專利名稱：儲能器的冷卻設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在鐵路機車車輛中冷卻儲能器的設備。
背景技術：
在鐵路機車車輛中可存在針對不同目的的儲能器。尤其需要大功率儲能器，以便 在沒有從外部輸入能量的情況下至少能區段性地推動鐵路機車車輛，例如城市有軌電車。 當城市有軌電車應運行通過狹窄的道路或通過步行區時，希望在線路區段沒有架空線或接 觸軌。儲能器、尤其這種為了運行城市有軌電車需要的大功率儲能器，由于內部功率損 失導致儲能器發熱。這種熱損失導致縮短儲能器的使用壽命。已經有人建議，為了冷卻儲能器采用空氣冷卻或水冷。這種冷卻對于電負荷和熱 負荷特別高的儲能器有效性不夠。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，提供一種在鐵路機車車輛中冷卻儲能器的設備，這 種設備能實施比迄今更加有效的冷卻。上述技術問題按照本發明是這樣得以解決的，儲能器與汽化器在熱力學方面直接 連接，以及，汽化器和冷凝器是致冷機的循環回路的組成部分。采用致冷機帶來的優點是，在儲能器內形成的熱量能迅速和可靠地散出。通過致 冷機的循環過程，始終提供足夠的冷卻劑。因此，即使是電負荷和熱負荷特別高的儲能器也 能可靠地被冷卻。此外，還獲得的優點是，能以比迄今小得多的間距安裝多個儲能器，并盡 管如此仍存在良好的冷卻可能性。一個附加的優點在于，這種致冷機低噪聲工作，因此比例 如冷卻劑鼓風機產生更低的干擾性噪聲。例如作為壓縮式致冷機的組成部分的汽化器，通過壓氣機與冷凝器連接，以及冷 凝器通過節流器與汽化器連接。按另一種例子，作為吸收式致冷機的組成部分的汽化器，通過壓氣機與冷凝器連 接，以及冷凝器通過熱壓縮機與汽化器連接。無論采用壓縮式致冷機還是采用吸收式致冷機均獲得的優點是，即便電負荷和熱 負荷特別高的儲能器也能可靠地被冷卻。壓縮式致冷機和吸收式致冷機都是已知的。在壓縮式致冷機中冷凝的冷卻劑只通 過節流器壓縮，然后供給汽化器，而吸收式致冷機采用熱壓縮機，它是一種溶解循環。在那 里冷卻劑首先溶解在液體中，此時散出熱量。然后，溶解的冷卻劑通過輸入外部熱量從溶液 排出。冷卻劑經此過程后比原先有更高的密度。為了從熱壓縮機導出熱能，將它例如與用于鐵路機車車輛乘客車廂加熱的加熱循 環在熱力學方面連接。由此有利地利用產生的熱量。為了將熱能供給熱壓縮機，將它例如與鐵路機車車輛的廢熱管在熱力學方面連接。也就是說，為了從溶液排出冷卻劑，需要從外部輸入熱能。通過利用鐵路機車車輛的廢 熱管，所述熱能有利地不需要單獨產生。儲能器例如是電儲能器，例如是超電容(UltraCap)或雙層電容。按另一種例子，儲能器是電化學儲能器，例如電池。這種電池可例如是鎳鎘電池。例如多個儲能器只與一個汽化器連接。因為僅一個致冷機的功率就足以將產生的 熱量從多個儲能器排出，所以可以有利地在小的空間冷卻多個儲能器。例如冷凝器與用于鐵路機車車輛乘客車廂加熱的加熱循環在熱力學方面連接。由 此有利地利用在致冷機的冷凝器內產生的熱量。為了在鐵路機車車輛中控制/調整冷卻過程，例如存在一個控制單元。由此帶來 的優點是，冷卻過程可以與需要相適應。例如控制單元由多個部件組成，這些部件必要時可分布地安裝在鐵路機車車輛 內。要冷卻的儲能器可以處于鐵路機車車輛的車輛端部內、在車輛內部不同位置、在 車頂上或地板下。鐵路機車車輛除城市有軌電車外也可以是城市鐵路或長途列車。但儲能 器的冷卻設備也可以使用于機車，例如調車機車中，或使用于裝有橡膠輪胎在軌道上運行 的車輛中。采用本發明的設備獲得的優點尤其是，甚至電負荷和熱負荷特別高的儲能器以及 相應地一系列緊密并列的儲能器，也能可靠和低噪聲地被冷卻。由此明顯延長儲能器的使 用壽命。此設備尤其能良好地安置在沒有從外部供電時應至少區段性行駛的有軌電車內。
下面借助附圖詳細說明在鐵路機車車輛中儲能器冷卻設備的實施例。其中圖1表示有壓縮式致冷機的設備；以及圖2表示有吸收式致冷機的設備。
具體實施例方式按照圖1，可以處于鐵路機車車輛中和可以是電池或電容器的儲能器1，與壓縮式 致冷機3的汽化器2在熱力學方面直接連接。在壓縮式致冷機3中，汽化器2通過壓氣機4 與冷凝器5連接，以及冷凝器5通過節流器6又與汽化器2連接，形成循環回路。汽化器2 從儲能器1提取熱量，而冷凝器5將熱量排入環境。冷卻劑氣態地從汽化器2流向冷凝器 5，以及冷卻劑液態地從冷凝器5流向汽化器2。按圖2，儲能器1同樣與汽化器2在熱力學方面直接連接。汽化器2是吸收式致 冷機7的組成部分，其中，如在壓縮式致冷機3 (圖1)中那樣，汽化器2通過壓氣機4與冷 凝器5連接。但在吸收式致冷機7中，冷凝器5通過熱壓縮機8又與汽化器2連接，形成循 環。熱壓縮機8是一種溶解循環。在那里冷卻劑在吸收器9內部溶解在一種液體中，然后 在排出器10內部重新從液體排出。由此壓縮冷卻劑。必須將熱能供給排出器10，而吸收 器9輸出熱能。為了供給熱能，排出器10與鐵路機車車輛的廢熱管11在熱力學方面連接。 為了利用從吸收器9放出的熱量，吸收器9與加熱循環12連接，后者例如用于為鐵路機車 車輛的乘客車廂供熱。溶液通過第一管道13從吸收器9到達排出器10，第一管道13內接入溶液泵14和換熱器15的二次側(冷側)。釋出冷卻劑后的液體通過第二管道16從排出 器10到達吸收器9，第二管道16內接入換熱器15的一次側(熱側)。無論在按圖1的實施形式中還是在按圖2的實施形式中，為了利用從冷凝器5排 出的熱量，冷凝器5均與加熱循環12連接，加熱循環12例如用于為鐵路機車車輛的乘客車 廂供熱。采用冷卻儲能器1的設備，可以冷卻一個大型的儲能器1或同時冷卻多個儲能器， 從而在鐵路機車車輛中可以實現電能大的儲存能力。大功率鐵路機車車輛用這種儲能器1 可以在沒有外部供電的情況下運行更長的距離。
權利要求
一種在鐵路機車車輛中冷卻儲能器(1)的設備，其特征為所述儲能器(1)與汽化器(2)在熱力學方面直接連接；以及，所述汽化器(2)和冷凝器(5)是致冷機的循環回路的組成部分。
2.按照權利要求1所述的設備，其特征為，所述汽化器(2)作為壓縮式致冷機(3)組成 部分地通過壓氣機(4)與冷凝器(5)連接，以及所述冷凝器(5)通過節流器(6)與所述汽 化器⑵連接。
3.按照權利要求1所述的設備，其特征為，所述汽化器(2)作為吸收式致冷機(7)組成 部分地通過壓氣機(4)與冷凝器(5)連接，以及所述冷凝器(5)通過熱壓縮機(8)與所述 汽化器⑵連接。
4.按照權利要求3所述的設備，其特征為，為了從熱壓縮機(8)排出熱能，將它與用于 鐵路機車車輛乘客車廂加熱的加熱循環(12)在熱力學方面連接。
5.按照權利要求3或4之一所述的設備，其特征為，為了將熱能供給熱壓縮機(8)，將 它與鐵路機車車輛的廢熱管(11)在熱力學方面連接。
6.按照權利要求1至5之一所述的設備，其特征為，所述儲能器(1)是電儲能器。
7.按照權利要求1至5之一所述的設備，其特征為，所述儲能器(1)是電化學儲能器。
8.按照權利要求1至7之一所述的設備，其特征為，多個儲能器(1)只與一個汽化器 ⑵連接。
9.按照權利要求1至8之一所述的設備，其特征為，冷凝器(5)與用于鐵路機車車輛乘 客車廂加熱的加熱循環(12)在熱力學方面連接。
10.按照權利要求1至9之一所述的設備，其特征為，在鐵路機車車輛中存在一個控制 單元用于冷卻過程的控制/調整。
11.按照權利要求10所述的設備，其特征為，所述控制單元由多個部件組成。
全文摘要
本發明涉及一種在鐵路機車車輛中冷卻儲能器(1)的設備。按照本發明規定，所述儲能器(1)與汽化器(2)在熱力學方面直接連接，以及，所述汽化器(2)和冷凝器(5)是致冷機循環的組成部分。
文檔編號F22B1/28GK101878394SQ200880118034
公開日2010年11月3日 申請日期2008年9月2日 優先權日2007年9月27日
發明者卡斯滕·雷切恩伯格, 彼得·埃克特, 邁克爾·邁納特 申請人:西門子公司