DE3041710C2 - Einrichtung zum Beheizen des Innenraumes eines Omnibusses - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beheizen des Innenraumes von Omnibussen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie aus der deutschen Patentanmeldung P 29 42 758.5 der Anmelderin als bekannt hervorgeht.

Die dort beschriebene Innenraumbeheizung für Omnibusse ist sehr wirksam; vor allen Dingen läßt sich bei geringem Bauvolumen und geringem Baugewicht eine behagliche Atmosphäre im Innenraum erzeugen: außerdem können die Seitenscheiben, die bei voll besetzten Omnibussen in der kalten Jahreszeit sehr stark beschlagen, zumindest teilweise beschlagfrei gehalten werden.

Es hai sich jedoch gezeigt, daß bei extremer Kälte ein Beschlagen und Vereisen der Seitenscheiben nicht wirkungsvoll verhindert werden kann und daß außerdem der Fußraum der i^ssagiere unzureichend beheizt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es. die zugrundegelegte Innenraumbeheizung mit möglichst geringem Bauaufwand dahingehend zu verbessern, daß die Seitenscheiben wirkungsvoller beschlagfrei bzw. eisfrei gehalten werden und daß auch der Fußraum besser beheizt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch I gelöst. Dank des Luftführungskanales wird die sich in dem kuminartigen Schacht ausbildende Thermik durch eine gewisse zwangskonvektive Komponente verstärkt und außerdem wird ein Teil der zugeführten Luft nach einer gewissen Wärmeaufnahme an dem Planenheizkörper in den Fußraum abgedrängt, so daß auch dieser ausreichend mitbeheizt wird. Vor allen Dingen wird durch den Luftführungskanal eine kalte Bodenströmung verhindert.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie Vorteile können den Unteransprüchen bzw. der nachfolgenden Beschreibung verschiedener in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele entnommen werden, dabei zeigt

so Fig. 1 einen teilweise gebrochen dargestellten Omnibus mit einer Innenraumbeheizung nach der Erfindung in Seitenansicht.

F i g. 2 eine Rückansicht des Omnibusses nach Fig. 1.

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Seitenwand des Omnibusses nach Fig. I im Bereich der unteren Scheibeneinfassung des Seitenfensters,

Fig.4 einen Querschnitt durch die Seitenwand des Omnibusses nach Fig. 1 im Bereich des Fußraumes und

F i g. 5 und 6 zwei weitere abgewandelte Ausgestaltungen der Innenraumbeheizung im Bereich des Fußraumes in einer Schnittdarstellung ähnlieh wie F i g. 4.

Der in den Fig. I bis 3 gezeigte Omnibus (1) mit mehreren hintereinanderliegenden Seitenfenstern (2) weist unterhalb der Seitenfenster angeordnete Planenheizkörper (3) auf, die in einem kaminartigen Schacht (4) angeordnet sind.

Dieser wird beim dargestellten Aiisfiihriingsbeispiel

einerseits durch den Plattenheizkörper (3) selber und die Innenwandung (13) der Seitewand des Omnibusses gebildet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die dem Innenraum zugekehrte Seite des Plattenheizkörpers im Abstand mit einer gelochten Abschirmplatte (14) überdeckt. Dadurch ist der sehr heiße Plattenheizkörper gegen Berührung geschützt; außerdem kann sich in dem ebenfalls kaminartigen Spalt zwischen Plattenheizkörper und Abschirmplatte eine freie Konvektion der Luft sowie ein Wärmeaustausch durch Strahlung einstellen. Die Kaminwirkung auf der Abschirmseite ist weniger stark als auf der außenliegenden Seite des Plattenheizkörpers. Der vertikale kaminartige Schacht (4) erstreckt sich von dem Fußraum (5) bis in den Bereich der Fenstereinfassung (6). Durch eine sich im Schacht einstellende freie Konvektion wird Luft im Bereich des Fußraums durch die unteren Schachtöffnungen (8} angesaugt und aufgrund der Thermik durch die oberen Schachtöffnungen (7) in den Fahrzeuginnenraum entlassen, wo die warme Luft im Bereich der Innenseite der Seitenfenster (2) entiangstreicht und diese beschlag- und eisfrei hält.

Der Plattenheizkörper ist nach dem Prinzip des sogenannten Wärmerohres ausgebildet Unter einem solchen wird ein evakuierter, hermetisch dicht verschlossener aus gut wärmeleitendem Material, z. B. Kupfer oder Aluminium gebildeter Hohlraum, vorzugsweise hier in Plattenform, verstanden, der mit einem verdampfbaren und rekondensierbaren Wärmeträgermedium zu einem Bruchteil gefüllt und im übrigen evakuiert ist. Die Auswahl des Wärmeträgermediums richtet sich nach dem Temperaturniveau, bei dem Wärme übertragen werden soll. Das Wärmerohr ist im Inneren teilweise mit einer Kapillarstruktur zum Rücktransport des kondensierten Wärmeträgermediums von der wärmeabgebenden zur wärmeaufnehmenden Stelle versehen: dies kann z. B. in Form einer Auskleidung des Hohlraumes mit einem Siebgewebe oder durch eine Rillenstruktur der inneren Oberfläche geschehen. Als Füllung für die Wärmerohre sind für die vorliegenden Zwecke beispielsweise Ammoniak, Wasser oder ein Gemisch aus Alkohol und Wasser geeignet. An der heißen Stelle des Wärmerohrs, an der Wärmeenergie zugeführt wird, verdampft das eingegebene Medium und breitet sich rasch im inneren des Wärmerohres aus. An wärmeabgebenden Stellen des Wärmerohres schlägt sich das verdampfte Medium nieder und kondensiert unter Abgabe seiner Wärme an die Wandung des Wärmerohres. Das Kondensat kreicht durch Kapillarwirkung uid durch Schwerkrafteinfluß zu den Wärmezufuhrstellen des Wärmerohres zurück. Die an der Kondensatseite vom Medium an die Wandung des Wärmerohres abgegebene Wärmemenge wird auf der Außenseite durch Strahlung oder durch Konvektion abgeführt Da an den wärmeaufnehmenden bzw. wärmeabgebenden Stellen des Wärmerohres eine Zustandsänderung des Wärmeübertragungsmediums stattfindet, wird im wesentlichen die für die Zustandsänderung erforderliche Umwandlungsenergie in Wärmeform übertragen Da die Umwandlungsenergien bezogen auf die Masse des Wärmeübertragungsmediums wesentlich größer sind als die durch Aufheizung eines Mediums speicherbaren Energiemengen, kann durch den Transport relativ kleiner Mengen an Wärmeübertragungsmedium sine große Wärmemenge auch über größere Entfernungen hinweg und bei kleinem Temperaturgefälle übertrage, werden. Die Vorteile eines Wärmerohres sind also hohe Übertragungsleistung bei geringem Temperaturgefälle und geringem Gewicht.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel de,i als Wärmerohr ausgeführten Plattenheizkörpers ist dieser als dreilagiger Roll-Bond-Heizkörper mit zwei verschiedenen flächig verteilten geäderten Hohlraumsystemen ausgeführt. Der das Wärmerohr bildende Hohlraum (21) erstreckt sich beispielsweise in Form eines kammartig ausgebildeten Kanalsystems über die ganze vertikale Erstreckung des Plattenheizkörpers. Durch eine dünne ίο Blechlage von diesem Hohlraum getrennt ist ein weiterer flacher im wesentlichen gestreckten Hohlraum angeformt, der einen von Heizflüssigkeit durchströmten Heizkanal (9) bildet. Dank der Ausgestaltung des Plattenheizkörpers als Wärmerohr nimmt dieser über seine ganze Erstreckung hinweg die Temperatur der Heizflüssigkeit an. Dank der engen thermischen Kopplung von Heizkanal und Wärmerohr tritt nur ein sehr geringes Wärmegefälle auf. Die Ausgestaltung des Plattenheizkörpers als dreilagiger Roll-Bond-Körper bringt nicht nur diese innige thermische Kopplung, sondern auch einen raumsparenden- und leichten Aufbau des Plattenheizkörpers mit sich, der relativ einfach, beispielsweise mittels Haltekrallen (16) im Bereich der Seitenwand des Fahrzeuges gehaltert werden kawn. Als Wärmequelle zur Aufheizung der Heizflüssigkeit ist der Fahrzeugmotor (17) vorgesehen, der durch Wasser auf Betriebstemperatur rückgekühlt wird. Das Kühlwasser des Motors wird zu Heizzwecken benutzt; es wird mittels einer Pumpe (18) durch die Heizkahäle der verschiedenen Plattenheizkörper gepumpt, die über Verbindungsschlauchstücke (19) als hintereinander geschaltet sind; eine gesonderte Rücklaufleitung leitet das abgekühlte Heizwasser zu dem Motor (17) zurück. Um eine Innenraumbeheizung des Omnibusses auch im Stand zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, daß eine Aufheizung des Wassers in diesem Heizkreislauf auch über einen Ölbrenner oder dergleichen erfolgt.

Um die Thermik in dem kaminartigen Schacht (4) und somit die Heizwirkung der Innenraumbeheizung insbe-⁴" sondere im Hinblick auf ein Entfrosten der Seitenscheibe.-zu verstärken, ist gemäß der Erfindung im unteren Bereich der Plattenheizkörper ein horizontal an ihnen entlangverlaufender mit Luftaustrittsöf/nungen (11) versehener Luftführungskanal (10) vorgesehen, dessen Luftaustrittsöffnungen zumindest teilweise in den kaminartigen Schacht gerichtet sind. Ein anderer Teil der Luftaustrittsöffnungen kann in den, Fußraum gerichtet sein. In ähnlicher Weise wie die Heizkanäle der hintereinanderliegenden Plattenheizkörper sind auch die jeweils ihnen zugeordneten Luftführungskanäle hintereinandergeschaltet, was zweckmäßigerweise in Form eines durchlaufenden Rohres ausgeführt sein kanu. Dadurch kann in einfacher Weise den Luftführungskanälen Luft über ein Gebläse (15) zugeführt werden, welches ai-sdem Innenraum Luft ansaugt.

Es handelt sich bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Innenraumheizung nicht um eine Zwangsumluftheizung, bei der zentral erwärmte Luft über ein großvolumiges Ki.nalsystem im Inneren des Fahrzeuges verteilt wird, sondern es wird zentral abgekühlte Innenraumluft über ein relativ kleinvolumiges Luftführungssystem dezentral angeordneten Heizkörpern zugeleitet und dort erst erwärmt. Die umzuwälzenden Luftmassen sind dank einer kalten Luftumwälzung und dank einer teilweistii Ausnutzung einer freien Konvektion nur sehr gering. Aus diesem Grunde reduziert sich auch der Platzbedarf und das Gewicht tür das Zwangsumlaufsystem bestehend aus Luftführungskanal

und Gebläse. Außerdem hat das hier geschilderte Heizsystem den Vorteil, daß eine gewissen spürbare und bei weniger starker Kälte durchaus ausreichende Heizwirkung auch ohne Zwangsumlauf der Luft allein aufgrund freier Thermik erreichbar ist.

Durch eine Zuschaltung der Zwangsumwälzung von Luft in den Luftführungskanälen wird nicht nur die vertikal gerichtete Thermik in den kaminartigen Schacht verstärkt, sondern es wird auch durch die in den Fußraum gerichteten Luftaustrittsöffnungen Luft auf die Heizkanalseite des Plattenheizkörpers gerichtet, wo sich die Luft erwärmt und in den Fußraum austritt. Es kann dadurch eine kalte Bodenströmung vermieden und eine ausreichende Fußraumbeheizung sichergestellt werden. Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Bereich des Heizkanales (9) durch eine mit Austrittsschlitz versehene Abdeckhaube (20) überdeckt, die ein Verweilen der austretenden Luft in dem eingeschlossenen Raum und scrim cine Aufwärrriüiig und einen allmählichen Austritt der Luft in den Fußraum bewirkt.

Wie bereits dargelegt, braucht der Luftführungskanal im Querschnitt nur relativ klein bemessen zu werden, um dennoch eine ausreichende Verstärkung der Heizwirkung sicherzustellen. Qucrschnittsflächcn von etwa 2 bis 5 cm² können schon zu spürbaren Auswirkungen führen. Derartige geringe Kanalquerschnitte lassen sich platzsparend im Seitenbereich ohne Beeinträchtigung des FuBraumes ohne weiteres unterbringen. Hierbei bietet sich an, Vierkantrohre zu verwenden, die leicht im Bereich des Bodens oder der Seitenwand befestigt werden können. Außerdem bieten Vierkantrohre günstige Möglichkeiten, beispielsweise die Unterseite des Plattenheizkörpers in aufgesetzten U-förmigen Halteleisten zu haltern.

Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispicl ist ein rechteckiges Vierkarürohr in Horizontaüage mit seiner längeren Seite horizontal unterhalb des Plattcnheizkörpers angebracht. Diese Anordnung bietet die Möglichkeit, sowohl den Schacht (4) als auch den von der Abdeckhaube (20) eingeschlossenen Raum leicht mit Zuluft aus dem Luftführungskanal zu versorgen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 5 ist der rechteck) ge Luftführungskanal (10') mit seiner längeren Seite vertikal angeordnet; außerdem ist der Luftführungskanal weitgehend in dem Schacht (4) selber untergebracht Durch ein tief am Luftführungskanal angebrachte Austrittsöffnung kann auch Luft unterhalb des Platten heizkörpers auf die Heizkanalseite durchtreten. Die Abschirmplatte (14) hat im Bereich des Heizkanals (9) keine Lochung, so daß in diesem kurzen Abschnitt sich ebenfalls ein kaminartiger Schacht bildet, der die zugeführte Luft zwingt, an dem Heizkanal vorbei/ustrcifen und dort Wärme aufzunehmen. Die erwärmte Luft kann dann kurz oberhalb des Bodens in den Fußraum austreten. Der Breitenbedarf der Anordnung gemäß Fig. 5 mit einem vertikal angeordneter rechteckigen Luftführungskanal und einem horizont:)! geknickten Plattenheizkörper (3') ist besonders gering. Das Ausführungsbeispicl nach Fig. 6 ist eine Weiteretuwickiung von dem nach F i g. 5: dort ist der Luftführungskanal (10") mit in den Plattenheizkörper (3") integriert: und zwar ist der dort gezeigte Luftführungskanal in ähnlicher Weise wie der Heizkanal als weiterer gestreckter Hohlraum eines insgesamt viertägig aufgebauten Roll-Bond-Körpers gebildet. Dies ermöglicht eine besonders leichte und raumsparende und somit kostensparende Ausgestaltung der Heizung. Abschließend sei noch bemerkt, daß durch eine gezietie unterschiedliche Bemessung der Luftaustrittsöffnungen (11) der verschiedenen hintereinanderliegenden Abschnitte des Luftführungskanales eine gleichmäßige Luftversorgung zu den Plattenheizkörpern erreicht werden kann. Die dem Gebläse relativ nah liegenden Abschnitte des Luftführungskanales erhalten relativ kleine und die weiter weg liegenden Abschnitte erhalten große Luftaustrittsöffnungen.

Der Vollständigkeit halber sei auch noch erwähnt, daß die Seitenwand des Omnibusses doppelwandig mit einer Innenwandung (13) und einem Außenblech (12) ausgeführt ist, wodurch ein isolierend wirkender Hohlraum entsteht, der bei Bedarf auch mit einer gesonderten Isoliermasse, beispielsweise mit Schaumstoff, Steinwolle oder dergleichen ausgefüllt sein kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Beheizen des Innenraumes von Omnibussen, mittels im Bereich der Seitenwände unterhalb der Seitenfenster vertikal. angeordneter Plattenheizkörper, die in einem kammartigen, im wesentlichen geschlossenen, lediglich nach unten im Bereich des Fußraumes und nach oben im Bereich der unteren Fenstereinfassung offenen Schacht angeordnet sind, wobei der Plattenheizkörper nach dem Prinzip eines sogenannten Wärmerohres ausgebildet und in seinem unteren Bereich mit einem länglichen Heizelement, insbesondere einem Heizflüssigkeit führenden Kanal wärmeleitend verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Piattenheizkörpers (3,3', 3") ein horizontal an ihm entlang verlaufender, mit Luftaustrittsöffnungen (11) versehener Luftführungskanal (10,10', 10") vorgesehen ist. dessen Luftaustrittsößnungen (11) wenigstens teilweise in den kaminartigen Schacht (iVgerichtet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der kaminartige Schacht (4) im wesentlichen aus der Innenwandung (13) der Seitenwand des Omnibusses (I) und dem Plattenheizkörper (3,3', 3") selbst gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch % dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenheizkörper (3,3', 3") auf der dem Innenraum zugekehrten Seite unter Einhaltung eines Abstandes mit einer gelochten Abschirmplatte (14) abgedeckt is·.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet.üaß der <a]ftführungskanal (10, 10', 10") wenigstens teilweise innerhalb des kaminartigen Schachtes (4) angeoro el isi.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Querschniit des Luftführungskanals (10,10', 10") etwa 2 bis 5 cm² beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß ein durchgehender Luftführungskanal (10) unter allen hinter.einanderfolgenden Plattenheizkörpern (3) einer Fahrzeugseitc entlanglauft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal (10) an ein Innenraumluft ansaugendes Gebläse (15) angeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Luftaustrittsöffnungen (11) des Luftführungskanals (10, 10') derart angeordnet ist. daß Luft nach teilweisem Vorbeistreifen am Plattenheizkörper (3, 3') auch in den Fußraum (5) gelangt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal (10, 10') als ein fest mit dem Boden oder der Seitenwand des Innenraumes verbundenes Vierkantrohr ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenheizkörper (3) mit seiner Unterkante am Luftführungskanal (10) gehaltert ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenheizkörper (3', 3") als Ganzes als ein vorzugsweise dreilagiger Roll-Bond-Heizkörper mit zwei verschiedenen flächig verteilten Hohlraumsystemen (9 und 21) ausgeführt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal (10") mit dem Plattenheizkörper (3") als weiterer gestreckter Hohlraum des RolI-Bond-PIattenheizkörpers (3") ausgebildet ist.