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Verfahren und Vorrichtung zur Ableitung von Kondenswasser aus insbesondere
in Fahrzeugen eingebauten Klimageräten Bei Klimageräten von Klimaanlagen, die nach
dem Hochdruck-Injektionsprinzip arbeiten, bildet sich insbesondere an dem im Sekundärluftstrom
angeordneten Wärmeaustauscher beim Kühlbetrieb Kondenswasser, das in unter dem Wärmeaustauscher
angeordneten Auffangwannen gesammelt und durch besondere Leitungen weggeführt werden
muß.
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Falls in solchen Klimageräten für die den Sekundärluftstrom injizierende
Primärluft ebenfalls Wärmeaustauscher vorgesehen sind, kann sich auch an diesen
Kondenswasser bilden, das ebenfalls gesammelt und abgeleitet werden muß, und zwar
getrennt von dem aus dem Sekundärluftstrom ausgeschiedenen Kondensat, da in den
Räumen für die Primär- und die Sekundärluft verschiedenartige Luftdrücke herrschen.
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Bei der üblichen geschlossenen Bauart der genannten Klimageräte bietet
die Ableitung des Kondenswassers insbesondere dann Schwierigkeiten, wenn sich beim
Betrieb der Anlage in demjenigen Geräteabteil, in welchem sich der Wärmeaustauscher
für die Sekundärluft und die zugehörige Auffangwanne für das Kondenswasser befindet,
gegenüber der Atmosphäre ein leichter Unterdruck ausbildet. Wenn keine besonderen
Maßnahmen getroffen werden, strömt in diesen Fällen durch die Kondensatableitung
unbehandelte und möglicherweise an einer besonders ungünstigen Stelle entnommene
Außenluft in den Unterdruckraum des Klimagerätes, wo sie sich mit dem Sekundärluftstrom
mischt. Die Sekundärluft wird dadurch verunreinigt und die Wirkungsweise der Anlage
gestört.
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Um dieses unerwünschte Zuströmen von Außenluft zu verhindern, ist
bereits vorgeschlagen worden, in die betreffende Kondensatableitung einen Siphon
einzubauen. Dabei besteht aber die Gefahr, daß das darin enthaltene Wasser bei tiefen
Außentemperaturen einfriert, wodurch nicht nur der Abfluß von Kondensat verhindert
wird, sondern der Siphon möglicherweise sogar platzt. Überdies besteht aber auch
die Gefahr, insbesondere während der langen Perioden, in welchen im gemäßigten Klima
kein Kondensat entsteht, daß das im Siphon enthaltene Wasser austrocknet und der
Siphon dadurch unwirksam wird.
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Ferner kann sich je nach der Bauart des Siphons ein mehr oder weniger
ausgeprägter Rückstau ergeben, was ein Aufstauen von Kondensat in der Auffangwanne
bewirkt. Ein solches Aufstauen ist besonders schädlich bei in Fahrzeugen eingebauten
Klimageräten, da das Wasser in den aus Platzgründen notwendigerweise sehr flachen
Auffangwannen durch die Bewegungen des Fahrzeuges geschaukelt wird und dabei über
die Behälterwandungen in den zu klimatisierenden Raum geschleudert wird.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen und für Klimageräte
der eingangs erwähnten Art ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens zu schaffen, mittels deren das in den Klimageräten aus dem Sekundärluftstrom
und gegebenenfalls auch das aus dem Primärluftstrom abgeschiedene Kondesat betriebssicher
und ohne großen apparativen Aufwand abgeführt werden kann.
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Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ableitung von Kondenswasser
aus insbesondere in Fahrzeugen eingebauten Klimageräten, wobei mittels dieser Geräte
durch Injektion von unter überdruck stehender Primärluft Sekundärluft aus dem zu
klimatisierenden Raum angesaugt, in einer Kammer des Gerätes mittels eines Wärmeaustauschers
erwärmt oder gekühlt, hierauf mit der aus einer zweiten Kammer über düsenartige
Öffnungen austretenden Primärluft vermischt und zusammen mit dieser wieder in den
Raum ausgestoßen wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß das
aus dem Sekundärluftstrom beim Durchgang durch den Wärmeaustauscher abgeschiedene
Kondenswasser mit Hilfe des Strahlpumpenprinzips abgeleitet wird, wobei ein Teilstrom
von der unter Überdruck stehenden Primärluft abgezweigt und als Treibmittel benutzt
wird und das
aus dem Sekundärluftstrom abgeschiedene Kondenswasser
als das nach dem Strahlpumpenprinzip zu fördernde Medium dient.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung
des zuvor beschriebenen Verfahrens, welche sich auszeichnet durch eine in die Kondensatableitung
eingeschaltete Strahlpumpe, deren Treibmittelleitung an die unter Überdruck stehende
Primärluftkammer und deren Fördermittelleitung an eine in der Sekundärluftkammer
unterhalb des Wärmeaustauschers angeordnete Kondensatauffangwanne angeschlossen
ist.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können auch
dann angewendet werden, wenn im Weg des Primärluftstromes innerhalb des Klimagerätes
ebenfalls ein an eine Kühlmittelleitung angeschlossener Wärmeaustauscher vorgesehen
ist. In diesem Falle wird die Treibmittelleitung direkt an die unter diesem Wärmeaustauscher
angeordnete Kondensatauffangwanne angeschlossen.
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Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß der Druckunterschied
der Luft, der in den beiden Kammern ohnehin schon vorhanden ist, in vorteilhafter
Weise zum Betrieb einer Strahlpumpe ausgenützt werden kann, welche das abgeschiedene
Kondenswasser aus dem Klimagerät herausschafft.
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Im folgenden wird nun das Verfahren an Hand eines in der Zeichnung
veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
näher erläutert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Ableitung von Kondenswasser aus einem Klimagerät im Querschnitt
schematisch dargestellt, und zwar für ein vorzugsweise in Eisenbahnwagen verwendetes
Klimagerät, bei welchem innerhalb des Gerätes nicht nur im Sekundär- sondern auch
im Primärluftstrom ein Wärmeaustauscher angeordnet ist.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst das Klimagerät
als solches kurz erläutert.
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Ein Kasten 1, welcher das Klimagerät umschließt, ist durch eine Zwischenwand
2 in zwei Kammern 3 und 4 unterteilt und enthält in der Kammer 3 einen Wärmeaustauscher
5 für die Heizung bzw. Kühlung der Primärluft und in der Kammer 4 einen Wärmeaustauscher
6 für die Heizung bzw. Kühlung der Sekundärluft. Filter 7 bzw. 7' sind in der durch
Richtungspfeile veranschaulichten Strömungsrichtung des Primär- und Sekundärluftstromes
den Wärmeaustauschern 5 bzw. 6 vorgeschaltet. Eine Frontplatte 1 a des Kastens 1
weist innerhalb der Kammer 3 eine Isolationsschicht 1 b auf, wobei zwischen dieser
und dem Primärluftfilter 7 eine Primärluftzuleitung 3 a in die Kammer 3 einmündet.
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In der Zwischenwand 2 angeordnete, düsenartige Öffnungen 8 stellen
eine Verbindung zwischen den Räumen der beiden Kammern 3 und 4 her und dienen dazu,
mit Hilfe der unter Überdruck stehenden Primärluft infolge Injektorwirkung Sekundärluft
durch eine gitterartige Öffnung 9 aus einem zu klimatisierenden Raum 10 anzusaugen
und diese nach Durchgang durch den in der Kammer 4 befindlichen Filter 7'
und Wärmeaustauscher 6 mit der aus den düsenartigen Öffnungen 8 austretenden
Primärluft zu vermischen, wonach die Sekundärluft zusammen mit der Primärluft über
eine gitterartige Öffnung 11 wieder in den zu klimatisierenden Raum 10 ausgestoßen
wird. Im folgenden wird nunmehr Aufbau, Anordnung und Wirkungsweise der Vorrichtung
zur Ableitung des Kondenswassers beschrieben. Eine Strahlpumpe 12, bestehend aus
einer Treibdüse 13 und einem Diffusor 14, ist außerhalb des Kastens 1 so angeordnet,
daß die Treibdüse 13 über eine Treibmittelleitung 15 mit der Primärluftkammer 3
und der Diffusor 14 über eine Fördermittelleitung 16 mit der Sekundärluftkammer
4 in Verbindung steht. Die den Boden der Sekundärluftkammer 4 bildende Zwischenwand
2 dient als Auffangwanne für das in der Kammer 4 aus dem Sekundärluftstrom bei dessen
Durchgang durch den Wärmeaustauscher ,6 abgeschiedene Kondenswasser, wobei die Fördermittelleitung
16 unmittelbar über der Bodenfläche 2 a in den Innenraum der Sekundärluftkammer
4 ausmündet. In entsprechender Weise dient ein Kastenboden 17 des Kastens als Auffangwanne
für das in der Kammer 3 aus dem Primärluftstrom bei dessen Durchgang durch den Wärmeaustauscher
5 abgeschiedene Kondenswasser.
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Der als Treibmittel dienende, vom Primärluftstrom abgezweigte Teilstrom,
welcher durch die Treibmittelleitung 15 der Treibdüse 13 zugeführt wird,
bildet durch die Strahlwirkung der letzteren einen Unterdruck in der Strahlpumpe
12, dank dessen das sich auf der Bodenfläche 2 a der Sekundärluftkammer 4
ansammelnde Kondenswasser über die Fördermittelleitung 16 abgesaugt und zusammen
mit dem als Treibmittel dienenden Primärluft-Teilstrom durch eine an den Diffusor
14 angeschlossene Kondenswasserleitung 18 abgeleitet wird.
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Auch in der Primärluftkammer 3 sammelt sich auf deren Bodenfläche
17 a Kondenswasser an, welches von dem als Treibmittel dienenden Primärluft-Teilstrom
mitgerissen und über die Treibmittelleitung 15 und die Treibdüse 13 ebenfalls der
Kondenswasserleitung 18 zugeführt wird.
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Eine Druckdifferenz von etwa 40 bis 50 mm Wassersäule zwischen dem
Druck der Primär- und Sekundärluft genügt bereits, wie die Praxis gezeigt hat, um
eine wirksame Ableitung des Kondenswassers aus den beiden Luftkammern des Klimagerätes
zu gewährleisten.
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Abweichend von der Zeichnung kann die Auffangwanne für das Kondenswasser
als separater Behälter ausgebildet und in der Sekundärluftkammer bzw. bei Kühlung
auch der Primärluft in beiden Gerätekammern aufgestellt sein. Die Treibmittel- und
Fördermittelleitungen werden dann natürlich in entsprechender Weise an diese separaten
Behälter angeschlossen.
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Mit Hilfe entsprechender Registrier- und Steuermittel an sich bekannter
Art kann bewirkt werden, daß die Treibmittelleitung jeweils dann geschlossen wird,
wenn das Klimagerät unter Betriebsbedingungen arbeitet, bei welchen sich kein Kondenswasser
bildet, also insbesondere beim Heizbetrieb.
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Die Erfindung ist also nicht an die gezeigte Ausführungsform gebunden,
sondern die Einzelheiten können innerhalb des Rahmens der Erfindung vari-, iert
werden.