation device that eliminates these disadvantages. To ensure a high level of fire and explosion safety, including in the event of possible operational malfunctions, in air conditioning devices of rail vehicles, additional design solutions are ultimately required, which lead to the need for special designs of various components.
Схожее решение известно из патентного документа DE 19522099 А1, в котором описан вариант расположения вентиляторов и других компонентов в непроницаемых под давлением камерах. Кроме того, в патентном документе DE 9319874 U1 предложено полное герметичное уплотнение нескольких узлов в контуре для хладагента устройства кондиционирования воздуха в непроницаемой под давлением конструкции для предотвращения неконтролируемых протечек хладагента. Данный подход по своей сути представляет интерес для специалистов в данной области техники. Тем не менее, ни в одном из опубликованных документов не содержится каких-либо предложений о том, как именно может быть реализована предложенная идея. Кроме того, описанные решения не подходят для воспламеняемых хладагентов.A similar solution is known from patent document DE 19522099 A1, which describes an arrangement of fans and other components in pressure-tight chambers. In addition, patent document DE 9319874 U1 proposes a complete hermetic seal of several units in the refrigerant circuit of an air conditioning device in a pressure-tight structure to prevent uncontrolled refrigerant leaks. This approach is inherently of interest to those skilled in the art. However, none of the published documents contain any suggestions on how exactly the proposed idea might be implemented. In addition, the solutions described are not suitable for flammable refrigerants.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Задача данного объекта изобретения состоит в создании устройства прямого испарения, в котором кондиционируемый воздух для пассажирской зоны изолирован внутри устройства кондиционирования воздуха так, что в случае протечки в узлах для переноса хладагента исключено попадание воспламеняемого хладагента в салон транспортного средства.It is an object of the present invention to provide a direct expansion device in which conditioned air for a passenger area is contained within the air conditioning device so that in the event of a leak in the refrigerant transfer units, flammable refrigerant is prevented from entering the vehicle interior.
Данная задача решена благодаря тому, что узлы и компоненты для переноса хладагента расположены за пределами зон каналов комфортной вентиляции, в отдельном корпусе и открываются в окружающую среду. Таким образом, компоненты вентиляционной установки, например, заслонки смешанного воздуха для наружного воздуха/воздуха окружающей среды, воздушные фильтры, заслонки, вентилятор приточного воздуха, испаритель и средство для контроля нагрева, а также их границы для впуска наружного воздуха и/или впуска окружающего воздуха и для вдувания приточного воздуха расположены внутри воздухонепроницаемого и/или непроницаемого под давлением канала в корпусе компактного блока или, в качестве альтернативы, в устройстве кондиционирования воздуха, выполненного таким образом. Все компоненты за пределами указанного канала выполнены с возможностью открывания в окружающую среду, так что любая возможная протечка, которая может возникнуть, отводится или выводится наружу.This problem is solved due to the fact that the units and components for transferring the refrigerant are located outside the zones of the comfortable ventilation channels, in a separate housing and open to the environment. Thus, the components of the ventilation unit, e.g. mixed air dampers for outdoor/ambient air, air filters, dampers, supply air fan, evaporator and heating control, as well as their boundaries for outdoor air intake and/or ambient air intake and for injecting fresh air are located within an airtight and/or pressuretight duct in the compact unit housing or, alternatively, in an air conditioning device so configured. All components outside said channel are designed to open to the environment, so that any possible leakage that may occur is diverted or vented to the outside.
Таким образом, канал комфортной вентиляции, т.е. воздух, который должен быть подан пассажирам в транспортном средстве, отделен в указанном устройстве и герметично изолирован от контура для хладагента, в котором технические части с хладагентом выполнены как типовой и известный герметичный контур для хладагента. Следовательно, в одном аспекте новизна данного изобретения по сравнению с известным уровнем техники заключается в том, что все части для переноса хладагента размещены за пределами канала комфортной вентиляции и расположены в корпусе так, что они защищены от повреж- 2 044586 дения или случайного проникновения. В этом случае части для переноса хладагента расположены так, что они открыты в окружающую среду для обеспечения выведения любых протечек наружу посредством пассивной вентиляции и для предотвращения воспламеняющейся концентрации в течение длительного периода времени. При отсутствии потенциальных источников воспламенения части для переноса хладагента также могут быть расположены в отдельной закрытой воздухонепроницаемой зоне. Кроме того, для предотвращения попадания хладагента в зону канала комфортной вентиляции между двумя зонами канала комфортной вентиляции и корпуса с компонентами для переноса хладагента установлено соответствующее уплотнение (техническое уплотнение). Дополнительные преимущественные варианты выполнения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения, а их технические признаки описаны в примерном варианте выполнения.Thus, the comfort ventilation channel, i.e. the air to be supplied to the passengers in the vehicle is separated in said device and sealed from a refrigerant circuit, in which the refrigerant technical parts are configured as a typical and known sealed refrigerant circuit. Therefore, in one aspect, the novelty of the present invention compared to the prior art is that all refrigerant transfer parts are located outside the comfort ventilation duct and are located in the housing so that they are protected from damage or accidental entry. In this case, the refrigerant transfer parts are arranged so that they are open to the environment to ensure that any leaks are vented to the outside through passive ventilation and to prevent flammable concentrations over an extended period of time. If there are no potential ignition sources, the refrigerant transfer parts may also be located in a separate, enclosed, airtight area. In addition, to prevent refrigerant from entering the comfort ventilation duct area, a suitable seal (technical seal) is installed between the two areas of the comfort ventilation duct and the housing with the refrigerant transfer components. Additional advantageous embodiments are indicated in the dependent claims, and their technical features are described in an exemplary embodiment.
Согласно техническому решению в соответствии с данным изобретением вспомогательные узлы устройства кондиционирования воздуха для рельсового транспортного средства, для которых необходима обработка воздуха, изолированы так, что контакт этих вспомогательных узлов с воспламеняемыми хладагентами, возникающий в результате протечки, предотвращен благодаря воздухонепроницаемой и/или непроницаемой под давлением конструкции канала. В этом случае допустимость использования воспламеняемых хладагентов в устройствах кондиционирования воздуха для рельсовых транспортных средств повышается, поскольку теперь есть возможность обеспечить защиту от огня и взрыва внутренней зоны даже в случае неконтролируемого выброса воспламеняемого хладагента в наружную зону.According to the technical solution according to the present invention, the auxiliary components of an air conditioning device for a rail vehicle, which require air treatment, are insulated so that contact of these auxiliary components with flammable refrigerants resulting from leakage is prevented due to the airtight and/or pressuretight channel designs. In this case, the acceptability of using flammable refrigerants in air conditioning devices for rail vehicles is increased because it is now possible to provide fire and explosion protection to the interior zone even in the event of an uncontrolled release of flammable refrigerant to the exterior zone.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Далее со ссылкой на чертежи более подробно описан иллюстративный вариант выполнения данного изобретения.An exemplary embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to the drawings.
Фиг. 1 упрощенно изображает основную конструкцию устройства кондиционирования воздуха для рельсового транспортного средства, которая подходит для использования воспламеняемых хладагентов и выполнена в виде компактного блока оборудования с возможностью установки на крыше транспортного средства, при этом корпус устройства кондиционирования воздуха в данном случае не показан,Fig. 1 shows in a simplified manner the basic structure of an air conditioning device for a rail vehicle, which is suitable for the use of flammable refrigerants and is designed as a compact unit of equipment capable of being installed on the roof of a vehicle, wherein the housing of the air conditioning device is not shown,
Фиг. 2 упрощенно изображает первый вариант расположения узлов устройства кондиционирования воздуха в воздухонепроницаемом канале,Fig. 2 shows in a simplified manner the first variant of the arrangement of the components of the air conditioning device in an airtight duct,
Фиг. 3 упрощенно изображает второй вариант расположения узлов устройства кондиционирования воздуха в непроницаемом под давлением канале,Fig. 3 shows in a simplified manner a second variant of the arrangement of air conditioning device components in a pressure-tight duct,
Фиг. 4 упрощенно изображает третий вариант расположения узлов устройства кондиционирования воздуха в воздухонепроницаемом канале,Fig. 4 shows in a simplified way the third option for arranging components of an air conditioning device in an airtight duct,
Фиг. 5 упрощенно изображает четвертый вариант расположения узлов устройства кондиционирования воздуха в непроницаемом под давлением канале, иFig. 5 simplifies the fourth embodiment of the arrangement of the air conditioning device components in a pressure-tight duct, and
Фиг. 6 упрощенно изображает пример конкретного варианта выполнения секций линии для переноса хладагента испарителя для конструкций воздухонепроницаемого или непроницаемого под давлением канала.Fig. 6 is a simplified example of a specific embodiment of evaporator refrigerant transfer line sections for airtight or pressuretight duct designs.
Подробное описаниеDetailed description
На фиг. 1 показана основная конструкция устройства кондиционирования воздуха для рельсового транспортного средства (не показано), которая подходит для использования воспламеняемых хладагентов категорий А2, A2L и A3 и выполнена в виде компактного блока оборудования с возможностью установки на крыше рельсового транспортного средства. Показаны только основные компоненты для обработки воздуха, без иллюстрации корпуса устройства кондиционирования воздуха. Соответственно, устройство кондиционирования воздуха содержит дополнительную секцию А выходящего воздуха, секцию В обработки воздуха, дополнительную электрическую распределительную коробку С и компрессорноожижительный блок D. Секции В и А могут содержать, в качестве основных компонентов, клапаны 1 для скачков давления, заслонки 2 для смешанного воздуха, предназначенные для наружного воздуха/ воздуха окружающей среды, воздушный фильтр 3, вентилятор 4 приточного воздуха, испаритель 5, средство 6 для контроля нагрева, заслонки 7 для приточного воздуха и вытяжной вентилятор 8, как показано на чертеже. Кроме того, показаны границы для впуска а свежего воздуха, впуска b окружающего воздуха, отверстия с для выходящего воздуха, впуска d выходящего воздуха, выпуска el приточного воздуха и выпуска е2 приточного воздуха.In fig. 1 shows the basic structure of an air conditioning device for a rail vehicle (not shown), which is suitable for the use of flammable refrigerants of categories A2, A2L and A3 and is designed as a compact unit of equipment for installation on the roof of a rail vehicle. Only the main air handling components are shown, and the air conditioning unit housing is not illustrated. Accordingly, the air conditioning device contains an additional exhaust air section A, an air treatment section B, an additional electrical distribution box C and a compressor-liquefier unit D. Sections B and A may contain, as main components, pressure surge valves 1, mixed air dampers 2 , intended for outdoor/ambient air, air filter 3, supply air fan 4, evaporator 5, heating control means 6, supply air dampers 7 and exhaust fan 8, as shown in the drawing. In addition, the boundaries for fresh air inlet a, ambient air inlet b, exhaust air inlet c, exhaust air inlet d, fresh air outlet el and fresh air outlet e2 are shown.
На фиг. 2 показан вариант расположения нескольких узлов, показанных на фиг. 1, внутри воздухонепроницаемого канала в корпусе устройства кондиционирования воздуха. Этот воздухонепроницаемый канал упрощенно показан несколько более жирной пунктирной линией контура. Соответственно, заслонки 2 для смешанного воздуха, предназначенный для наружного воздуха/воздуха окружающей среды, воздушный фильтр 3, заслонки 7 для приточного воздуха, вентилятор 4 приточного воздуха, испаритель 5 и средство 6 контроля нагрева секции В для обработки воздуха, а также их границы относительно впуска а свежего воздуха и/или впуска b окружающего воздуха и относительно выпусков e1 и/или е2 приточного воздуха расположены внутри воздухонепроницаемого канала в корпусе устройства кондиционирования воздуха, которое выполнено в виде компактного блока оборудования. В этом случае обозначение АВ означает внешнюю среду, видимую из указанного канала, а обозначение IB означает внутреннюю зону обработки воздуха, видимую из указанного канала, причем зона АВ открыта в окру- 3 044586 жающую среду, и возможная потенциальная утечка может быть отведена или выведена наружу, а зона IB представляет собой защищенную внутреннюю зону, в которой не предполагается протечек, так как испаритель выполнен в виде защищенного испарителя.In fig. 2 shows an arrangement of several nodes shown in FIG. 1, inside an airtight duct in the housing of the air conditioning device. This airtight channel is simplistically shown with a slightly thicker dotted outline. Accordingly, dampers 2 for mixed air intended for outside/ambient air, air filter 3, dampers 7 for supply air, supply air fan 4, evaporator 5 and heating control means 6 of section B for air treatment, as well as their boundaries relative to The fresh air inlet a and/or the ambient air inlet b and relative to the fresh air outlets e1 and/or e2 are located inside an airtight channel in the housing of the air conditioning device, which is designed as a compact unit of equipment. In this case, the designation AB means the external environment visible from said duct, and the designation IB means the internal air handling area visible from the said duct, wherein the area AB is open to the environment and possible potential leakage can be diverted or vented to the outside. , and zone IB is a protected internal zone in which leakage is not expected since the evaporator is designed as a protected evaporator.
На фиг. 3 показана модифицированная конструкция устройства, показанного на фиг. 2. В данном варианте секция А для выходящего воздуха вместе с клапаном 1 скачков давления и ее границы с впуском d выходящего воздуха и с отверстием с для выходящего воздуха также расположены внутри непроницаемого под давлением канала в корпусе блока кондиционирования воздуха. На этом чертеже непроницаемый под давлением канал также условно показан несколько более жирной пунктирной линией контура. Аналогично, обозначение АВ означает внешнюю среду, видимую из указанного канала, а обозначение IB означает внутреннюю зону обработки воздуха, видимую из указанного канала.In fig. 3 shows a modified design of the device shown in FIG. 2. In this embodiment, section A for the outgoing air together with the pressure surge valve 1 and its boundaries with the inlet d of the outgoing air and with the opening c for the outgoing air are also located inside a pressure-tight channel in the housing of the air conditioning unit. In this drawing, the pressure-tight channel is also conventionally shown with a slightly thicker dotted contour line. Likewise, the designation AB denotes the external environment visible from said duct, and the designation IB denotes the internal air handling area visible from said duct.
На фиг. 4 показан модифицированный вариант расположения, показанного на фиг. 2. В данном варианте электрическая распределительная коробка С также расположена внутри воздухонепроницаемого канала в корпусе устройства кондиционирования воздуха. На этом чертеже воздухонепроницаемый канал также условно показан несколько более жирной пунктирной линией контура. Схожим образом, обозначение АВ означает внешнюю среду, видимую из указанного канала, а обозначение IB означает внутреннюю зону обработки воздуха, видимую из указанного канала, причем зона АВ открыта в окружающую среду, и возможная протечка может быть отведена или выведена наружу, а зона IB представляет собой защищенную внутреннюю зону, в которой не предполагается протечек, так как испаритель выполнен в виде защищенного испарителя.In fig. 4 shows a modified version of the arrangement shown in FIG. 2. In this embodiment, the electrical junction box C is also located inside an airtight duct in the housing of the air conditioning device. In this drawing, the airtight channel is also conventionally shown with a slightly thicker dotted contour line. Similarly, the designation AB represents the external environment visible from said duct, and the designation IB represents the internal air handling area visible from said duct, wherein the AB area is open to the environment and possible leakage can be diverted or vented to the outside, and the IB area represents This is a protected internal zone in which no leaks are expected, since the evaporator is designed as a protected evaporator.
На фиг. 5 показан вариант выполнения, который дополнительно модифицирован по сравнению с вариантом на фиг. 4, и в данном случае (подобно варианту на фиг. 3) секция А устройства для выходящего воздуха вместе с клапаном 1 скачков давления и ее границы с впуском d выходящего воздуха и с отверстием с для выходящего воздуха также расположены внутри воздухонепроницаемого и непроницаемого под давлением канала в корпусе устройства кондиционирования воздуха. В данном случае воздухонепроницаемый и непроницаемый под давлением канал также условно показан несколько более жирной пунктирной линией контура. Схожим образом, обозначение АВ означает внешнюю среду, видимую из указанного канала, а обозначение IB означает внутреннюю зону обработки воздуха, видимую из указанного канала, причем зона АВ открыта в окружающую среду, и возможная протечка может быть отведена или выведена наружу, а зона IB представляет собой защищенную внутреннюю область, в которой не предполагается протечек, так как испаритель выполнен в виде защищенного испарителя.In fig. 5 shows an embodiment that is further modified compared to the embodiment in FIG. 4, and in this case (similar to the variant in Fig. 3) section A of the device for outgoing air together with the pressure surge valve 1 and its boundaries with the inlet d of outgoing air and with the opening c for outgoing air are also located inside an airtight and pressure-tight channel in the housing of the air conditioning unit. In this case, the airtight and pressuretight channel is also conventionally shown with a slightly thicker dotted contour line. Similarly, the designation AB represents the external environment visible from said duct, and the designation IB represents the internal air handling area visible from said duct, wherein the AB area is open to the environment and possible leakage can be diverted or vented to the outside, and the IB area represents is a protected internal area in which no leaks are expected, since the evaporator is designed as a protected evaporator.
На фиг. 6 показан пример конкретного расположения и конструкции секций линии для переноса хладагента испарителя 5. На фиг. 6 показаны две секции контура для хладагента, секция ВР (трубный пучок внутри испарителя) и секция BR (зона труб контура для хладагента в секции обработки воздуха), а также электрическая распределительная коробка С и компрессорно-ожижительный блок D. Границы f1 и f2 выполнены для закрытых линий для хладагента в секциях BR и С, а разделительный стенки g1 и g2 выполнены для обеспечения уплотнения испарителя. Кроме того, испаритель 5, компрессор 9, ожижитель 10, датчик 11 давления впуска, линия 12 для жидкости электромагнитного клапана, впускная линия 13 электромагнитного клапана, дополнительная обходная линия 14 электромагнитного клапана, впускная линия 15, линия 16 для жидкости и дополнительная обходная линия 17 показаны в качестве главных компонентов для каждого контура для хладагента.In fig. 6 shows an example of the specific arrangement and design of the refrigerant transfer line sections of the evaporator 5. FIG. Figure 6 shows two sections of the refrigerant circuit, section BP (tube bundle inside the evaporator) and section BR (zone of the refrigerant circuit pipes in the air handling section), as well as the electrical distribution box C and the compressor-liquefier unit D. The boundaries f1 and f2 are made for closed refrigerant lines in sections BR and C, and dividing walls g1 and g2 are designed to provide a seal to the evaporator. In addition, evaporator 5, compressor 9, liquefier 10, inlet pressure sensor 11, solenoid valve liquid line 12, solenoid valve inlet line 13, auxiliary solenoid valve bypass line 14, inlet line 15, liquid line 16, and auxiliary bypass line 17 are shown as the main components for each refrigerant circuit.
Прямые трубки испарителя 5, которые ограничены стенками g1 и g2 и размещены в зоне IB, являются единственными компонентами контура для хладагента, которые находятся в зоне воздухонепроницаемого и непроницаемого под давлением канала и могут быть перекрыты в случае повреждения или значительного резкого падения давления (при большой протечке хладагента снаружи или внутри). В этом случае дополнительно минимизирован риск. Отключение происходит путем закрывания линии 12 для жидкости электромагнитного клапана, а также электромагнитных клапанов 13 и 14 на впускной линии 15 и обходной линии 17. Кроме этого, перед перекрыванием контура для хладагента данная отключаемая зона может быть опорожнена с помощью функции откачки (pump out). Такую откачку осуществляют путем закрывания линии 12 для жидкости электромагнитного клапана и обходной линии 14 электромагнитного клапана во время работы компрессора 9. В этом случае опорожняется все трубопроводное соединение от линии 12 для жидкости электромагнитного клапана до стороны впуска компрессора 9. Если точнее, это относится к линии 16 для жидкости ниже по потоку от линии 12 для жидкости электромагнитного клапана, с прохождением через зоны f1 и f2, и далее по пакету труб испарителя (ВР) обратно по впускной линии 15 и обходной линии 17 через зоны f1 и f2. Когда достигнуто определенное давление всасывания, компрессор 9 отключают, а электромагнитный клапан 13 впускной линии 15 закрывают. Расположение электромагнитных клапанов 12, 13 и 14 приведено лишь в качестве примера и может, например, быть обеспечено рядом с испарителем 5. За счет этого и после отключения и опорожнения контура для хладагента может быть обеспечено дополнительное отслеживание опорожняемой секции с помощью датчика 11 давления впуска, расположенного в опорожняемой секции, и выполнен повтор откачки при достижении заданного давления в опорожняемой секции. В этом случае повышение давления связано с наличием хладагента в опорожняемой секции. Это обеспечивает возможность дополнительного наблюдения за ходом опорожнения отключаемой секции.The straight evaporator tubes 5, which are delimited by walls g1 and g2 and located in zone IB, are the only components of the refrigerant circuit that are located in the airtight and pressuretight duct zone and can be closed in the event of damage or a significant sudden drop in pressure (major leak). refrigerant outside or inside). In this case, the risk is further minimized. Shutdown occurs by closing solenoid valve fluid line 12, as well as solenoid valves 13 and 14 on inlet line 15 and bypass line 17. Additionally, this shutoff zone can be emptied using the pump out function before shutting off the refrigerant circuit. This pumping is accomplished by closing the solenoid valve fluid line 12 and the solenoid valve bypass line 14 while the compressor 9 is running. In this case, the entire piping connection from the solenoid valve fluid line 12 to the inlet side of the compressor 9 is emptied. More specifically, this refers to the line 16 for fluid downstream of solenoid valve fluid line 12, through zones f1 and f2, and then through the evaporator tube stack (EP) back through inlet line 15 and bypass line 17 through zones f1 and f2. When a certain suction pressure is reached, the compressor 9 is turned off and the solenoid valve 13 of the inlet line 15 is closed. The location of the solenoid valves 12, 13 and 14 is given as an example only and can, for example, be provided next to the evaporator 5. Due to this, even after the refrigerant circuit has been switched off and emptied, additional monitoring of the emptied section can be ensured using the inlet pressure sensor 11, located in the section to be emptied, and pumping is repeated when the specified pressure is reached in the section to be emptied. In this case, the increase in pressure is due to the presence of refrigerant in the section being emptied. This provides the possibility of additional monitoring of the emptying progress of the section being switched off.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202019104698.8 | 2019-08-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA044586B1 true EA044586B1 (en) | 2023-09-11 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103660850B (en) | Air-conditioning equipment for automobile | |
US10875385B2 (en) | Climate control system of a motor vehicle and method for operating the climate control system | |
WO2010079818A1 (en) | Air conditioning device for vehicle | |
US9796246B2 (en) | Vehicle heat pump device, and vehicle air-conditioning device | |
CN103476612B (en) | cooling device | |
EP2694303B1 (en) | Cooling apparatus | |
JP2008201409A (en) | Heating-cooling system for bus using motor-driven compressor with high pressure unit | |
KR101620743B1 (en) | Modular air conditioning system | |
JP2011105151A (en) | Air-conditioning system for vehicle | |
KR102020930B1 (en) | Refrigerant circuit, particularly for vehicles comprising electric or hybrid power train and method for operating the refrigerant circuit | |
CN101910758B (en) | Mounting of pressure relief devices in a high pressure refrigeration system | |
GB2460146A (en) | Refrigeration system with duct connected to side wall of trailer | |
CN114251875A (en) | Ejector enhanced heat recovery refrigeration system | |
CN110402203B (en) | Refrigeration device for a vehicle | |
US12116022B2 (en) | Air-conditioning system for a rail vehicle (having air-tight or pressure-tight ducting in the air treatment section) | |
EA044586B1 (en) | AIR CONDITIONING DEVICE FOR VEHICLE | |
CN117622492B (en) | Temperature regulating system in aircraft cabin and control method | |
CA3137440C (en) | Climate control system for a vehicle | |
WO2020012182A1 (en) | A vehicle air conditioning system | |
US20220242197A1 (en) | Refrigerant system with two inner heat exchangers | |
CN210455168U (en) | Cooling and dehumidifying system of refuge cabin for ship | |
EP1128139A1 (en) | Refrigerating system for refrigerator motor vehicles | |
JP4781809B2 (en) | Air conditioner | |
EA042102B1 (en) | AIR CONDITIONING DEVICE FOR RAIL VEHICLE | |
JP2023521925A (en) | Valve unit and its assembly method |