专利名称：储能器的冷却设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在铁路机车车辆中冷却储能器的设备。
背景技术：
在铁路机车车辆中可存在针对不同目的的储能器。尤其需要大功率储能器，以便 在没有从外部输入能量的情况下至少能区段性地推动铁路机车车辆，例如城市有轨电车。 当城市有轨电车应运行通过狭窄的道路或通过步行区时，希望在线路区段没有架空线或接 触轨。储能器、尤其这种为了运行城市有轨电车需要的大功率储能器，由于内部功率损 失导致储能器发热。这种热损失导致缩短储能器的使用寿命。已经有人建议，为了冷却储能器采用空气冷却或水冷。这种冷却对于电负荷和热 负荷特别高的储能器有效性不够。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种在铁路机车车辆中冷却储能器的设备，这 种设备能实施比迄今更加有效的冷却。上述技术问题按照本发明是这样得以解决的，储能器与汽化器在热力学方面直接 连接，以及，汽化器和冷凝器是致冷机的循环回路的组成部分。采用致冷机带来的优点是，在储能器内形成的热量能迅速和可靠地散出。通过致 冷机的循环过程，始终提供足够的冷却剂。因此，即使是电负荷和热负荷特别高的储能器也 能可靠地被冷却。此外，还获得的优点是，能以比迄今小得多的间距安装多个储能器，并尽 管如此仍存在良好的冷却可能性。一个附加的优点在于，这种致冷机低噪声工作，因此比例 如冷却剂鼓风机产生更低的干扰性噪声。例如作为压缩式致冷机的组成部分的汽化器，通过压气机与冷凝器连接，以及冷 凝器通过节流器与汽化器连接。按另一种例子，作为吸收式致冷机的组成部分的汽化器，通过压气机与冷凝器连 接，以及冷凝器通过热压缩机与汽化器连接。无论采用压缩式致冷机还是采用吸收式致冷机均获得的优点是，即便电负荷和热 负荷特别高的储能器也能可靠地被冷却。压缩式致冷机和吸收式致冷机都是已知的。在压缩式致冷机中冷凝的冷却剂只通 过节流器压缩，然后供给汽化器，而吸收式致冷机采用热压缩机，它是一种溶解循环。在那 里冷却剂首先溶解在液体中，此时散出热量。然后，溶解的冷却剂通过输入外部热量从溶液 排出。冷却剂经此过程后比原先有更高的密度。为了从热压缩机导出热能，将它例如与用于铁路机车车辆乘客车厢加热的加热循 环在热力学方面连接。由此有利地利用产生的热量。为了将热能供给热压缩机，将它例如与铁路机车车辆的废热管在热力学方面连接。也就是说，为了从溶液排出冷却剂，需要从外部输入热能。通过利用铁路机车车辆的废 热管，所述热能有利地不需要单独产生。储能器例如是电储能器，例如是超电容(UltraCap)或双层电容。按另一种例子，储能器是电化学储能器，例如电池。这种电池可例如是镍镉电池。例如多个储能器只与一个汽化器连接。因为仅一个致冷机的功率就足以将产生的 热量从多个储能器排出，所以可以有利地在小的空间冷却多个储能器。例如冷凝器与用于铁路机车车辆乘客车厢加热的加热循环在热力学方面连接。由 此有利地利用在致冷机的冷凝器内产生的热量。为了在铁路机车车辆中控制/调整冷却过程，例如存在一个控制单元。由此带来 的优点是，冷却过程可以与需要相适应。例如控制单元由多个部件组成，这些部件必要时可分布地安装在铁路机车车辆 内。要冷却的储能器可以处于铁路机车车辆的车辆端部内、在车辆内部不同位置、在 车顶上或地板下。铁路机车车辆除城市有轨电车外也可以是城市铁路或长途列车。但储能 器的冷却设备也可以使用于机车，例如调车机车中，或使用于装有橡胶轮胎在轨道上运行 的车辆中。采用本发明的设备获得的优点尤其是，甚至电负荷和热负荷特别高的储能器以及 相应地一系列紧密并列的储能器，也能可靠和低噪声地被冷却。由此明显延长储能器的使 用寿命。此设备尤其能良好地安置在没有从外部供电时应至少区段性行驶的有轨电车内。
下面借助附图详细说明在铁路机车车辆中储能器冷却设备的实施例。其中图1表示有压缩式致冷机的设备；以及图2表示有吸收式致冷机的设备。
具体实施例方式按照图1，可以处于铁路机车车辆中和可以是电池或电容器的储能器1，与压缩式 致冷机3的汽化器2在热力学方面直接连接。在压缩式致冷机3中，汽化器2通过压气机4 与冷凝器5连接，以及冷凝器5通过节流器6又与汽化器2连接，形成循环回路。汽化器2 从储能器1提取热量，而冷凝器5将热量排入环境。冷却剂气态地从汽化器2流向冷凝器 5，以及冷却剂液态地从冷凝器5流向汽化器2。按图2，储能器1同样与汽化器2在热力学方面直接连接。汽化器2是吸收式致 冷机7的组成部分，其中，如在压缩式致冷机3 (图1)中那样，汽化器2通过压气机4与冷 凝器5连接。但在吸收式致冷机7中，冷凝器5通过热压缩机8又与汽化器2连接，形成循 环。热压缩机8是一种溶解循环。在那里冷却剂在吸收器9内部溶解在一种液体中，然后 在排出器10内部重新从液体排出。由此压缩冷却剂。必须将热能供给排出器10，而吸收 器9输出热能。为了供给热能，排出器10与铁路机车车辆的废热管11在热力学方面连接。 为了利用从吸收器9放出的热量，吸收器9与加热循环12连接，后者例如用于为铁路机车 车辆的乘客车厢供热。溶液通过第一管道13从吸收器9到达排出器10，第一管道13内接入溶液泵14和换热器15的二次侧(冷侧)。释出冷却剂后的液体通过第二管道16从排出 器10到达吸收器9，第二管道16内接入换热器15的一次侧(热侧)。无论在按图1的实施形式中还是在按图2的实施形式中，为了利用从冷凝器5排 出的热量，冷凝器5均与加热循环12连接，加热循环12例如用于为铁路机车车辆的乘客车 厢供热。采用冷却储能器1的设备，可以冷却一个大型的储能器1或同时冷却多个储能器， 从而在铁路机车车辆中可以实现电能大的储存能力。大功率铁路机车车辆用这种储能器1 可以在没有外部供电的情况下运行更长的距离。
权利要求
一种在铁路机车车辆中冷却储能器(1)的设备，其特征为所述储能器(1)与汽化器(2)在热力学方面直接连接；以及，所述汽化器(2)和冷凝器(5)是致冷机的循环回路的组成部分。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征为，所述汽化器(2)作为压缩式致冷机(3)组成 部分地通过压气机(4)与冷凝器(5)连接，以及所述冷凝器(5)通过节流器(6)与所述汽 化器⑵连接。
3.按照权利要求1所述的设备，其特征为，所述汽化器(2)作为吸收式致冷机(7)组成 部分地通过压气机(4)与冷凝器(5)连接，以及所述冷凝器(5)通过热压缩机(8)与所述 汽化器⑵连接。
4.按照权利要求3所述的设备，其特征为，为了从热压缩机(8)排出热能，将它与用于 铁路机车车辆乘客车厢加热的加热循环(12)在热力学方面连接。
5.按照权利要求3或4之一所述的设备，其特征为，为了将热能供给热压缩机(8)，将 它与铁路机车车辆的废热管(11)在热力学方面连接。
6.按照权利要求1至5之一所述的设备，其特征为，所述储能器(1)是电储能器。
7.按照权利要求1至5之一所述的设备，其特征为，所述储能器(1)是电化学储能器。
8.按照权利要求1至7之一所述的设备，其特征为，多个储能器(1)只与一个汽化器 ⑵连接。
9.按照权利要求1至8之一所述的设备，其特征为，冷凝器(5)与用于铁路机车车辆乘 客车厢加热的加热循环(12)在热力学方面连接。
10.按照权利要求1至9之一所述的设备，其特征为，在铁路机车车辆中存在一个控制 单元用于冷却过程的控制/调整。
11.按照权利要求10所述的设备，其特征为，所述控制单元由多个部件组成。
全文摘要
本发明涉及一种在铁路机车车辆中冷却储能器(1)的设备。按照本发明规定，所述储能器(1)与汽化器(2)在热力学方面直接连接，以及，所述汽化器(2)和冷凝器(5)是致冷机循环的组成部分。
文档编号F22B1/28GK101878394SQ200880118034
公开日2010年11月3日 申请日期2008年9月2日 优先权日2007年9月27日
发明者卡斯滕·雷切恩伯格, 彼得·埃克特, 迈克尔·迈纳特 申请人:西门子公司