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Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizungs-/Lüftungsgerät für Fahrzeuge, insbesondere für Schienefahrzeuge, mit zumindest je einem Frischlufteinlass, einem Heizluftauslass und einem Lüftungsanschiuss, mit einer Heizeinrichtung sowie mit einer Gebläseeinrichtung, bestehend aus mindestens einem Frischluftlüfter und mindestens einem Heizluftlüfter, wobei die Saugseite des Frischluftlüfters mit dem Frischlufteinlass verbunden ist und die Druckseite des Frischluftlüfters mit der Saugseite des Heizluftlüfters bzw. mit der diesen vorgeschalteten Heizeinrichtung in Verbindung steht, und die Druckseite des Heizluftlüfters unter Zwischenschaltung der Heizeinrichtung bzw.
unmittelbar mit dem Heizluftauslass verbunden ist, und der Lüftungsanschluss sowohl mit der Druckseite des Frischluftlüfters als auch mit der Saugseite des Heizluftlüf- ters in Verbindung steht.
Eine Vorrichtung dieser genannten Art ist in der AT 379 556 B in Form einer Klimaanlage für ein Fahrzeug beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung befindet sich an der Fahrzeugdecke ein Klimage- rät, welches über einen Aussenluftfilter mit Frischluft versorgt wird. Die in dem Klimagerät behandelte Zuluft wird über einen Lüfter des Klimagerätes in einen an der Decke angeordneten Zuluftkanal mit einer Lochdecke geblasen, welcher sich in Längsrichtung entlang des gesamten Fahrzeuges erstreckt.
An dem Ende des Zuluftkanals ist ein Zusatzlüfter vorgesehen, welcher im Heizbetrieb eine dort einlagende Luft in einen mit einer elektrischen Zusatzheizung versehenen Heissluftkanal fordert, der sich entlang der Wagenseite nach unten und in Wagenlängsrichtung entlang des Bodens nach vorne oder nach hinten erstreckt. An der Wagendecke ist weiters ein Rückluftkanal angeordnet, der mit einem Ende nach dem Frischluftfilter an das Klimagerät angeschlossen ist. Durch, diesen Rückluftkanal wird Umluft aus dem Fahrzeuginneren zurück in das Klimagerät gefordert, wo es in einem bestimmten konstanten Verhältnis mit Frischluft vermischt, durch das Klimagerät auf eine gewünschte Temperatur gebracht und in den Zuluftkanal gefordert wird, von wo Mischluft durch die Lochdecke in das Fahrzeuginnere gelangt.
Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung liegt unter anderem darin, dass das Verhältnis zwischen Frisch- und Umluft nicht veränderbar bzw. ein Betrieb mit reiner Frisch- oder reiner Umluft nicht ohne weiteres realisierbar ist. Hiefür müssten besondere Vorkehrungen getroffen werden, z. B. steuerbare Klappen.
Weiters sind im Deckenbereich der bekannten Vorrichtung vier Kanäle vorgesehen, bei Zuluftkanäle und zwei Rückluftkanäle, wodurch die Herstellung und der Einbau einer solchen Anlage aufwendig und teuer sind.
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von welchen ein erster Einlass über einen Lüfter und einen Lufterhitzer mit einem im Bodenbereich in das Wageninnere führenden Heizluftkanal und der zweite Einlass mit einem in Deckennähe in das Wageninnere führenden Frischluftkanal verbunden ist. Für einen Umluftbetrieb kann der Lüftungskanal bei verschlossenen Frischlufteinlässen mit der Saugseite des Lüfters verbunden werden. Ein Mischluftbetrieb, d. h., eine Luftzufuhr mit Frischluft und Umluft ist bei dieser bekannten Einrichtung jedoch nicht möglich.
Ferner ist bei dieser bekannten Einrichtung bei Fahrzeugstillstand eine Frischluftzufuhr durch den Lüftungskanal nicht möglich.
Ein Heizungs/Lüftungsgerät muss prinzipiell in einen der folgenden Betriebszustände gebracht werden können, nach Möglichkeit automatisch in Abhängigkeit von den Temperaturverhältnissen und dem Betriebszustand des Fahrzeuges.
Lüften
Das Heizungs/Lüftungsgerät fördert über einen Deckenkanal des Fahrzeuges ausschliesslich Frischluft in den Innenraum. Im Gegensatz zum Heizbetrieb wird im Lüftungsbetrieb eine höhere Frischluftforderrate gefordert.
Heizen
Das Heizungs/Lüftungsgerät soll mit Mischluft, d. h. Umluft + Frischluft, arbeiten. Die Mischluft wird erwärmt und über einen Bodenkanal des Fahrzeuges dessen Innenraum zugeführt.
Vorheizen
Das Fahrzeug, z. B. ein Eisenbahnwagen, wird vor Inbetriebnahme auf die erforderliche Innenraumtem- peratur vorgewärmt. Um Energie zu sparen arbeitet das Gerät in diesem Fall mit Umluft, d. h. Umluft wird aus dem Innenraum (Abteil) abgesaugt, im Heizungs/LUftungsgerät erwärmt und anschliessend über den Bodenkanal wieder dem Innenraum zugeführt.
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In Heizungs-/Lüftungsgeräten der gegenständlichen Art nach dem Stand der Technik wird zumindest ein Lüfter mit variabler Drehzahl verwendet und die Einstellung der Frischluft/Umluft-Verhältnisse und der gewünschten Anspeisung der Wagenkanäle Bodenkanal, Deckenkanal) erfolgt durch elektromechanisch betätigte Stellklappen.
Zur Realisierung der drei oben genannten Betriebszustände sind mindestens bei Umluftklappen und eine Deckenkanalklappe erforderlich.
In Lüftungs-, d. h. im Frischluftbetrieb sind die Umluftklappen so gestellt, dass die Umluftansaugung geschlossen und die Frischluftansaugung geöffnet ist. Die Deckenkanalklappe befindet sich in einer Stellung, in der über den Deckenkanal Frischluft in den Innenraum eingebracht wird.
Im Heizbetrieb, der ein Mischluftbetrieb ist, sind die Umiuftklappen so gestellt, dass die Umluftansau- gung zum Teil geöffnet und die Frischluftansaugung zum Teil geschlossen ist, wobei eine Umluftklappe eine geschlossene und eine Umiuftklappe eine offene Stellung einnimmt. Die Deckenkanalklappe befindet sich in einer Stellung, in der über den Deckenkanal Umluft aus dem Innen- bzw. Fahrgastraum abgesaugt und gleichzeitig über eine Heizeinrichtung erwärmte Heizluft über den Bodenkanal in den Fahrgastraum eingebracht wird.
Im Vorheizbetrieb arbeitet das Gerät im Umluftbetrieb, wobei die Umluftklappen so gestellt sind, dass die Umluftansaugung geöffnet und die Frischluftansaugung geschlossen ist. Die Deckenkanalklappe befindet sich in einer Stellung, bei welcher über den Deckenkanal Umluft aus dem Innenraum abgesaugt und über den Bodenkanal Heizluft in den Innenraum eingebracht wird.
Geräten der eben beschriebenen Art nach dem Stand der Technik sind einige Nachteile zueigen, die vor allem in der Verwendung der elektromechanisch betätigten Klappen, meist Drehmagnetklappen, liegen.
Die Klappenkonstruktionen sind, sollen sie zuverlässig sein, aufwendig und benötigen relativ viel Einbauraum sowie eine elektrische Verdrahtung zu den Klappenantrieben. Die Verwendung von Klappen zieht spezifische Dichtungsprobleme nach sich und überdies können die Klappen durch Erschütterungen, insbesondere durch auf das Fahrzeug wirkende Stösse aus ihren Endlagen bewegt werden. Nicht zuletzt wegen der im Betrieb auftretenden Verschmutzung der Klappen ist eine regelmässige Wartung erforderlich.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Heizungs/Lüftungsgerät zu schiffen, welches frei von den erwähnten Nachteilen ist.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Gerät der eingangs angegebenen Art, erfindungsgemäss
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wodurch im wesentlichen folgende Betriebsmodi möglich sind : a) ein Lüftungsbetrieb bei eingeschaltetem Frischluftlüfter und ausgeschaltetem Heizluftlüfter mit Frisch- luft, welche in einem Hauptluftstrom von dem Frischlufteinlass über den Frischluftlüfter zu dem Lüftungs- anschluss und gegebenenfalls in einem Nebenluftstrom von dem Frischluftlüfter über den Heizluftlüfter und die Heizeinrichtung bzw.
die Heizeinrichtung und den Heizlüfter zu dem Heizluftlauslas verläuft, und b) ein Heizbetrieb bei eingeschaltetem Frischluftlüfter und eingeschaltetem Heizluftlüfter mit Mischluft, bei welchem Frischluft über den Frischluftlüfter und Umluft durch den Lüftungsanschluss über den
Heizluftlüfter und die Heizeinrichtung bzw. die Heizeinrichtung und den Heizluftlüfter zu dem Heizluftaus- lass strömt, und c) ein Vorheizbetrieb bei ausgeschaltetem Frischluftlüfter und eingeschaltetem Heizluftlüfter, bei wel- chem Umluft durch den Lüftungsanschluss und den Heizluftlüfter sowie die Heizeinrichtung bzw. die
Heizeinrichtung und den Heizlüfter zu dem Heizluftauslass strömt.
Abgesehen von dem Fortfall der vorhin aufgezeigten Nachteile ergibt sich dank der Erfindung ein einfacherer Aufbau, da Luftleitungen und Kanalverzweigungen reduziert werden können. Zufolge der voneinander unabhängigen Steuerbarkeit (Drehzahlregulierung) der beiden Lüfter lassen sich unterschiedliche Luftmengen und folglich beliebige Mischluftverhaltnisse einstellen. Dies ist nach dem Stand der Technik nicht möglich es sei denn, man verwendet zusätzliche Stellklappen oder Klappen mit Stellmotoren.
Trotz eines zusätzlichen Lüfters ergeben sich insgesamt sowohl ein geringeres Gewicht als auch niedrigere Anschaffungskosten.
Weitere Merkmale der Erfindung können den abhängigen Unteransprüchen entnommen werden.
Die Erfindung samt anderer Vorteile ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigen Fig. 1a bis c in schematischer Darstellung ein erfindungsgemässes Heizungs/Lüftungsgerät in den drei grundsätzlichen Betriebsarten, Fig.
2a ein realisiertes Ausführungsbeispiel in einer teilweise aufgeschnittenen Ansicht von oben, Fig. 2b einen Schnitt nach der Linie b-b der Fig. 2a und Fig. 2c einen Schnitt nach der Linie c-c der Fig. 2a, die Fig. 3a bis c und Fig. 4a bis c analoge Darstellungen zu Fig. 2a bis c, wobei der Strömungsverlauf in den Fig. 2a bis c im Lüftungsbetrieb, in den Fig. 3a bis c im Heizbetrieb und in den Fig. 4a bis c im Vorheizbetrieb eingetragen ist, Fig. 5 eine Ansicht nach der Linie V-V in Fig. 2a und Fig. 6 in einer schematischen Ansicht
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die Anordnung eines erfindungsgemässen Heizung/Lüftungsgerätes im Dachbereich eines Schienenfahrzeuges.
Gemass den Fig. 1 bis c besteht ein Heizungs/Lüftungsgerät 1 nach der Erfindung im wesentlichen aus einem Frischluftlüfter 2, einem Heizluftlüfter 3 und einer Heizeinrichtung 4, vorzugsweise einem elektrischen Heizregister. Die Druckseite des Frischlüftlufters 2 ist mit der Saugseite des Heizluftlüfters 3 verbunden. Die Saugseite des Frischlüftlüfters 3 führt über einen Filtereinsatz 5 zu einem Frischlufteinlass 6, der bei praktischen Ausführungsformen durch ein Gitter abgedeckt ist.
Die Druckseite des Frischluftlüfters 2 und die Saugseite des Heizluftlüfters 3 stehen weiters mit einem Lüftungsanschluss 7 des Heizungs-/Lüftungsge- rätes 1 in Verbindung und stromab der Heizeinrichtung 4 liegt ein Heizluftauslass 8. Es sei hier ausdrücklich angemerkt, dass der Heizluftlüfter 3 nicht vor der Heizeinrichtung 4 liegen muss, sondern ebensogut zwischen Heizeinrichtung 4 und Heizluftauslass 8 liegen kann.
Der Lüftungsanschlüss 7 eines in ein Fahrzeug eingebauten Heizungs-/Lüftungsgerätes 1 ist mit einem Lüftungs- bzw. Umluftkanal 9, der sich z. B. im Deckenbereich des Fahrzeuges befindet und der Heizluftauslass 8 ist mit einem Heiz- oder Bodenkanal 10 verbunden. Wenngleich üblicherweise Umluft-oder Lüftungsluft in einem Deckenkanal und Heizluft in einem Bodenkanal eines Fahrzeuges geführt sind, versteht es sich, dass die Anordnung solcher Kanäle in einem Fahrzeug nicht unmittelbarer Gegenstand der Erfindung ist und dass überdies Kanäle anders geführt sein können.
Bevor weiter unten eine konkrete Ausführung der Erfindung näher gezeigt wird, sei vorerst an Hand der Fig. 1a bis c die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Heizung/Lüftungsgerätes 1 erläutert.
Lüften (Fig. 1 a)
In dieser Betriebsart ist der Frischluftfüfter 2 eingeschaltet, und zwar auf eine hohe Fördermenge, wogegen der Heizluftlüfter 3 ausgeschaltet ist. Frische Aussenluft strömt über den Einlass 6, den Filtereinsatz 5 und den Frischluftlüfter 2 zu dem Lüftungsanschfuss 7 und von hier in den Lüftungs-bzw. Umfuftkanal 9.
Über den ausgeschalteten Heizluftlüfter 3 und die ebenfalls ausgeschaltete Heizeinrichtung 4 verläuft gegebenenfalls ein geringer, die Belüftung nicht störender Nebenluftstrom (strichlierter Pfeil).
Heizen (Fig. 1 b)
Der Frischluftlüfter 2 ist eingeschaltet, jedoch auf eine niedrige Fördermenge, und der Heizluftlüfter 3 ist auf volle bzw. hohe Fördermenge eingeschaltet. Es liegt ein Mischluftbetrieb vor, bei welchem der Frischluftlüfter 2 Frischluft ansaugt und den Heizluftlüfter 3 zur Überwindung des frischluftseitigen Druckver-
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stromauf des Heizluftlüfters 3 mit der Frischluft gemischt wird. Die über die Heizeinrichtung 4 geforderte Mischluft wird hier erwärmt und anschliessend in den Bodenkanat 10 gedrückt.
Vorheizen (Fig. 1c)
Der Frischluftlüfter 2 ist ausgeschaltet und der Heizluftlüfter 3 ist eingeschaltet, wobei das Heizungs- /Lüftungsgerät 1 Umluftbetrieb arbeitet. Der Heizluftlüfter 3 saugt über den Lüftungs- bzw. Umluftkanal 9 Umluft ab und drückt diese über die Heizeinrichtung 4 und darauf über den Bodenkanaf 10 wieder in den Fahrgastraum. In den meisten praktischen Fällen wird auch über den abgeschalteten Frischluftlüfter 2 ein geringer Frischluftstrom zu dem Heizlüfter 3 gelangen, ohne jedoch einen merklichen Einfluss auf den Vorheizbetrieb zu nehmen.
Aus den Fig. 2 bis 5 ist ersichtlich, dass ein Heizung/Lüftungsgerät 1 nach der Erfindung einen kompakten Aufbau mit einem flachen quaderförmigen Gehaüse 11 aufweist. In diesem Gehäuse 11 sind
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Strömungsrichtung um 180'versetzt, was am besten aus Fig. 5 hervorgeht. Beide Lüfter sind als Radiallüfter ausgebildet und in dem Gehäuse 11 elastisch gelagert. Mit Hilfe einer nicht gezeigten Steuerung können die beiden Lüfter voneinander unabhängig ein- und ausgeschaltet oder auch auf Teilleistung geschaltet werden. Dem Fachmann stehen hiezu geeignete Mittel, wie Stufentransformatoren, Schaltschütze, Halbleiterschalter etc. zur Verfügung.
Es muss weiters klar sein, dass sich durch entsprechende Drehzahlsteuerung (-regleung) der beiden Lüfter und Steuerung der Heizeinrichtung Betriebszustände des erfindungsgemässen Heizungs/Lüftungsgerätes 1 einstellen lassen, die zwischen den genannten drei "Hauptzuständen" liegen, wobei die Steuerung bzw. Regelung die Innen- und/oder Aussentemperatur berücksichtigt.
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Wie aus der Fig. 2a hervorgeht, befindet sich an einer schmalen Stirnseite des Gehäuses 11 der Frischlufteinlass 6, von dem Frischluft über den Filtereinsatz 5 zu dem Frischluftlüfter 2 verlaufen kann.
Innerhalb des Gehäuses 11 sorgen diverse Leitbleche für die Strömungsführung, so auch die Leitbleche 12 (Fig. 2b), die von dem Frischlufteinlass 6 zur Saugseite des Lüfters 2 führen.
Wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, besteht die Verbindung zwischen Druckseite des Frischluftlüfters 2 und Saugseite des Heizluftlüfters 3 aus einer Gehäusekammer 13, die an zwei einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Gehäuses 11 je einen Lüftungsanschluss 7a, 7b besitzt (Fig. 2a).
An der Druckseite des Heizluftlüfters 3 wird der Luftstrom zweigeteilt und verläuft durch zwei Heizstabkammern 14a, b, die je mehrere elektrische Heizstäbe 15 aufweisen, über welche im Heizbetrieb (Fig. 3a... c) und im Vorheizbetrieb die darüberströmende Luft erwärmt wird und in je einen Heizluftstrang 16a, b strömt. Jeder dieser sich an gegenüberliegenden Stirnseiten des Gehäuses 11 erstreckenden Heizluftstränge 16a, b ist an seinen Enden mit einem HeizluftauslaB 8a, c bzw. 8b, d versehen (Fig. 2a).
Wie bereits erwähnt, zeigen die Fig. 2a bis c, 3a bis c, 4a bis c ein und dieselbe Ausführungsform der Erfindung, jedoch je in einer anderen Betriebsart, die durch Pfeile und entsprechende Beschriftung veranschaulicht ist. Zu beachten ist, dass in der Betriebsart"Lüften"der Strömungsvertauf durch die Lüftungsanschlüsse 7a, b und die diesen zugeordneten Lüftungs- bzw. Umluftkan le 9 des Fahrzeuges umgekehrt verläuft, wie in den Betriebsarten"Heizen"und"Vorheizen" (vg). auch Fig. 1a bis c), in weichen der Lüftungsanschluss als Umluftanschluss dient.
In Fig. 6 ist der Einbau eines erfindungsgemässen Gerätes 1 in einen Eisenbahnwagen 17 schematisch dargestellt. Das Heizung/Lüftungsgerät 1 ist im Deckenbereich des Wagens 17 untergebracht, wobei ein Ansaugkrümmer 18 von dem Frischlufteinlass 6 durch das Wagendach nach aussen führt.