DE2006802A1

DE2006802A1 - Warmluft Heizeinrichtung fur Fahrzeuge, insbesondere fur elektrisch betriebene Nah Verkehrs Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2006802A1
Application number: DE19702006802
Authority: DE
Inventors: Hans 6000 Frankfurt Glimm Gunter 8520 Erlangen Hofmayer Peter 8523 Wellerstadt Roth Lothar 6000 Frankfurt Schwanheim Buchele
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-02-14
Filing date: 1970-02-14
Publication date: 1971-09-09
Also published as: AT306089B; NL7101425A

Description

Warmluft-Heizeinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für elektrisch betriebene Nahverkehrs-Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Warmluft-Heizeinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für elektrisch betriebene Nahrverkehrs-Fahrzeuge, bei der ein Luftstrom durch Ausnutzung betriebsmäßig anfallender Verlustwärme und/oder mittels Zusdtzheizeinrichtungen erwärmbar und durch Klappen steuerbar ist, mit zumindest einem Hauptluftkanal und einem an dessen Buftaustrittsseite sich anschließenden Verteilerraum, der Öffnungen zum Pahrzeuginneraum, ins Freie und zu einem Ende eines Zusatzkanals aufweist, dessen anderes Ende an der Lufteintrittsseite des Hauptluftkanals an einen Ansaugraum anschließbar ist.
Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen beispielsweise ist man bemüht, die in den Fahr - und Bremswiderständen entstehende Verlustwärme weiter auszunutzen, indem man einen zur Kühlung an diesen Widerständen vorbeiftihrenden--Luftstrom bei Bedarf zu Heizzwecken zumindest teilweise ins Wageninnere des Fahrzeuges leitet. In einer bekannten derartigen Warmluft-Heizeinrichtung wird ein Teil des erwärmten yrischluftstromes vor seinem Eintritt in den zu beheizenden Rawn durch einen gesonderten, durch Klappen gesteuerten Kanal erneut den Brems- und Fahrwiderständen zur zusätzlichen Aufheizung zugeführt. -(DBW 1.008.343).
Es hat sich nun gezeigt, daß die in den Brems- und Fahrwiderständen erzeugte Wärmemenge nicht immer die notwendige Heizenergie decken kann. Das ist insbesondere der Fall, wenn abgestellte Nahverkehrs-Fahrzeuge vor. der Inbetriebnahme aufgeheizt werden sollen oder wenn solche Fahrzeuge z.B. Streckenabschnitte in STadtaußenbezirken mit größeren Haltepunktabständen befahren.
Der Fehlbedarf wird llann durch Zusatzheizungen gedeckt, die jedoch bei den bekannten Heizeinrichtungen verhältnismäßig groß ausgeführt werden müssen und viel Nutzenergie verbrauchen.Sollen die bekannten Einrichtungen im Sommer auch dazu benutzt werden können, das Wageninnere zu belüften, so benötigt man zusätzliche Luftkanäle und mehrere zu steuernde Klappen, oder man muß einen Lüftermotor zusätzlich in seiner Drehrichtung umsteuerbar ausführen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, mit einfachen Mitteln eine Verbesserung einer Heizeinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu schaffen, daß insbesondere der Bedarf an zusätzlich zu der betriebsmäßig anfallenden Wärmeenergie notwendiger Eeizleistung vermindert und ein rationellerer Heizbetrieb ermöglicht wird. Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest zwei Öffnungen zum Fahrzeuginnenraum eine steuerbare Klappe im Verteilerraum angeordnet ist, durch die ein direkter Luftstrom vom Verteilerraum zu einer der zwei Öffnungen sowie zu dem einen Ende des Zusatzkanals absperrbar und gleichzeitig ein direkter Luftstrom von dieser einen Öffnung zu dem einen Ende des Zusatzkanals freigebbar ist.
Mittels einer solcher Art eingebauten Klappe ist es möglich, durch einfaches Verstellen dieser Klappe im zu beheizenden Fahrzeuginnenraum einen Umluftbetrieb für Vorheiz- oder Zusatzbetrieb zu erzielen und auf einfache Weise die betriebsmäßig anfallende Wärme besser auszunutzen und an Nutzheizenergie von Zusatzheizeinrichtungen zu sparen, ohne die universelle Verwendbarkeit einer solchen Einrichtung für normalen Heizbetrieb ohne Vorheiz- oder Zusatzheizbetrieb oder als Beluftungseinrichtung zu behindern.
Um in vorteilhafter Weise dem Warmluftstrom im Vorheiz- und Zusatzheizbetrieb einen einstellbaren Frischluftanteil beimisehen zu können, ist auch in dem bei Heizbetrieb nur von Prischluft durchetrömbaren Teil des Ansaugraumes eine weitere steuerbare Klappe angeordnet. In besonders einfacher Weise wird @weckmäßig diese weitere Klappe so angeordnet, daß sie vor das andere Etide den Zusatzkanals schwenkbar ist tttid somit zu einem steuerbaren Anschluß des @usatzkanals @n den Ansaugraum mi@benutzt werden @@nn.
-Ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung besprochen. Darin zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäß eingerichtete Warmluft-Heizeinrichtung in Klappenstellung "Heizung" für normalen Heizbetrieb, Fig. 2 die Warmluft-Heizeinrichtung gemäß Fig in Klappen stellung "Vorheizung oder Zusatzheizung", Fig. 3 die Warmluftheiz;einriChtu6g gemäß Fig. 2 in Klappenstellung "Be- bzw. Entlüftung".
Die Zeichnung gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 zeigt einen zu beheizenden Fahrzeuginnenraum 1 mit zwef Öffnungen 2; 3 zum Luftdurchgang, von denen zweckmäßig je eine jeweils an einer von zwei gegenuberliegenden~Seiten des Fahrzeuginnenraums, vorzugsweise an je einer Fahrzeuglängsseite,angeordnet ist. Die Öffnungen 2; 3 führen auf der dem Fahrzeuginnenraum 1 abgekehrten -Seite zu einem Verteilerraum 4, der seinerseits mit Öffnungen zu der Austrittsseite 62 eines Hauptluftkanals 6 und zu dem einen Ende 71 eines Zusatzkanals 7 versehen ist. durch eine steuerbare Klappe 5 im Verteilerraum 4 ist ein direkter Luftstrom vom Verteilerraum 4 zu der einen Öffnung 2 sowie zu dem einen Ende 71 des Zusatzkanals 7 absperrbar und gleichzeitig ein direkter Luftstrom von dieser einen Öffnung 2 zu dem einen Ende 71 des Zusatzkanals 7 freigebbar. (Fig. 2) Der Zusatzkanal 7 ist mit seinem anderen Ende 72 mittels einer steuerbaren Klappe 8 an einen Ansaugraum 9 anschließbar, der einerseits eine Öffnung zu der Eintrittsseite 61 des Hauptluftkanals 6 und'andererseits einen Frischluftzugang 10 aufweist.
In dem an den Ansaugraum 9 sich @nschließenden Teil des Hauptluftkanals 6 ist ein Lüfter 11 vorgesehen, während in dem folgen~den Teil des Hauptluftkanals 6 Einrichtungen angeordnet sind, welche die Heizenergie liefern, wie beispielsweise Wärmetauscher oder Anfahr- und BremSwiderstände 12 bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen und Zusatzheizeinrichtungen wie Frischstromwiderstände 13.
In vorteilhafter Weise ist durch eine für die Regulierung des Luftaustritts ins Freie im Verteilerraum 4 vorgesehene steuerbare Klappen 14 der Verteilerraum 4 unterteilbar (Fig. 3) derart, daß sich in dem einen Teil die Öffnungen zur Austrittsseite des Hauptluftkanals und ins Freie und in dem anderen Teil die Öffnungen zum Pahrzeuginnenraum 1 und die Öffnung 71 zu dem einen Ende des Zusatzkanals 7 befinden.
Fig. 1 zelgt die Klappenstellung und die iuftströmungsverhältniete im normalen Heizbetrieb. Die Klappe 5 ist geöffnet, die Klappe 8 gibt die Frischluftzufuhr voll frei und schließt den Zusatzkanal 7 vom Ansaugraum 9 ab. Die Widerstandskühlluft wird durch den Ansaugraum 9 durch den Lüfter 11 angesaugt und über die Anfahr- und Bremswiderstände 12 geblasen, dort erwärmt und Uber den Verteilerraum 4 durch die parallel geschalteten Öffnungen 2 und 3 möglichst gleichmäßig von beiden Fahrzeugseiten her in den Fahrzeuginnenraum 1 gedrückt. Um eine Luftwechsel zu gewährleisten, ist zweckmäßigerweise eine ebenfalls verechließbare Lüftungsöffnung 15 an der Oberseite des Elahrzeuginnenraums 1 vorgesehen, durch den Luft entweichen kann.
Fig. 2 zeigt die Klappenstellung und die Luftströmungsverhältnsse für Vorheiz- und Zusatzheizbetrieb. Die Klappe 8 schließt dabei insbesondere bei Vorheizbetrieb zweckmäßigerweise den Frischluftzugang von außen nahezu vollständig ab, jedoch kann durch Zwischenstellungen dieser Klappe 8, insbesondere bei Zusatzheizbetrieb, ein jeweils gewünschter Frischluftanteil eingelassen werden. Durch einfaches Umlegen der Klappe 5 sind die zuvor (gemäß Fig. 1) parallel geschalteten Luftströmungen durch die Öffnung 2 3 nunmehr in Reihe geschaltet. Dadurch wird in vorteilhafter Weise, z.B. bei Vorheizung abgestellter kalter Fahrzeuge z.B. die durch die Fri chstromwiderstände erwärmte Luft durch die Öffnung 3 in den Fahrzeuginnenraum 1 geleitet, Uber die Öffnungen 2 und den Zusatzkanal 7 abgesaugt und anschließend erneut an den Heizwiderständen erwärmt. Gsgenüber bekannten Einrichtungen, bei denen der Juftstrom direkt hinter dem Verteilerraum abgenommen und nochmals zum Lufter geführt wird, kommt es bei der erfindungsgemäßen Sinrichtung nicht zu einer unerwünschten erhöhten Erwärmung des Zusatzkanals und damit zu unwirtschaftlichen Wärmeverlusten.
Zum- Zwecke der Zusatzheizung bei größeren Haltepunktabständen kann es zweckmäßig sein, dem Umluftbetrieb mittels Einstellung der Klappe 8 einen. Mindestfrischluftanteil beizumischen, da im Gegensatz zum Vorheizbetrieb die Fahrzeuge mehr oder weniger stark besetzt sind. Der Nutzheizbedarf bei Zusatzheizbetrieb kann dadurch weiter gemindert werden, daß in vorteilhafter Weise ein Vorwiderstand zur Einstellung der Drehzahl des Lüfters ii - z.B. Drehzahlminderung bei Haltepunkten - in dem zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums 1 vorgesehenen Luftstrom angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt Klappenstellung und Luftströmung für den Fall, daß die Heizeinrichtung zur Be- bzw. Entlüftung des Fahrzeuginnenraums 1 benutzt werden soll. Die Klappe 5 ist geöffnet und durch die Klappe 14 ist der Verteilerraum 4 derart unterteilt, daß durch die mittels der Klappe 5 parallel geschalteten bffnungen 2;3 die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 1 abgesaugt und über den Zusatzkanal 7 und den Hauptluftkanal 6 im Verteilerraum 4 ins Freie. tritt. Es bedarf gegenüber bekannten Ei-nrichtungen also keiner zusätzlichen Luftkanäle oder einer Umsteuermöglichkeit oder besonderen Auslegung des Lüftermotors, um von Heiz- auf Lüftungsbetrieb zu wechseln.
Um eine möglichst- konstante Temperatur im Fahrzeuginnenraum oder eine bestimmte konstante Kühlung zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, wenn die Zusatzeheizeinrichtung-en und/oder der Lüfter- sowie die verschiedenen Klappenstellungen in Steuerabhängigkeit von Temperaturreglern stehen. Hierbei kann der dem Pahrzeuginnenraum 1 abgesaugten Luftmenge im Ansaugraum ein fest eingestellt oder kontinuierlich dosierter, direkt von außen angesaugter Luftmengenan-teil hin-zugefügt werden, um solcherart den Fahrze-ugluftdurc'hsatz bei konstanter oder konstant abgestufter Forderleistung des liüfters ii 1 zu regulieren.
7 Patentansprüche 3 Figuren

Claims

Pateotansprüche W Warmluft-Heizeinrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für elektrisch betriebene Nahrverkehrs-Fahrz-euge, bei der ein Luftstrom durch Ausnutzung betriebsmäßig anfallender Verlustwärme und/oder mittels Zusatzheizeinrichtungen erwärmbar und durch Klappen steuerbar ist, mit zumindest einem Hauptluftkanal und einem an dessen Luftaustrittsseite sich anschließenden Verteilerraum, der Öffnungen zum Fahrzeuginnenraum, ins Freie und zu einem Ende eines Zusatzkanals aufweist, dessen anderes Ende an der Lufteintrittsseite des Hauptluftkanals an einen Ansaugraum anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest zwei Öffnungen (2,3) zum Fahrzeuginnenraum (1) eine steuerbare Klappe (5) im Verteilerraum (4) angeordnet ist, durch die ein direkter Luftstrom vom Verteilerraum (4) zu einer der zwei Öffnungen (2, 3) sowie zu dem einen Ende (71) des Zusatzkanals (7) absperrbar und gleichzeitig ein direkter Luftstrom von dieaer einen Öffnung (2) zu dem einen Ende (71) des Zusatzkanals (7) freigebbar ist.
2. Warmluft-Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere steuerbare Klappe (8) in dem bei Heizbetrieb nur von Frischluft durchströmbaren Teil des Ansaugraumes (9) vorgesehen.ist.
3. Warmluft-Heizeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Ansaugraum (9) angeordnete weitere Klappe (8) vor das andere Ende (72) des Zusatzkanals (7) schwenkbar ist.
4. Warmluft-Heizeinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dab durch eine für die Regulierung des Luftaustritts ins Freie vorgesehene steuerbare Klappe (14) der Verteilerraum (4) unterteilbar ist, derart, daß sich in einem Teil die Öffnungen zur Austrittsseite des Hauptluftkanals und ir.s Freie und im anderen Teil die Öffnungen (2,3) zum Fahrzeuginnenraum (1) und die Öffnung (71) zu dem einen Ende des Zusatzkanals (7) befinden (Fig. 3).
5. Warmluft-Heizeinrichtung nach' mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich vorhandener torwiderstand zur Einstellung der Drehzahl eines für den- Luftumlauf bestimmten elektrisch betriebenen Lüfters (11) in dem zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraums (1) vorgesehenen Luftstrom, insbesondere im Hauptluftkanal (6),angeordnet ist.
6. Warmluft-Heizeinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzheizeinrichtungen (13) und/oder der Lüfter-Vorwiderstand in Steuerabhängigkeit vom Temperatur@egler stehen.
7. Warmluft-Heizeinrichtung nach mindestens einem der-vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbaren Klappen-in Steuerabhängigkeit vom Temperaturregler stehen.

L e e r s e i t e