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LEHMANN, Dirk (Uerdinger Str. 581a, Krefeld, 47800, DE)
ELSENHEIMER, Frank (Dieckmannsfeld 24, Bochum, 44805, DE)
LEHMANN, Dirk (Uerdinger Str. 581a, Krefeld, 47800, DE)
| Patentansprüche 1. Fahrzeug mit einer Kühlanlage (KL) zur Kühlung wenigstens einer zu entwärmenden Komponente (TK) des Fahrzeugs und einer Klimaanlage (KL) zur Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verflüssiger (1) der Klimaanlage (KL) als Wärmeaustauscher in Kältemittel-Fluid-Ausführung ausgebildet ist, der Wärmeaustauscher in der Klimaanlage (KL) angeordnet ist und eine Eingangsseite des Wärmeaustauschers zu dessen Entwärmung mit einer Ausgangsseite eines Wärmeaustauschers (14) in Luft- Fluid-Ausführung der Kühlanlage (KU) verbindbar ist. 2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsseite des Wärmeaustauschers mit einer Ausgangsseite eines Heizers (3) der Klimaanlage (KL) verbindbar ist. 3. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsseite des Heizers (3) der Klimaanlage (KL) mit einer Eingangsseite des Wärmeaustauschers (14) der Kühlanlage (KU) verbindbar ist. 4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klimaanlage (KL) ein Umschaltventil (10) zwischen den Betriebszuständen „Kühlen" und „Heizen" aufweist, wobei im Kühlbetrieb die Ausgangsseite des Wärmeaustauschers (14) der Kühlanlage (KU) mit der Eingangsseite des Wärmeaustauschers der Klimaanlage (KL) verbunden ist, während im Heizbetrieb eine Eingangsseite des Umschaltventils (10) mit der Ausgangsseite des Heizers (3) der Klimaanlage (KL) verbunden ist. 5. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlanlage (KU) ein Umschaltventil (21) zwischen den Betriebszuständen „Kühlen" und „Heizen" aufweist, wobei im Kühlbetrieb eine Ausgangsseite des Heizers (3) mit der Eingangsseite des Wärmeaustauschers (14) der Kühlanlage verbunden ist, während im Heizbetrieb eine Ausgangsseite des Umschaltventils (21) der Kühlanlage (KU) über eine Rohrleitung (23, 25), in deren Verlauf das Fluid durch Aufnahme von Wärme, die von einer Komponente des Fahrzeugs abgegeben wird, erwärmt wird, mit der Eingangsseite des Umschaltventils (10) der Klimaanlage (KL) verbunden ist. 6. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsseite des Wärmeaustauschers über ein invertiertes Drosselventil (8) sowohl mit der Eingangs- als auch mit der Ausgangsseite des Heizers (3) der Klimaanlage (KL) verbindbar ist. 7. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug ist und die Klimaanlage (KL) oberhalb eines Drehgestells in einem Maschinenraum des Schienenfahrzeugs angeordnet ist und die zu entwärmende Komponente sowie die Kühlanlage (KU) unterflur angeordnet sind. |
FAHRZEUG MIT EINER KUHLANLAG UND EINER KLIMAANLAGE
Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einer
Kühlanlage zur Kühlung wenigstens einer zu entwärmenden
Komponente des Fahrzeugs und einer Klimaanlage zur
Klimatisierung eines Fahrzeuginnenraums.
Bekanntlich werden Klimaanlagen bei Fahrzeugen zur
Personenbeförderung zur Klimatisierung eines Innenraumes eingesetzt. Dabei sind die Klimaanlagen zu entwärmen. Bekannt sind dabei Entwärmungen von Klimaanlagen über sog.
luftbeaufschlagte Verflüssiger, in denen dem eingesetzten Kältemittel der Klimaanlage durch Ventilatorgetriebene
Beaufschlagung des Verflüssiger-Wärmeaustauschers mit
Umgebungsluft Wärme entzogen wird. Dadurch wird das
Kältemittel verflüssigt. Eine solche Entwärmung einer
Klimaanlage erfordert große Luftvolumenströme und
Verflüssigerflächen. Dies beides bedingt einen entsprechend großen Bauraum in den Klimaanlagen mit entsprechend großen Luftzu- und Abführungseinrichtungen und einer recht hohen elektrischen Leistungsaufnahme der Verflüssiger-Ventilatoren . Zudem erzeugen die Ventilatoren einen erheblichen
Schallpegel, der zu Lärmbelastung in der Umgebung des
Fahrzeugs führt. Im weiteren werden die Komponenten wie der Verflüssiger der sogenannten Kaltdampfklimaanlage
stellvertretend genannt für alle anderen Klimaanlagen, die nach dem Prinzip des Wärmetransports arbeiten. Bei anderen kälteerzeugenden Klimaanlagen wie z.B. einer Kälteanlage mit CO2 (R744) als Kältemittel spricht man beim Verflüssigerwärmeaustauscher von Enthitzer. Der Einfachheit halber wird in der Beschreibung jedoch die klassische Kaltdampfanläge referenziert, die beschriebene Funktion beschränkt sich aber nicht auf diese. Andere zu entwärmenden Komponenten eines Fahrzeugs, wie beispielsweise bei einem Schienenfahrzeug ein Transformator oder ein Umrichter, werden völlig unabhängig von der
vorgesehenen Klimaanlage betrieben. Deren Kühlung arbeitet nach dem gleichen oder einem ähnlichen Prinzip der autarken Wärmeabfuhr an die Umgebung. Anders ausgedrückt heißt dies, dass die Wärme erzeugenden Komponenten wie Klimaanlagen, Stromrichter und Transformatoren (ggf. auch Fahrmotoren) mittels Luft-Wärme-Übertrager und Ventilator einzeln entwärmt werden. Vereinzelt werden Transformatoren und Stromrichter in gemeinsamen Kombi-Kühlanlagen entwärmt. Die zur Kühlung der Wärme abgebenden Komponenten erforderlichen Einrichtungen benötigen ebenfalls erheblichen Bauraum. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der eingangs genannten Art derart
weiterzuentwickeln, dass eine kompaktere Bauweise der
Klimaanlage ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird bei dem Fahrzeug der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, dass ein Verflüssiger der Klimaanlage als Wärmeaustauscher in Kältemittel-Fluid-Ausführung ausgebildet ist, der Wärmeaustauscher in der Klimaanlage angeordnet ist und eine Eingangsseite des Wärmeaustauschers zu dessen
Entwärmung mit einer Ausgangsseite eines Wärmeaustauschers in Luft-Fluid-Ausführung der Kühlanlage verbindbar ist.
Der Einsatz eines Wärmeaustauschers für den Verflüssiger der Klimaanlagen bewirkt einen verminderten Bauraum, der für die Klimaanlage benötigt wird. Durch die Kopplung des
Verflüssigers an die Klimaanlage kann zudem auf den im Stand der Technik erforderlichen Ventilator zur Entwärmung des Verflüssigers verzichtet werden. Als Wärme tragendes Fluid kann beispielsweise ein Wasser/Glykol-Gemisch zum Einsatz kommen, andere Fluide sind möglich.
Bevorzugt ist eine Ausgangsseite des Wärmeaustauschers mit einer Ausgangsseite eines Heizers der Klimaanlage verbindbar, wobei ferner die Ausgangsseite des Heizers der Klimaanlage mit einer Eingangsseite des Wärmeaustauschers der Kühlanlage verbunden werden kann. Auf diese Weise wird ein geeigneter Kreislauf für die Entwärmung des Fluids in dem
Wärmeaustauscher der Kühlanlage und die Wärmeaufnahme durch das Fluid in dem Verflüssiger realisiert.
Bevorzugt lässt sich die Klimaanlage zwischen den
Betriebszuständen „Kühlen" und „Heizen" umschalten. Dazu kann die Klimaanlage ein Umschaltventil aufweisen, wobei im
Kühlbetrieb die Ausgangsseite des Wärmeaustauschers der
Kühlanlage mit der Eingangsseite des Wärmeaustauschers der Klimaanlage verbunden ist, während im Heizbetrieb eine
Ausgangsseite des Umschaltventils der Klimaanlage mit der Eingangsseite des Heizers der Klimaanlage verbunden ist. Wenn beispielsweise auf der Eingangsseite des Umschaltventils kühles Fluid vorliegt, wird dieses zum Kühlen des
Wärmeaustauschers verwendet und gelangt dann zurück zur
Eingangsseite des Wärmeaustauschers der Kühlanlage. Im
Heizfalle ist das Umschaltventil derart eingestellt, dass auf seiner Eingangsseite vorliegendes, Abwärme tragendes Fluid zur Eingangsseite des Heizers verbracht wird und dort zum Aufheizen von Zuluft eingesetzt werden kann. Um an der Eingangsseite des Umschaltventils der Klimaanlage sowohl kühles als auch heißes Fluid bereitstellen zu können, kann die Kühlanlage ebenfalls ein Umschaltventil zwischen den Betriebszuständen „Kühlen" und „Heizen" aufweisen, wobei im Kühlbetrieb eine Ausgangsseite des Heizers mit der
Eingangsseite des Wärmeaustauschers der Kühlanlage verbunden ist, während im Heizbetrieb eine Ausgangsseite des
Umschaltventils der Kühlanlage über eine Rohrleitung, in deren Verlauf das Fluid durch Aufnahme von Wärme, die von einer Komponente des Fahrzeugs abgegeben wird, erwärmt wird, mit der Eingangsseite des Umschaltventils der Klimaanlage verbunden ist. Bevorzugt ist die Ausgangsseite des Wärmeaustauschers über ein invertiertes Drosselventil sowohl mit der Eingangs- als auch mit der Ausgangsseite des Heizers der Klimaanlage verbindbar. Somit können zwei definierte Anteile des von dem Verflüssiger kommenden Fluids gleichzeitig jeweils der
Eingangs- und der Ausgangsseite des Heizers zugeleitet werden. Erwärmtes, von dem Verflüssiger kommendes Fluid kann beispielsweise verwendet werden, um im Bereich des Heizers einströmende Zuluft zum Zweck der Entfeuchtung
nachzuerwärmen . Dies ermöglicht es, dass auf eine im Stand der Technik häufig vorgesehene zusätzliche elektrische
Heizung zur Nacherwärung nach Entfeuchtung der Zuluft
verzichtet werden kann. Diese Vorgehensweise ist besonders vorteilhaft, da bei bekannten Klimaanlagen die Entfeuchtung als problematisch anzusehen ist. Im Kühl-Teillastbetrieb der Klimaanlage (rund 80% des Kühlbetriebes) und im speziellen bei recht niedrigen Außentemperaturen und niedriger innerer Last (Personen, Sonne und andere) und aufgrund der Tatsache, dass die Klimaanlage nur temperaturabhängig regelt, können Probleme mit der relativen Luftfeuchtigkeit im Raum
entstehen. Eine latente Last im Fahrzeug (Feuchte) wird nicht mehr ausreichend abgeführt, da eine Zulufttemperatur für eine ausreichende Entfeuchtung zu hoch ist. Aus diesem Grund wird die oben angesprochene zusätzliche elektrische Heizung zur Entfeuchtung erforderlich.
Das Fahrzeug kann bevorzugt ein Schienenfahrzeug,
insbesondere Doppelstock-Schienenfahrzeug sein, wobei die Klimaanlage oberhalb eines Drehgestells in einem
Maschinenraum des Schienenfahrzeugs angeordnet ist und die zu entwärmende Komponente sowie die Kühlanlage räumlich nah zueinander angeordnet sind. Dies gewährleistet, dass die erforderlichen Rohrleitungen zum Verbinden der Kühlanlage und der Klimaanlage von begrenzter Länge sind, so dass über die sich ergebenden Wegstrecken nur geringe Temperaturdifferenzen für das Fluid auftreten. Bei der Kühlanlage kann es sich bevorzugt um eine sog. Kombi- Kühlanlage handeln, die kaskadierte Wärmeaustauscher für Wärme abgebende Komponenten im Antriebsaggregat des
Schienenfahrzeugs aufweist. Der oben angesprochene, mit der Klimaanlage in Verbindung stehende Wärmeaustauscher der
Kühlanlage ist dann Teil dieser Kaskade.
Mit Hilfe der vorgestellten Kombination aus der Klimaanlage und der Kühlanlage können sich zusammengefasst bei geeigneter Zusammenschaltung vorgesehener Rohrleitungen folgende
Vorteile ergeben:
Der Verflüssiger der Klimaanlage wird ohne Luftbeaufschlagung eines Kältemittel-Luft-Wärmeaustauschers mittels eines
Kältemittel-Fluid-Wärmeaustauschers entwärmt, durch Wärmerückkopplung und damit Nutzung von Abwärme aus der Kühlanlage (Traktion, Stromrichter und/oder Transformator und/oder Dieselmotor und/oder Brennstoffzelle oder ähnlichem Energiewandlungssystem) kann das Fahrzeug beheizt werden, durch Nutzung der Wärmerückkopplung der Kühlanlagen-Abwärme oder auch direkt der Verflüssiger-Abwärme zur Umleitung in einen klimaanlagen-internen Heizer kann bei Niedriglast- Kühlanforderung ein Entfeuchtungsbetrieb durchgeführt werden und durch Nutzung der Abwärme von Teilsystemen als Wärmequelle kann die Kühlanlage als Wärmepumpe eingesetzt werden, was bisher nur in eingeschränkten Temperaturbereichen sinnvoll war .
Außerdem ist es möglich, den Heizer der Klimaanlage
unmittelbar im Wege eines freien Kühlens durch unmittelbar von dem Wärmeaustauscher der Kühlanlage kommendes Fluid zu entwärmen . Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer
Klimaanlage eines Fahrzeugs,
Figur 2 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer
Kombination aus der Klimaanlage von Figur 1, einer Kühlanlage und einer Wärme abgebenden Komponente eines Schienenfahrzeugs, wobei die Fluidführung für einen Kühl- bzw. Wärmepumpenbetrieb ausgelegt ist,
Figur 3 eine schematisch Bockdiagrammdarstellung einer
Kombination aus der Klimaanlage von Fig. 1, einer
Kühlanlage und einer Wärme abgebenden Komponente, wobei die Fluidfüllung für einen kombinierten Kühl- /Entfeuchungsbetrieb ausgelegt ist, Figur 4 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer
Kombination aus der Klimaanlage von Fig. 1, einer Kühlanlage und einer wärmeabgebenden Komponente, wobei die Fluidführung für einen Heizbetrieb ausgelegt ist, und
Figur 5 eine schematische Blockdiagrammdarstellung einer
Kombination aus der Klimaanlage von Fig. 1, einer Kühlanlage und einer Wärme abgebenden Komponente, wobei die Fluidfüllung für eine freie Kühlung eines Heizers der Klimaanlage ausgelegt ist.
In den Figuren ist ein jeweiliger Strömungsverlauf für ein Fluid durch Linien erhöhter Dicke veranschaulicht. Figur 1 zeigt schematisch eine Klimaanlage KL, wie sie beispielsweise in jedem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs vorgesehen sein kann. Wesentliche Komponenten der Klimaanlage sind ein Verflüssiger 1, ein Verdampfer 2 und ein Heizer 3. Der Verflüssiger 1 ist als Wärmeaustauscher ausgeführt und an zwei Kreisläufe angeschlossen. Ein Kältemittelkreislauf 4, bei dem beispielsweise das Kältemittel R 134a zum Einsatz kommt, verbindet den Verflüssiger 1 mit dem Verdampfer 2. Über den Verdampfer 2 wird das Kältemittel durch Aufnahme von Wärme aus zugeführter Zuluft 5 erwärmt, so dass es in die Dampfphase überführt wird. Im Verflüssiger 1 wird das
Kältemittel aus der Dampfphase zurück in die flüssige Phase verbracht. Dazu muss das Kältemittel im geeigneter Weise entwärmt werden.
Zur Entwärmung des Kältemittels wird dem Wärmeaustauscher Kühlmittel, beispielsweise Wasserglykol oder ein anderes geeignetes Fluid, über eine Leitung 6 zugeführt. Erwärmtes Kühlmittel gelangt über eine Leitung 7 von dem
Wärmeaustauscher aus zu einem invertierten Drosselventil 8. Dieses Drosselventil 8 gestattet es, von dem Wärmeaustauscher heran strömendes Fluid in bestimmten Anteilen sowohl der Eingangsseite des Heizers 3 als auch der Ausgangsseite des Heizers 3 zuzuführen. Im vorliegenden Betriebsfall soll allein das erwärmte Kühlmittel wieder entwärmt werden, so dass sämtliches, von dem Verflüssiger 1 kommendes Kühlmittel über das Drosselventil 8 der Ausgangsseite des Heizers 3 zugeleitet wird und sodann einem später beschriebenen
Wärmeaustauscher zur Entwärmung zugeleitet wird. Dies geschieht über eine Zuleitung 9.
Innerhalb der Klimaanlage KL ist auch ein Umschaltventil 10 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Klimaanlage KL zwischen einem Betriebszustand „Kühlen" und einem Betriebszustand
„Heizen" umschaltbar ist. In Figur 1 ist der Betriebszustand „Kühlen" dargestellt, so dass das kalte Fluid ausschließlich zum Kühlen des Kühlmittels im Verflüssiger 1 verwendet wird. Andere Betriebsfälle für das Umschaltventil 10 werden später erläutert.
Im Bereich des Heizers 3 ist außerdem ein per Motor 11 angetriebener Ventilator 12 dargestellt. Der Ventilator 12 führt die Zuluft 5 an dem Heizer 3, der als Heizregister ausgeführt sein kann, vorbei, so dass die Temperatur der Zuluft 5 verändert werden kann. Figur 2 zeigt nun in Kombination die Klimaanlage KL, eine Kühlanlage KU und einen Transformator TR als Beispiel für eine Wärme abgebende Komponente im Antriebsstrang eines
Schienenfahrzeugs. Aus Figur 2 wird nun ersichtlich, wie sich die Leitungen 6 und 9 aus Figur 1 fortsetzen. Auf der
Eingangsseite des Umschaltventils 10 in der Klimaanlage KL führt eine Leitung 13 zu einer Ausgangsseite eines in der Kühlanlage KU angeordneten Wärmeaustauschers 14, der in Luft- Fluid-Ausführung vorliegt. Weitere Ventilatoren 15, 16 mit zugehörigen Motoren 17, 18, führen Kühlluft 19 an dem
Wärmeaustauscher 14 vorbei, so dass auf dessen Ausgangsseite entwärmtes Fluid vorliegt.
Die Leitung 9 von Figur 1 setzt sich über eine Pumpe 20 fort bis zu einer Eingangsseite eines Umschaltventils 21 der
Kühlanlage. Das Umschaltventil 21 lässt sich ebenfalls zwischen den Betriebsarten „Kühlen" und „Heizen" umschalten. In Figur 2 dargestellt ist der Betriebsfall „Kühlen", bei dem von der Klimaanlage KL anströmendes Fluid über eine Leitung 22 der Eingangsseite des Wärmeaustauschers 14 zur Entwärmung zugeführt wird. Die Betriebsweise der Klimaanlage KL ist in Figur 2 dieselbe wie anhand von Figur 1 erläutert. Das
Zusammenwirken des Wärmeaustauschers 14 der Kühlanlage KU mit dem Verflüssiger 1 der Klimaanlage KL bewirkt somit eine Entwärmung des Kühlmittels im Bereich des Verflüssigers 1.
Unter Beibehaltung der Strömungsführung für das Fluid von der Ausgangsseite des Wärmeaustauschers 14 über das
Umschaltventil 10, den Verflüssiger 1, das Drosselventil 8 bis zur Eingangsseite des Umschaltventils 21 kann unter
Modifikation des restlichen Strömungsweges die Klimaanlage KL auch als Wärmepumpe eingesetzt werden. In diesem Fall wird das Umschaltventil 21 der Kühlanlage KU auf die Betriebsart „Heizen" umgestellt. Dann ergibt sich von der Ausgangsseite des Umschaltventils 21 aus der in der später ausführlich erläuterten Figur 4 dargestellte Strömungsverlauf für das Fluid. Im Einzelnen wird das Fluid von der Ausgangsseite des Umschaltventils 21 aus über eine Rohrleitung 23 dem
Transformator TR zugeführt, dem im laufenden Betrieb
kontinuierlich Wärme zu entziehen ist. Dies geschieht
beispielsweise über einen Wärmeaustauscher 24, an dem das Fluid erwärmt wird. Das Fluid strömt dann von der
Ausgangsseite des Wärmeaustauschers 24 aus über eine Leitung 25 zu einem Anschlusspunkt 26 für die Leitung 13, die zur
Eingangsseite des Umschaltventils 10 der Klimaanlage führt. Auf den Wärmeaustauscher 24 könnte aber auch verzichtet werden, wenn das Kühlmittel des zu entwärmenden Aggregats (in diesem Beispiel ein Transformator) mit dem der Klimaanlage gemischt werden kann und es durch geeignete Umleitung und
Regelung in den Kreis der Klimaanlagenkühlung einlaufen kann.
In dem Betriebsfall „Wärmepumpe" wird die Wirkungsweise von Verflüssiger 1 und Verdampfer 2 ausgetauscht, so dass der Verflüssiger 1 als Verdampfer wirkt, während der Verdampfer 2 als Verflüssiger arbeitet. Auf diese Weise kann die
einströmende Zuluft 5 durch Ausnutzung der Abwärme z.B. des Transformators TR oder eines anderen zu entwärmenden
Aggregats mit Hilfe des als Verflüssiger wirkenden
Verdampfers 2 im Bedarfsfalle erwärmt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Vorteil einer hohen Leistungszahl für die Benutzung der Klimaanlage KL als Wärmepumpe
grundsätzlich nur in einem eingeschränkten
Außentemperaturbereich möglich ist. Dieser Bereich kann jedoch durch die Nutzbarmachung einer externen Wärmequelle, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Abwärme des
Transformators TR, stark erhöht werden.
Figur 3 zeigt nun die vorstehend erläuterte Kombination in einem Betriebsfall, bei dem sowohl der Wärmeaustauscher des
Verflüssigers 1 gekühlt wird als auch die Zuluft 5 im Bereich des Heizers 3 nach Entfeuchtung nacherwärmt wird. Dabei ist der Strömungsverlauf für das Fluid im Wesentlichen derselbe wie anhand der Figur 2 erläutert ist. Geändert ist der
Strömungsverlauf im Bereich des Drosselventils 8. Die
vorgesehene Verzweigung des Drosselventils 8 gestattet es, einen definierten Anteil des von der Ausgangsseite des
Wärmeaustauschers kommenden Fluids der Eingangsseite des Heizers 3 zuzuleiten. Mit Hilfe der so bereit gestellten Wärme kann einströmende Zuluft 5 nach der Entfeuchtung nacherwärmt werden. Dabei kann der Anteil an Fluid, dass der Eingangsseite des Heizers 3 zugeleitet wird, variabel von dem an der Ausgangsseite des Wärmeaustauschers vorliegenden Fluid abgezweigt werden. Der verbleibende Volumenstrom wird über das Drosselventil 8 unmittelbar zur Ausgangsseite der
Heizeinrichtung 3 geleitet, so dass er über die Leitung 9 in Richtung auf den Wärmeaustauscher 14 zu Entwärmungszwecken weitergeführt werden kann.
Figur 4 zeigt die vorstehend erläuterte Kombination im Falle eines Heizbetriebes. Wie bereits anhand der Erläuterung der Betriebsweise „Wärmepumpe" für die Ausführung nach Figur 2 erläutert, liegt bei Schaltung des Umschaltventils 21 der
Kühlanlage KU keine Verbindung zwischen der Ausgangsseite des Umschaltventils 21 und der Eingangsseite des
Wärmeaustauschers 14 vor. Vielmehr wird das Fluid von dem Umschaltventil 21 über z.B. den Transformator TR zu dem
Anschlusspunkt 26 der Leitung 13 geführt, so dass auf der Eingangsseite des Umschaltventils 8 der Klimaanlage KL mit Wärme beaufschlagtes Fluid vorliegt. Bei der Betriebsart „Heizen" ist nun auch das Umschaltventil 8 der Klimaanlage KL für den Heizbetrieb eingestellt. Dies bedeutet, dass von der Eingangsseite des Umschaltventils 10 einströmendes Fluid unmittelbar der Eingangsseite des Heizers 3 zugeleitet wird, so dass es zur Erwärmung einströmender Zuluft 5 verwendet werden kann. Ein Kühlen des Verflüssigers 1 findet im
Heizbetrieb nicht statt. Der weitere Strömungsverlauf für das Fluid von der Ausgangsseite des Heizers 3 aus, bis zum
Umschaltventil 21 der Kühlanlage KU ist bereits anhand der Figur 2 beschrieben. In Figur 5 ist nun ein weiterer Betriebsfall für die
Kombination aus Klimaanlage KL, Kühlanlage KU und
Transformator TR als Beispiel für eine Wärme abgebende
Komponente eines Schienenfahrzeugs dargestellt. Die
Betriebsweise kann als „freie Kühlung" bezeichnet werden. Bei dieser Betriebsart wird die Klimaanlage KL nicht zu
Klimatisierungszwecken herangezogen. Vielmehr erfolgt eine Abkühlung einströmender Zuluft 5 ausschließlich über den Heizer 3, an dessen Eingangsseite entwärmtes Fluid vorliegt. Dabei ist das Umschaltventil 10 der Klimaanlage KL auf
„Heizen" eingestellt, was aber im vorliegenden Betriebsfall nicht bedeutet, dass an dem Heizer 3 tatsächlich Luft erwärmt wird. Vielmehr wird das von der Ausgangsseite des
Wärmeaustauschers 14 kommende Fluid niedriger Temperatur unmittelbar über das Umschaltventil 10 der Eingangsseite des Heizers 3 zugeführt und im Bereich des Heizers 3 durch
Aufnahme von Wärme aus der Zuluft 5 erwärmt. Das erwärmte Fluid fließt dann von der Ausgangsseite des Heizers 3 aus über das Umschaltventil 21 der Kühlanlage KU zur
Eingangsseite des Wärmeaustauschers 14, wo ihm die
aufgenommene Wärme wieder entzogen wird.
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