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Verfahren und Einrichtung zur Erwärmung bzw. Kühlung von Bäumen, insbesondere von
Fahrzeugen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erwärmung bzw. Kühlung von Räumen, insbesondere für Fahrzeuge, bei welchem ein und derselbe vorzugsweise nach Art der Autokühler feingliedrig ausgebildete Wärmeaustauscher sowohl zu Wärme-wie auch zu Kühlzwecken für die Erwärmung bzw. Kühlung von Räumen verwendet werden kann, und besteht darin, dass das Wärme-bzw. Kühlmittel ausser in dem Wärmeaustauscher unter Auswertung seiner Verdampfungswärme zu Wärme-bzw. Kühlzwecken z. B. in einem Verdampfungs-bzw. Verdunstungsvorgang ausgewertet wird.
Mit besonderer Wirtschaftlichkeit kann das Wärme-bzw. Kühlmittel hiebei ein zweitesmal zur Raumerwärmung bzw.-kühlung herangezogen werden, wenn dasselbe nach dem Verlassen des Wärmeaustauschers dem Verdampfungs-bzw. Verdunstungsvorgang, vorzugsweise durch Zerstäubung in von Luft durchströmten Kammern, zugeführt wird.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung, das sich in einem Sonderfall insbesondere zur Kühlung von Eisenbahnfahrzeugen eignet, wird vorteilhaft ein System von Zerstäubungsluftkammern verwendet, denen das von dem Wärmeaustauscher abfliessende Wärme-bzw. Kühlmittel, z. B. Wasser, durch ein Pumpensystem derart zugeführt wird, dass das Wasser durch Verdunstungswirkung die die Zerstäubungsluftkammern durchströmende Luft in ihrer Wärmeaufnahmefähigkeit steigert.
Das Wärme- bzw. Kühlmittel wird dabei vorteilhaft nach seiner Zerstäubung in der Weise ausgewertetet, dass der befeuchtete Luftstrom in Hohlräumen, die den zu temperierenden Raum teilweise umschliessen, geführt wird, wodurch der Raum nach aussen gegen Wärme-bzw. Kältestrahlung wirksam abgeschlossen wird. Diese Hohlräume können mit dem umschlossenen Raum durch Öffnungen od. dgl. in Verbindung stehen, um durch Vereinigung der aus dem Raum abströmenden Abluft mit der in den Hohlräumen streichenden, befeuchteten Luft die Wärmeabschirmung nach aussen zu steigern.
Die zweifache Ausnutzung ein und derselben Menge eines Wärme-bzw. Kühlmittels, welche sowohl für Heizungs-wie auch für Kühlzwecke anwendbar ist, gestattet insbesondere dann, wenn es sich um die Kühlung von Eisenbahnwagen handelt, die Erreichung einer grossen Wirtschaftlichkeit, da die beschränkten Raumverhältnisse die Mitführung grösserer Mengen eines Kühlmittels nicht zulassen. In der Verwendung von feingliedrigen Wärmeaustauschern stellt demnach die Zuführung des von diesem Wärmeaustauscher abfliessenden Kühlmittels einer Verdunstung in den Zerstäubungsluftkammern und Durchleitung der so erhaltenen befeuchteten Luft in den Eisenbahnwagen um- schliessenden Hohlräumen eine optimale Auswertung verhältnismässig geringer Mengen eines Kühlmittels, z. B.
Wasser, dar, wie das nachstehend an Hand der Zeichnung beschriebene Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zeigt. Das dem Verdunstungsvorgang zugeführte Wasser kann ganz oder teilweise, auch unmittelbar, aus dem Vorratsbehälter bezogen werden.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiele ist ein Vorratsbehälter 1 für das Kühlmittel, z. B. Wasser, vorgesehen, welchem durch die absperrbare Zuleitung 2 das Wasser zugeführt wird.
Der Vorratsbehälter trägt nahe seinem oberen Ende eine Scheidewand 3 mit einem Schwimmventil4, wobei eine bei gänzlicher Vollfüllung des Vorratsbehälters 1 zur Wirkung kommende Abflussleitung 5 das überschüssige Wasser abführt. Von dem Vorratsbehälter 1 führt eine absperrbare Leitung 6 zu einer Pumpe 7, welche, durch Riemen 8 od. dgl. von einem Laufrad 9 des Eisenbahnwagen angetrieben, das Kühlwasser aus dem Vorratsbehälter 1 dem Wärmeaustauscher 10 zuführt. Durch die Leitung 11
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gelangt das Kühlmittel nach Verlassen des Wärmeaustauschers 10 zum Vorratsbehälter 1 bzw. zu einem Pumpensystem, welches wie der Vorratsbehälter 1 an die Ableitung 11 angeschlossen ist.
Durch den Riementrieb 8 wird gleichzeitig mit der Pumpe 7 ein Ventilator, ein Gebläse 12 od. dgl. angetrieben, welchem die Luft von aussen durch das Rohr 13 zugeführt wird. Der Ventilator 12 fördert die angesaugte Aussenluft durch den Wärmeaustauscher 10 und vermittels der Rohrleitung 14 in die Abteilungen des Eisenbahnwagens, wo sie beispielsweise unter den Sitzen 15 durch die Rohrstücke 16 austritt. Durch die Berührung der dem Wärmeaustauscher 10 zugeführten Luft mit der sehr grossen Oberfläche des aus feingliedrigen Elementen bestehenden Wärmeaustauschers wird eine sehr ausgiebige Kühlung bewirkt.
Um das Kühlmittel nach Verlassen des Wärmeaustauschers noch weiter auswerten zu können, wird dieses in dem Pumpensystem aufgenommen und den Zerstäubungskammern zugeführt. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind hiezu auf gleicher Welle vier Pumpen 1'1, 18, 19 und 20 vorgesehen, welche über den Ventilator 12 durch den Riementrieb 21 angetrieben werden. Das durch die Rohrleitung 11 der ersten Pumpe 17 zugeführte Kühlwasser wird durch die Leitung 22 der letzten Zerstäubungskammer 23 zugeführt, durch deren Düse eine Zerstäubung des Kühlwassers erfolgt.
Das in der Kammer 23 niedergeschlagene Wasser wird durch die Leitung 24 der zweiten Pumpe 18 zugeführt, welche es durch die Leitung 25 der zweitletzten Zerstäubungskammer 26 zuführt und durch deren Düse zerstäubt. Das in dieser Kammer niedergeschlagene Wasser gelangt nun durch die Leitung 27 zur dritten Pumpe 19 und wird durch die Leitung 28 der drittletzten Kammer 29 zugeführt, von welcher das niedergeschlagene Wasser durch die Leitung 30 der Pumpe 20 zugeführt wird, die es wieder der ersten Kammer 31 zuführt, von welcher die Abflussleitung 32 ins Freie führt.
Von dem Gehäuse des Ventilators 12 zweigt unter Zwischenschaltung eines Regelorgans, z. B. einer Klappe 33, eine Leitung 34 zu dem Gehäuse der Kammern 23,26, 29 und 31, während an die letzte Kammer 23 eine Leitung 35 angeschlossen ist, die in den durch Doppelwände der Decke des Eisenbahnwagens gebildeten Hohlraum 36 führt. Es wird demnach ein Teil der vom Ventilator 12 dem Wärmeaustauscher 10 zugeführten Aussenluft abgezweigt und durch die Leitung 34 der Zer- stäubungsluftkammer zugeleitet, wo sich diese Luft mit dem zerstäubten Kühlwasser mischt und unter Erhöhung ihrer Wärmeaustauschfähigkeit durch Ausnutzung der Verdampfungswärme des zerstäubten Kühlwassers in den Hohlraum 36 gelangt.
Letzterer kann durch die Öffnungen 37 mit den Abteilen des Eisenbahnwagens verbunden sein, wodurch erreicht wird, dass die an und für sich gegebene Abschirmwirkung des in den Hohlraum 36 streichenden Luftstromes gegen die Aussenluft durch Vereinigung der aus den Abteilen in den Hohlraum 36 abströmenden Luft mit dem befeuchteten Luftstrom wesentlich gesteigert wird.
Die im Eisenbahnwagen leicht unterzubringenden, wegen der wirtschaftlichen Ausnutzung des Kühlmittels verhältnismässig gering bemessenen Vorratsbehälter können auch an eine den ganzen Eisenbahnzug durchlaufende Leitung bzw. Leitungen angeschlossen sein, so dass in kürzester Zeit von einer einzigen Zuflussstelle aus alle Vorratsbehälter der einzelnen Fahrzeuge rasch mit dem Kühlwasser angefüllt werden können. Es kann aber auch ein einziger Vorratsbehälter, z. B. in einem Tenderwagen, vorgesehen sein oder das im Tender der Lokomotive mitgeführte Wasser den Pumpensystemen der einzelnen Fahrzeuge oder auch kleineren in diesen vorgesehenen Sammelbehältern durch eine durchlaufende Leitung zugeführt werden.
Das aus der letzten Zerstäubungskammer nun auf höchster Temperatur befindliche Wasser kann auch, statt in das Freie abgelassen zu werden, Kleinbehälter zugeführt werden, aus welchen es bei Bedarf für Wasch-oder Spülzwecke entnommen werden kann, wodurch ein Sonderbehälter grösserer Abmessung und dessen Raum erspart werden kann. Auch kann das erwärmte Abwasser der Zerstäubungsluftkammer als Speisewasser zur Lokomotive zurückgeführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erwärmung bzw. Kühlung von Räumen, insbesondere von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass ein und dasselbe Wärme-bzw. Kühlmittel ausser in einem Wärmeaustauscher auch noch zur Auswertung seiner Verdampfungswärme zu Wärme-bzw. Kühlzwecken dadurch herangezogen wird, dass es einem Verdampfungs-bzw. Verdunstungsvorgang unterworfen wird.