DD264193A1

DD264193A1 - Autonome luftheizung fuer schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DD264193A1
Application number: DD30709987A
Authority: DD
Inventors: Lutz Stephan; Alfred Henatsch; Ralf Hofer; Juergen Senst
Original assignee: Verkehrswesen Hochschule
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1987-09-22
Publication date: 1989-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine autonome Luftheizung fuer Schienenfahrzeuge, fuer deren Betrieb nur die Energieform Waerme erforderlich ist. Sie besteht aus einer Schwerkraftheizung, einem Lufterhitzer und einem thermoelektrischen Generator, die miteinander thermisch gekoppelt sind. Durch die Ausnutzung des SEEBECK-Effektes wird im thermoelektrischen Generator die fuer den Betrieb der autonomen Luftheizung notwendige elektrische Energie erzeugt. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine autonome Luftheizung für Schienenfahrzeuge, für deren Betrieb allein die Energieform Wärme ausreicht.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bfjkannt, daß entsprechend dem Stand der Technik für den Betrieb von Luftheizungen die Energieform Wärme zum Aufheizen der Luft und elektrische Energie zum Antriob der Lüfter notwendig ist. Die elektrische Energie wird durch das öffentliche Netz, durch unabhängige Elektroenergieerze jgungssysteme oder durch Elektroenergiespeicher (z. B. Batterien) zur Verfügung gestellt. Bei Ausfall der Elektroenergiebereitstellung sind diese Luftheizungen nicht mehr einsatzfähig. Diese Betriebsgefahr bei Elektroenergieausfall ist besonders kritisch beim Einsatz von Lufthaizungen zum Beispiel in Fahrzeugen, die in dünnbesiedelten Gebieten mit tiefen Außenlufttemperaturen im Winter verkehre: ι. Bei derartigen Einsatzfällen hat die Heizung die Funktion einer Überlebenseinrichtung. Aus diesem Gtund sind die bekannten Schaltungsvarianten fur Luftheizungsanlagen trotz ihrer vielen Vorteile hierfür ungeeignet. Die notwendige Elektroenergie für eine Luftheizung unter diesen Einsatzbedingungen kann bei Ausfall der Elektroenergieversorgung nur mit Hilfe von Niedertemperaturwärme erzeugt werden.

Thermische Verfahren, wie zum Beispiel der RANKINF.-Prozeß, können nicht benutzt werden, da die als Arbeitsstoff notwendigen Kältemittel bei tiefen Temperaturen einen Verdampfungsdruck weit unterhalb des Umgebungsdruckes haben, so daß die Gefahr von Undichtheiten in der Anlage stark ansteigt, wodurch die Beti iebssicherheit der Heizungsanlage stark sinkt. Elektroentrgieerzeugungsprinzipien, bei denen thermische direkt in Elektroenergie umgewandelt wird, arbeiten zur Zeit nicht mit Niedertemperaturwärme unri damit bei geringen Temperaturgradienten. Im Vergleich zu thermischen Verfahren besitzen diejse auch einen weitaus geringeren Wirkungsgrad, so daß sie nur vereinzelt angewendet werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine autonome Luftheizung zu realisieren, für deren Betrieb nur die Energieform Wärme notwendig ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine autonome Luftheizung zu realisieren, für deren Betrieb nur die Energiefoi m Wärme notwendig

Erf'ndungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Schwerkraftheizung, die mit fossilen Brennstoffen beheizt wird, thermodynamisch mit einem thermoelektrischen Generator und dem Lufterhitzer gekoppelt ist. In dem thermoelektrischen Generator wird unter Ausnutzung des SEEBECK-Effektes zwischen den Tempgraturen des Wärmeübertragers der Schwerkraftheizung und des Lufterhitzers die zum Antrieb des Lüfters erforderliche elektrische Energie erzeugt.

Der erfindungsgemäße Aufbau eignet sich für alle Einsatzfälle, bei denen Luftheizungen unter bestimmten Bedingungen unabhängig von zentralen Elektroenergieversorgungsanlagen arbeiten müssen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 1 näher erläutert werden. Im Heizungskessel 1 wird durch Verbrennung fossiler Brennstoffe ein Energieträger aufgeheizt. Dieser wird im Wärmeübertrager2 abgekühlt. Der freiwerdende Wärmestrom wird der warmen Seite des thermoelektrischen Generators 3 zugeführt. An der kalten Seite des Generators 3 befindet sich der Lufterhitzer 4. Durch Ausnutzung des SEEBECK-Effektes bei den Halbleitermaterialien Silizium, Germanium und Galliumarsenid wird an den Klemmen 5 des Generators 3 elektriscne Energie zum Antrieb des Lüfters 6 abgegriffen. Überschüssige elektrische Energie wird in Akkumulatoren gespeichert. Im Lufterhitzer 4 wird die zum Heizen des Raumes notwendige Luft 7 erwärmt. Dazu steht die im Wärmeübertrager 2 abgegebene Wärme zur Verfügung, die um den Betrag der Arbeit reduziert ist. Die Zirkulation des Energieträgers zwischen dem Kessel 1 und dem Wärmeübe^rtragur 2 erfolgt nach dem Schwerkraftprinzip.

Claims

1. Autonome Luftheizung für Schienenfahrzeuge, gekennzeichnet dadurch, daß der Wärmeübertrager (2) einer Schwerkraftheizung, der Lufterhitzer (4) und ein thermoelektrischer Generator (3) thermodynamisch gekoppelt sind, so daß sowohl Luft (7) als auch elektrische Enert/e zum Antrieb des Lüfters (6) zur Verfügung stehen, wobei die Elektroenergie im thermoelektrischen Generator (3) unter Ausnutzung des SEEBECK-Effektes zwischen den Temperaturen des Wärmeübertragers (2) und dom Lufterhitzer (4) erzeugt wird.

2. Autonome Luftheizung für Schienenfahrzeuge nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der SEEBECK-Effekt unter Anwendung der Halbleitermaterialien Silizium, Germanium oder Galliumarsenid ausgenutzt wird.