Disposición para temperar componentes eléctricos en un vehículo.

Disposición para refrigerar componentes eléctricos en un vehículo sobre carriles,

- con un primer compartimiento

(102),

- con al menos un segundo compartimiento (103.1,103.2) realizado como armario de distribución para alojar componentes eléctricos (104.1,104.2) que han de ser refrigerados y

- con un dispositivo de climatización (105),

- estando realizado el dispositivo de climatización (105) para climatizar el primer compartimiento (102) y el segundo compartimiento (103.1,103.2),

- estando realizado el dispositivo de climatización (105) para evacuar aire de escape del primer compartimiento (102) y evacuar al menos una parte del aire de escape como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles,

- estando realizado el dispositivo de climatización (105) para conducir al menos una parte del aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.103.2) para la refrigeración del al menos un segundo compartimiento (103.103.2) y evacuarlo como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles,

- presentando el dispositivo de climatización (105) una primera unidad de climatización (106) para climatizar el primer compartimiento (102),

caracterizada por que

- la primera unidad de climatización (106) presenta una primera unidad de ventilador (106.1) para transportar la parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.103.2) y

- el dispositivo de climatización (105) presenta una segunda unidad de climatización (108) para climatizar el al menos un segundo compartimiento (103.103.2) y

- la segunda unidad de climatización presenta una segunda unidad de ventilador (108) para transportar la parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.103.2),

- la segunda unidad de ventilador (108) está realizada para generar en caso de un servicio de emergencia por el fallo de la primera unidad de ventilador (106.1) el caudal total para climatizar el primer compartimiento (102) y el al menos un segundo compartimiento (103.1,103.2).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/054441.

Solicitante: BOMBARDIER TRANSPORTATION GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: SCHONEBERGER UFER 1 10785 BERLIN ALEMANIA.

Inventor/es: SCHROEDER, THOMAS, DR., CHATZICHARALAMBOUS,KONSTANTIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FERROCARRILES > TIPOS DE VEHICULOS FERROVIARIOS O DETALLES CONSTITUTIVOS... > B61D27/00 (Calefacción, refrigeración, ventilación o acondicionamiento de aire)

PDF original: ES-2546838_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Disposición para temperar componentes eléctricos en un vehículo La invención se refiere a una disposición para refrigerar componentes eléctricos en un vehículo sobre carriles, con un primer compartimiento, con al menos un segundo compartimiento realizado como armario de distribución para alojar componentes eléctricos que han de ser refrigerados y con un dispositivo de climatización, estando realizado el dispositivo de climatización para climatizar el primer compartimiento y el segundo compartimiento, estando realizado el dispositivo de climatización para evacuar aire de escape del primer compartimiento y evacuar al menos una parte del aire de escape como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles, estando realizado el dispositivo de climatización para conducir al menos una parte del aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento para la refrigeración del al menos un segundo compartimiento y evacuarlo como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles, presentando el dispositivo de climatización una primera unidad de climatización para climatizar el primer compartimiento, presentando el dispositivo de climatización una segunda unidad de climatización para climatizar el al menos un segundo compartimiento y presentando la segunda unidad de climatización una segunda unidad de ventilador para transportar la parte de aire de escape a través del al menos segundo compartimiento. Además, la invención se refiere a un vehículo sobre carriles con una disposición de este tipo. Finalmente, la invención se refiere a un procedimiento para la refrigeración de componentes eléctricos en un vehículo sobre carriles con un primer compartimiento, con al menos un segundo compartimiento formado como armario de distribución para alojar los componentes eléctricos que han de ser refrigerados, en el cual se climatizan el primer compartimiento y el segundo compartimiento, para lo que se evacua aire de escape del primer compartimiento y al menos una parte del aire de escape se evacua como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles, y al menos una parte del aire de escape se conduce a través del al menos un segundo compartimiento para la climatización del al menos un segundo compartimiento y se evacua como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles, siendo climatizado el primer compartimiento a través de una primera unidad de climatización del dispositivo de climatización y siendo climatizado el al menos un segundo compartimiento por una segunda unidad de climatización del dispositivo de climatización, siendo transportada la parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento por una segunda unidad de ventilador de la segunda unidad de climatización. Una disposición correspondiente, un vehículo sobre carriles correspondiente y un procedimiento correspondiente se dieron a conocer por el documento EP 0 943 520 A1.

Generalmente, las disposiciones de este tipo se usan para la refrigeración de los componentes eléctricos o electrónicos en armarios de distribución de vehículos sobre carriless, especialmente vehículos tractores. En los puestos de maquinista de vehículos sobre carriless generalmente se encuentran armarios de distribución, cuya dotación de componentes eléctricos o electrónicos que producen calor de escape hace necesaria una refrigeración ajena para garantizar la capacidad de funcionamiento de los componentes durante el servicio.

Generalmente, para la refrigeración de este tipo de armarios de distribución se diferencia entre la refrigeración directa por aire y la refrigeración indirecta por aire. En la refrigeración directa por aire está previsto normalmente un ventilador separado que a través de una conducción de aire separada alimenta aire exterior (frecuentemente denominado también aire fresco) , desde fuera del vehículo, al armario de distribución y a los componentes eléctricos o electrónicos dispuestos en este que producen calor de escape. En el caso de la refrigeración indirecta por aire, dentro del armario de distribución se emplean intercambiadores de calor a través de los que están acoplados térmicamente un circuito de refrigeración interior y un circuito de refrigeración exterior, siendo transmitido el calor que dentro del armario de distribución es emitido al circuito de refrigeración interior, a través del intercambiador de calor, al circuito de refrigeración exterior, siendo evacuado después a través del circuito de refrigeración exterior.

En ambas variantes, a los armarios de distribución se ha de suministrar permanentemente aire a través de un sistema de conductos propio para poder evacuar de manera segura el calor perdido de los componentes dentro del armario de distribución. Esto requiere además que los ventiladores separados estén permanentemente en marcha. Además de una emisión de ruido correspondiente, estas realizaciones conducen por tanto también a un consumo de energía más elevado.

Por lo tanto, la presente invención tiene el objetivo de proporcionar una disposición, un vehículo así como un procedimiento del tipo mencionado al principio que no presente o al menos presente en menor medida las desventajas mencionadas anteriormente y con los que la temperación de los componentes eléctricos se realice de forma más sencilla y eficiente.

La presente invención consigue este objetivo partiendo de una disposición según el preámbulo de la reivindicación 1 mediante las características indicadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 1. Además, el objetivo se consigue mediante un vehículo sobre carriles según la reivindicación 11. Además, la invención consigue este objetivo partiendo de un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 12 mediante las características indicadas en la parte caracterizadora de la reivindicación 12.

La presente invención está basada en la teoría técnica de que se consigue una temperación sencilla y eficiente de componentes eléctricos o electrónicos del vehículo, si al menos una parte del aire de escape del primer

compartimiento se conduce a través del segundo compartimiento para la climatización del segundo compartimiento y se evacua como aire de salida al entorno del vehículo. De esta manera, la capacidad de absorción de calor aún presente en el aire de escape del primer compartimiento se puede aprovechar para temperar los componentes del segundo compartimiento (es decir, generalmente refrigerarlos) . Se consigue una integración funcional de la temperación de estos componentes en la climatización existente de por sí del primer compartimiento, que conduce a ahorros energéticos y técnicos. Además, según la invención, para temperar los componentes del segundo compartimiento se aprovecha la parte del aire de escape que de todas formas debe abandonar el vehículo como aire de salida, de modo que no se necesita energía adicional para una temperación o acondicionamiento subsiguiente de dicha corriente de aire.

Se ha mostrado entre otras cosas que incluso en el caso más desfavorable con altas temperaturas exteriores o fuerte irradiación solar sobre el vehículo, (gracias al acondicionamiento previo del aire de entrada al primer compartimiento) el calentamiento del aire en el primer compartimiento es relativamente reducido (generalmente sólo de pocos kelvin) . Por lo tanto, entre la parte de aire de escape conducida a través del segundo compartimiento (que sale del primer compartimiento generalmente a una temperatura inferior a 30 ºC) y los componentes que han de ser temperados en el segundo compartimiento existe un gradiente de temperatura suficientemente grande que generalmente conduce a una buena evacuación de calor del segundo compartimiento.

Cabe mencionar que el primer compartimiento puede ser generalmente una... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Disposición para refrigerar componentes eléctricos en un vehículo sobre carriles, -con un primer compartimiento (102) , -con al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) realizado como armario de distribución para alojar componentes eléctricos (104.1, 104.2) que han de ser refrigerados y -con un dispositivo de climatización (105) , -estando realizado el dispositivo de climatización (105) para climatizar el primer compartimiento (102) y el segundo compartimiento (103.1, 103.2) , -estando realizado el dispositivo de climatización (105) para evacuar aire de escape del primer compartimiento (102) y evacuar al menos una parte del aire de escape como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles, -estando realizado el dispositivo de climatización (105) para conducir al menos una parte del aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.103.2) para la refrigeración del al menos un segundo compartimiento (103.103.2) y evacuarlo como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles, -presentando el dispositivo de climatización (105) una primera unidad de climatización (106) para climatizar el primer compartimiento (102) , caracterizada por que -la primera unidad de climatización (106) presenta una primera unidad de ventilador (106.1) para transportar la parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.103.2) y -el dispositivo de climatización (105) presenta una segunda unidad de climatización (108) para climatizar el al menos un segundo compartimiento (103.103.2) y -la segunda unidad de climatización presenta una segunda unidad de ventilador (108) para transportar la parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.103.2) , -la segunda unidad de ventilador (108) está realizada para generar en caso de un servicio de emergencia por el fallo de la primera unidad de ventilador (106.1) el caudal total para climatizar el primer compartimiento (102) y el al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) .

2. Disposición según la reivindicación 1, caracterizada por que

- la segunda unidad de ventilador (108) está dispuesta en un sentido de transporte después del al menos un segundo compartimiento (103., 103.2) , -la segunda unidad de ventilador (108) está realizada a modo de un ventilador de salida para evacuar la parte de aire de escape como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles.

3. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que

- el dispositivo de climatización (105) comprende al menos una primera conducción de aire (103.3, 103.4) para conducir la parte de aire de escape al al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) -comprendiendo la primera conducción de aire una entrada de aire (103.3, 103.4) en una pared del al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2.

4. Disposición según la reivindicación 3, caracterizada por que

- la primera conducción de aire comprende un dispositivo de filtro (103.5, 103.6) para filtrar la parte de aire de escape, -estando dispuesto el dispositivo de filtro (103.5, 103.6) en la zona de la entrada de aire (103.3, 103.4) .

5. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que

- el dispositivo de climatización (105) presenta un dispositivo de control (105.1) y un dispositivo sensorial (105.3, 105.4) conectado al dispositivo de control (105.1) , -registrando el dispositivo sensorial (105.3, 105.4) una primera magnitud de medición representativa de la temperatura existente en la zona de los componentes eléctricos (104.1, 104.2) del segundo compartimiento (103.1, 103.2) , -transfiriendo el dispositivo sensorial (105.3, 105.4) un valor actual de la primera magnitud de medición al dispositivo de control (105.1) , -estando realizado el dispositivo de climatización (105) para variar un caudal de la primera parte de aire de escape de forma controlada por el dispositivo de control (105.1) en función del valor actual de la primera magnitud de medición.

6. Disposición según la reivindicación 5, caracterizada por que

- el dispositivo de control (105.1) está realizado para comparar el valor actual de la primera magnitud de medición con un valor límite y -el dispositivo de climatización (105) está realizado para aumentar, de forma controlada por el dispositivo de 9 5

control (105.1) , el caudal de la primera parte de aire de escape en caso de excederse el valor límite, -estando realizado el dispositivo de climatización (105) para ajustar un primer caudal constante de la primera parte de aire de escape en caso de quedarse por debajo del valor límite en un régimen de carga base y para ajustar un segundo caudal constante de la primera parte de aire de escape en caso de excederse el valor límite en un régimen de ventilación.

7. Disposición según la reivindicación 6, caracterizada por que

- el primer caudal es de 30 a 140 m3/h, y/o -el segundo caudal es de 300 a 600 m3/h.

8. Disposición según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada por que

- el dispositivo de climatización (105) presenta al menos una unidad de ventilador (106.1, 108) controlada por el dispositivo de control (105.1) para transportar la parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) , -estando realizada la unidad de ventilador (106.1, 108) para modificar su número de revoluciones para variar el caudal de la primera parte de aire de escape y/o -la unidad de ventilador (108) está dispuesta en un sentido de transporte después del al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) en una zona de techo del vehículo sobre carriles, y/o -la unidad de ventilador (108) está realizada a modo de un ventilador de salida para evacuar la parte de aire de escape como aire de salida al entorno del vehículo sobre carriles.

9. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que

- está previsto un segundo compartimiento (103.1, 103.2) adicional, y -el dispositivo de climatización (105) está realizado para climatizar el segundo compartimiento (103.1, 103.2) adicional, -estando realizado el dispositivo de climatización (105) para conducir una primera parte de la parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) y conducir una segunda parte de la parte de aire de escape a través del segundo compartimiento (103.1, 103.2) adicional, -presentando el dispositivo de climatización (105) especialmente al menos una unidad de ventilador (106.1, 108) para transportar la parte de aire de escape, que en un sentido de transporte está dispuesta después de los segundos compartimientos (103.1, 103.2) y unida a los segundos compartimientos (103.1, 103.2) a través de una segunda conducción de aire (107) respectivamente.

10. Disposición según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que

- el al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) está dispuesto de forma directamente contigua al primer compartimiento (102) , -estando dispuesto el al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) dentro del primer compartimiento (102) .

11. Vehículo sobre carriles con una disposición (101.1) según una de las reivindicaciones anteriores.

12. Procedimiento para refrigerar componentes eléctricos en un vehículo sobre carriles, con un primer compartimiento (102) y con al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) realizado como armario de distribución para alojar los componentes eléctricos (104.1, 104.2) que han de ser refrigerados, en el que

- se climatizan el primer compartimiento (102) y el segundo compartimiento (103.1, 103.2) , -siendo evacuado aire de escape del primer compartimiento (102) y siendo evacuado al menos una parte del aire de escape como aire de salida al entorno del vehículo, -siendo conducida al menos una parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) para la climatización del al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) y evacuada como aire de salida al entorno del vehículo -climatizándose el primer compartimiento (102) a través de una primera unidad de climatización (106) del dispositivo de climatización (105)

caracterizado por que -la parte de aire de escape es transportada a través del al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) por una primera unidad de ventilador (106.1) de la primera unidad de climatización (106) , -el al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) es climatizado por una segunda unidad de climatización (108) del dispositivo de climatización (105) , siendo transportada la parte de aire de escape a través del al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) por una segunda unidad de ventilador (108) de la

segunda unidad de climatización, -en caso de un servicio de emergencia por el fallo de la primera unidad de ventilador (106.1) , la segunda unidad de ventilador (108) produce el caudal total para climatizar el primer compartimiento (102) y el al menos un segundo compartimiento (103.1, 103.2) .

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que -se registra una primera magnitud de medición representativa de la temperatura existente en la zona de los componentes eléctricos (104.1, 104.2) del segundo compartimiento (103.1, 103.2) , y -un caudal de la primera parte de aire de escape se varía en función del valor actual de la primera magnitud de medición, -siendo comparado el valor actual de la primera magnitud de medición especialmente con un valor límite y siendo incrementado el caudal de la primera parte de aire de escape en caso de excederse el valor límite, -ajustándose en caso de quedar por debajo del valor límite en un régimen de carga base un primer caudal constante de la primera parte de aire de escape y ajustándose en caso de excederse el valor límite en un régimen de ventilación un segundo caudal constante de la primera parte de aire de escape.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizada por que -el primer caudal es de 30 a 140 m3/h, y/o -el segundo caudal es de 300 a 600 m3/h.