CS257945B1

CS257945B1 - Device for heating and ventilating electrically driven vehicles' inside space

Info

Publication number: CS257945B1
Application number: CS613886A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Kraus; Vratislav Hladky; Milos Savrda
Original assignee: Vladimir Kraus; Vratislav Hladky; Milos Savrda
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1988-06-15
Also published as: BE1000810A4; HU197695B; YU45446B; HUT44197A; YU153587A; DE3727436A1; FR2603854A1

Description

. Vynález ее týká zařízení pro vytápění a větrání vnitřního prostoru elektricky poháněných vozidel, zejména tramvají.. The invention also relates to a device for heating and ventilating the interior of electrically powered vehicles, in particular trams.

Vytápění vozidel в elektrickým pohonem s odběrem energie z troleje se doposud děje hlavně elektrickými topnicemi umístěnými pod sedadly, nebo v bočnicích, případně pomocí teplovzdušných souprav, které ohřívají'vzduch, umístěných na více místech ve vozidle.Up to now, the heating of electric vehicles with power from the trolley is mainly done by electric heaters placed under the seats or in the side panels, or by means of hot-air kits, which are heated in several places in the vehicle.

Nevýhodou tohoto způsobu je značná spotřeba energie, málo kvalitní prostředí pro cestující s omezeným větráním pouze při otevření dveří vozidla.The disadvantage of this method is considerable energy consumption, poor quality environment for passengers with limited ventilation only when the vehicle door is opened.

Kromě těchto způsobů se méně často vytápění děje odpadním teplem z brzdových odporníkú, umístěných pod podlahou vozidla.In addition to these methods, heating is less often the waste heat from the brake resistors located below the vehicle floor.

. Nevýhodou tohoto provedení jě nutnost uspořádat pod podlahou vozidla i ve vytápěném prostoru rozměrné potrubí pro rozvod teplého vzduchu. Toto potrubí je využíváno pouze v zimě a vzduch přiváděný к podlaze znečišťuje prostředí nečistotami.. A disadvantage of this embodiment is the need to provide a large duct for hot air distribution under the vehicle floor and in the heated space. This pipe is used only in winter and the air supplied to the floor pollutes the environment with dirt.

Větrání vozidel s elektrickým pohonem se děje převážně otevíratelnými okny a střešními náporovými klapkami, méně často se používají střešní ventilátory.Ventilation of vehicles with electric drive is mainly done by openable windows and roof flaps, roof fans are less frequently used.

Nevýhodou tohoto způsobu je nemožnost větrání v zimě.The disadvantage of this method is the impossibility of ventilation in winter.

U způsobu bez ventilátorů je větrání závislé na rychlosti jízdy vozidla, u stojícího vozidla, zejména v městském provozu je nevyhovující.In the non-ventilated manner, ventilation is dependent on the vehicle's travel speed;

Většina těchto stávajících zařízeni mají přívod větracího vzduchu oddělený od vytápění. Zařízení jsou rozměrná; energeticky náročná, náročná na údržby a opravy, neboť bývají Špatně přístupná. Při využívání brzdových odporníkú bývají chlazeny trvale jedním ventilátorem a pro větrání se obvykle používá další ventilátor .Most of these existing devices have a ventilation air supply separate from the heating. The devices are large; energy-intensive, maintenance and repair-intensive, as they are poorly accessible. When using brake resistors, they are always cooled by one fan and an additional fan is usually used for ventilation.

Shora uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro vytápění a větrání vnitřního prostoru elektrický poháněných vozidel sestávající z radiálního ventilátoru, brzdového odporníkú, dohřívače vzduchu, regulačních klapek, soustavy kanálu a teplotních čidel podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ve střešním prostoru vozidla jsou uspořádány se společným' alespoň jednním radiálním ventilátorem vytápěcí cesta a zdvojená větrací cesta společně ústící do směšovací komory, přičemž vytápěcí cesta tvořená vzduchovým kanálem počínajícím výfukem radiálního ventilátoru je pomocí dělících přepážek napojena na brzdový odporník a přes regulační klapku dále do směšovací komory a zdvojená větrací cesta počínající výfukem radiálního ventilátoru je tvořena obtokovými kanály a přes regulační klapky obtoků vyústěna do směšovací komory. Směšovací komora je' opatřena dohřívačem vzduchu a tvarovanými usměrňovačími plochami tvořícími deflektor směšující vytápěcí cestu a zdvojenou větrací cestu ve společný výstup, na který je napojena soustava rozváděčích plochých kanálu do prostoru vozidla. Rozváděči ploché kanály jsou opatřeny výdechovými stropními štěrbinami a výdechovými stěnovými štěrbinami uspořádanými rovnoběžně s podélnou osou vozidla. Regulační klapka odfuku, regulační klapky obtoku a radilání ventilátor jsou ovládány čidlem venkovní teploty a čidlem vnitřní teploty.The above-mentioned drawbacks are overcome by a device for heating and ventilating the interior of an electric powered vehicle comprising a radial fan, brake resistors, air after-heater, control dampers, duct system and temperature sensors according to the invention. a heating path and a dual ventilation path jointly leading into the mixing chamber by means of a common at least one radial fan, the heating path formed by an air duct starting from the exhaust of the radial fan is connected to the brake resistor via dividing baffles; The radial fan is formed by bypass ducts and flows into the mixing chamber via the bypass control flaps. The mixing chamber is provided with an air after-heater and shaped baffle surfaces forming a deflector mixing the heating path and a double venting path into a common outlet to which the manifold flat duct system is connected to the vehicle space. The distribution flat channels are provided with exhalation ceiling slots and exhalation wall slots arranged parallel to the longitudinal axis of the vehicle. The exhaust control flap, the bypass control flap and the fan fan are controlled by an outside temperature sensor and an internal temperature sensor.

Zařízena provedené podle vynálezu přináší celou řadu výhod. Stavebně zaujímá malý prostor, neboť lze celé vestavět do nízkého střešního prostoru omezeného shora dovoleným průjezdním profilem vozidla a zespodu vnějším oplechbváním střechy. Ventilátor o malých vnějších rozměrech a vysoké účinnosti a životnosti je trvale zapojen v letním i zimním provozu, což umožňuje nepřetržité větráni za každých povětrnostních podmínek. Směšovací komora s deflektorem umožňuje dokonalé promícháni teplého a studeného vzduchu i stočeni poloviny proudu vzduchu do protisměru. Zařízeni je opatřeno regulací, která- v závislosti na vnější i vnitřní teplotě vzduchu řídí jeho chod tak, že se minimalizuje spotřeba elektrické energie. Funkčně je zařízení výhodné v tom, že vytápění i větrání se děje jedním společným zařízením a změnSuje se tak počet dílu, což snižuje váhu, pracnost, technologickou náročnost. V celém zařízení je prakticky jeden točivý stroj. Vytápěcí a větrací vzduch je přiváděn do dýchací zóny cestujících. Spojením funkce tozváděcích výdechových kanálu u stropu vozidla se zjednoduSilo připevnění osvětlovacích těles, akustického informačního systému apod. К jednotlivým agregátům je velmi dobrý přístup při údržbě a opravách po odkrytí rozměrných vík z volného prostoru střechy vozidla; Zařízení pracuje vzhledem ke svému uspořádání s nízkou hlučností. Regulace otáček ventilátoru pro různá roční období a regulace spínání dohřívače vede к minimalizaci spotřeby elektrické energie. ’The device according to the invention brings a number of advantages. It occupies a small space because it can be built entirely into a low roof space limited from above by the permissible vehicle passage profile and from below by external roof fluttering. The fan with small external dimensions and high efficiency and durability is permanently connected in summer and winter operation, allowing continuous ventilation under all weather conditions. The mixing chamber with deflector enables perfect mixing of warm and cold air as well as twisting half of the air flow to the opposite direction. The device is equipped with a regulation which, depending on the external and internal temperature of the air, controls its operation so that the power consumption is minimized. Functionally, the device is advantageous in that heating and ventilation are provided by one common device and the number of parts is changed, which reduces weight, labor, and technological demands. There is practically one rotating machine in the whole device. Heating and ventilation air is supplied to the passenger breathing zone. Combining the function of the inlet duct at the ceiling of the vehicle has made it easier to attach lighting fixtures, the acoustic information system, etc. The individual units have very good access for maintenance and repairs after exposing the large lids from the free space of the vehicle roof; Due to its low noise configuration, the device operates. The regulation of the fan speed for different seasons and the regulation of the after heater switching leads to minimizing the power consumption. ’

Příklad konkrétního provedení zařízení podle vynálezu je uveden na připojených zobrazeních, kde obr. 1 znázorňuje pohled’ shora na vozidlo, kde po odklopení Střešních vík je patrné celkové uspořádání jednotlivých agregátů, obr. 2 znázorňuje v příčném řezu vozidla zejména provedení rozváděčích plochých kanálů ve vnitřním prostoru vozidla, obr. 3 schématicky znázorňuje nastavení jednotlivých agregátů a vyznačuje vytápěcí a 'větrací cesty vzduchu pro letní provoz, obr. 4 schématicky znázorňuje nastavení jednotlivách agregátu a vyznačuje vytápěcí a větrací cesty pro jarní a podzimní provoz a obr. 5 schématicky znázorňuje nastavení jednotlivých agregátu a vyznačuje vytápěcí a větrací cesty pro zimní provoz. .An example of a specific embodiment of the device according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a top view of a vehicle where the overall arrangement of the individual units can be seen after the roof lids are folded. Fig. 3 schematically shows the settings of the individual units and indicates the heating and ventilation paths of air for summer operation; Fig. 4 schematically illustrates the settings of the individual units and indicates the heating and ventilation paths for spring and autumn operation; and indicates heating and ventilation paths for winter operation. .

Na obr. 1 je patrný radiální ventilátor _£ konstruovaný o malých vnějěích rozměrech sací skříně a dostatečném výkonu (mohou být dva radiální oboustranně sací ventilátory poháněné elektromotorem s oboustranně vyvedeným hřídelem, přičemž velikost sací skříně je o stupeň menší, než přísluší průměrům kol . ventilátorů) je umístěn ve střešním prostoru 2 v sací skříni 3, ve které jsou též s výhodou umístěna čidla 4.4 ^venkovní teploty. Na radiální ventilátor 1_ navazuje vstupní kanál 5 vytápěcí cesty A přes brzdový odporník 6 a zdvojená větrací cesta В oddělená ód vstupního kanálu 5 dělícími přepážkami 8. Za brzdovým odporníkem 6 vytápěcí cesty A je uspořádána regulační klapka 9 odfuku mechanicky spřažená s regulačními klapkami 10 obtoku náležejícími zdvojené větrací cestě В a uspořádanými v obtokových kanálech 7· Regulační klapka 9 odfuku a regulační klapky 10 obtoku jsou spojeny s čidly 4 venkovní teploty а в čidlem 11 vnitřní teploty přes servópohon 12. Radiální ventilátor je spojen s čidlem 4 vnitřní teploty. Za regulačními klapkami 9,10 odfuku a obtoku, je vytvořena směšovací komora j_3, v níž jsou umístěny deflektory 14 tvořené tvarovanými plechovými pásnicemi a elektrický dohř.ívač 15 ♦ Po stranách směšovací komory 13 jsou vytvořeny společné výstupy 16 navazující na rozváděči potrubí 17. v němž jsou vytvořeny střešní průduchy 18, které ústí do plochých rozváděčích kanálů 19«Fig. 1 shows a radial fan 6 designed with small external suction box dimensions and sufficient power (two radial double-sided suction fans can be driven by an electric motor with a double-sided shaft, the suction box size being one degree smaller than the diameter of the wheel fans. 1) is located in the roof space 2 in the suction box 3, in which also outside temperature sensors 4.4 are also preferably located. The radial fan 7 is connected to the inlet duct 5 of the heating path A via the brake resistor 6 and the double ventilation path V separated by the inlet duct 5 of the separating baffles 8. Downstream of the brake resistor 6 of the heating path A there is a exhaust flap 9 mechanically coupled to the bypass flaps 10 The exhaust control flap 9 and the bypass control flap 10 are connected to the outside temperature sensors 4 and the inside temperature sensor 11 via an actuator 12. The radial fan is connected to the inside temperature sensor 4. Downstream of the exhaust and bypass control flaps 9, a mixing chamber 13 is formed, in which deflectors 14 formed by shaped metal flanges and an electric heater 15 are provided. On the sides of the mixing chamber 13, common outlets 16 are formed adjacent to the manifold 17. in which roof vents 18 are formed which open into flat distribution channels 19 "

Obr. 2 znázorňuje provedení plochých rozváděčích kanálu 19 ve vnitřním prostoru 22 vozidla, které jsou umístěny rovnoběžně s podélnou osou vozidla v místě styku bočních stěn a stropu. Každý plochý rozváděči kanál 19 je opatřen výdechovou střešní štěrbinou 20 a výdechovou stěnovou Štěrbinou 21. Ve vnitřním prostoru 22 vozidla je umístěno čidlo 11 vnitřní teploty. · ’Giant. 2 shows an embodiment of the flat distribution channels 19 in the interior 22 of the vehicle, which are arranged parallel to the longitudinal axis of the vehicle at the point of contact of the side walls and the ceiling. Each flat distribution channel 19 is provided with an exhale roof slot 20 and an exhale wall slot 21. An interior temperature sensor 11 is provided in the interior 22 of the vehicle. · ’

Při brzdění ohřívá brzdový odporník 6 vzduch procházející vstupním kanálem 5. Radiální ventilátor je trvale v činnosti, čímž je zajištěno jednak trvalé chlazení brzdového odporníku 6 a dále je trvale zajištěno větrání vnitřního prostoru 22 vozidla.During braking, the braking resistor 6 heats the air passing through the inlet duct 5. The radial fan is constantly in operation, thereby ensuring both permanent cooling of the braking resistor 6 and the ventilation of the interior 22 of the vehicle.

V letním provozu čidlo 4 venkovní teploty a čidlo 11 vnitřní teploty přestaví regulační klapku 9 odfuku do závěrné polohy a regulační klapky 10 obtoku do plně otevřené polohy, takže veškerý, brzdovým odporníkem 6 ohřátý vzduch odchází mimo vozidlo a veškerý větrací vzduch je veden obtokovými kanály 7^ do směšovací komory 13 a dále do vnitřního prostoru 22 vozidla. Druhé čidlo . 4 venkovní teploty nastaví otáčky radiálního ventilátoru na maximum. Dohřívač 13 není zapojen. Tuto letní polohu znázorňuje obr. 3 ·In summer operation, the outside temperature sensor 4 and the inside temperature sensor 11 move the exhaust control flap 9 to the shut-off position and the bypass control flap 10 to the fully open position so that all of the heated air resistor 6 is discharged outside the vehicle and all ventilation air is guided through the bypass ducts 7 into the mixing chamber 13 and further into the interior 22 of the vehicle. Second sensor. 4 outdoor temperatures set the radial fan speed to maximum. The heater 13 is not connected. This summer position is shown in Fig. 3 ·

Při jarním nebo podzimním provozu, kdy není třeba intenzivního vytápění, je radiální ventilátor j_ nastaven čidlem 4 venkovní teploty, případně čidlem.11 vnitřní teploty na střední otáčky. Regulační klapka 9 odfuku je v poloze, kdy ohřátý vzduch od brzdového odporníku 6 částečně odchází mimo vozidlo a částečně pokračuje do směšovací komory 13 ♦ Chladný větrací vzduch je veden od radiálního ventilátoru 1_ obtokovými kanály 7 přes částečně přivřené regulační klapky 10 obtoku kolem deflektoru 14 do směšovací komory 13» Chlazený vzduch a zbytek ohřátého vzduchu ве Ve směšovací komoře 15 smíchá a odtud odchází otvory 16 dále do vnitřního prostoru 22 vozidla. Správná hodpota vnitřní teploty je kontrolována čidlem 11 vnitřní teploty, které muže poopravit polohy spřažených regulačních klapek 9>10> které jsou přestavovány plynule. Tuto jarní a podzimní polohu vystihuje obr.4·In spring or autumn operation, when intensive heating is not required, the radial fan 1 is set to an outside temperature sensor 4 or an internal temperature sensor 11 to a medium speed. The exhaust control flap 9 is in a position where the heated air from the brake resistor 6 partially leaves the vehicle and partially continues to the mixing chamber 13 ♦ Cool ventilation air is led from the radial fan 7 through the bypass ducts 7 through the partially closed control flap 10 around the deflector 14 In the mixing chamber 15, it mixes and from there flows the openings 16 further into the interior 22 of the vehicle. The correct value of the internal temperature is controlled by an internal temperature sensor 11 which can correct the positions of the coupled control valves 9> 10> which are adjusted continuously. This spring and autumn position is illustrated by fig.4 ·

Obr. 5 znázorňuje nastavení jednotlivých částí zařízení pro zimní provoz. Čidlo 4 venkovní teploty nastaví otáčky radiálního ventilátoru ‘V na minimum. Současně je čidlem .11 vnitřní teploty kontrolována potřeba plného vytápění. Při velmi nízkých teplotách, kdy nepostačuje tepelný výkon brzdového odporníku 6,· muže čidlo 11 vnitřní teploty přepnout potřebný stupeň výkonu dohřívače 1 5. Regulační klapka 9 odfuku je plně otevřena a regulační klapky 10 obtoku jsou uzavřeny. Veškerý vzduch z radiálního ventilátoru prochází přes brzdový odporník 6 a dohřívač 15 do vnitřního prostoru 22 vozidla.Giant. 5 shows the setting of the individual parts of the device for winter operation. Outside temperature sensor 4 sets the radial fan speed ‘V to minimum. At the same time, the internal temperature sensor 11 controls the need for full heating. At very low temperatures, when the thermal output of the brake resistor 6 is not sufficient, the internal temperature sensor 11 can switch the required power level of the after heater 1 5. The exhaust flap 9 is fully open and the bypass control flap 10 are closed. All air from the radial fan passes through the brake resistor 6 and the reheater 15 into the interior 22 of the vehicle.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A device for heating and ventilating the interior of electrically powered vehicles comprising a radial fan, a brake resistor, an air after-heater, control dampers, a duct system and temperature sensors _/ characterized in that they are arranged in the roof space (2) of the vehicle with at least one radial the heating path (A) and the double ventilation path (B) jointly leading into the mixing chamber (13), the heating path (A) formed by the inlet air duct (5) starting from the radial fan (1) by means of partition walls (8) ) is connected to the brake resistor (6) and through the regulating flap (9) exhausts further into the mixing chamber (13) and the double ventilation path starting from the radial fan (1) and formed by bypass ducts (7) of the mixing chamber (15).

Device according to claim 1, characterized in that the mixing chamber (13) is provided with an air after-heater (15) and shaped deflection surfaces forming a deflector (14) directing the heating path (A) and the double ventilation path (B) to the common outlet (16). to which the set of guide ducts (19) is connected to the interior space (22) of the vehicle.

3. Apparatus according to claim 2 _f, characterized in that the flat distributor channels (19) are provided with roof exhalation slots (20) and exhalation wall slots (21) arranged parallel to the longitudinal axis of the vehicle.