DE1530050B1 - Seitengangheizung fuer ein Fahrzeug,insbesondere Schienenfahrzeug - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Seitengangheizung für dig machten, die kostbaren Raum beanspruchen, ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit Ab- Ferner müssen zum Beheizen der Seitengänge beteilen und als Vorraum zu diesen dienendem Seiten- stimmte Energiequellen in ausreichendem Maß vorgang, das mit einer Lüftungs- oder Klimaanlage ver- handen sein, was insbesondere bei Eisenbahnwaggons sehen ist, bei der jedem Abteil ein Luftgemischgerät 5 nicht immer der Fall ist. Bei der zuletzt genannten zugeordnet ist, in das über je ein Ventil eine Zu- bekannten Anordnung tritt außerdem ein nachteiliger leitung für kältere und eine Zuleitung für wärmere Wärmeaustausch zwischen den beiden unterschied-Luft mündet, wobei die Zuleitung für kältere Luft lieh warmen \^rerteilkanälen ein. Schließlich besteht und die Zuleitung für wärmere Luft von je einem in neuerer Zeit die Forderung, Wasser als Wärmegemeinsamen, im Fahrzeug entlang verlaufenden io übertragungsmittel in den Abteilen und im Seiten-Verteilkanal abzweigen. gang zu vermeiden.

Auf Grund von Erfahrungen hat es sich gezeigt, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

daß der als Vorraum der Abteile dienende Seitengang Heizung für mit je einem Seitengang und mehreren gegenüber den Abteilen einen gewissen Temperatur- Abteilen versehene Fahrzeuge, insbesondere Schieunterschied aufweisen darf, ohne daß dies von den 15 nenfahrzeuge zu schaffen, die diese obengenannten Reisenden als unangenehm empfunden wird bzw. Nachteile nicht aufweist und bei geringem Energieschädliche Folgen für dieselben hat. Somit darf die bedarf ein Beheizen der Seitengänge ohne zusätzliche Temperatur des Seitengangs im Sommer etwa 5° C Leitungen ermöglicht, wobei Wasser als Ubertrahöher, im Winter etwa 5° C tiefer sein als in den gungsmittel zu vermeiden ist.
Abteilen. Auf Grund der beschränkten Raumver- 20 Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß hältnissen und der geringen zur Verfügung stehen- der Warmluftverteilkanal räumlich getrennt von dem den Energiemengen sowie im Hinblick auf not- Kaltluftverteilkanal im Seitengang entlang dessen wendige Gewichtseinsparungen, die rauhen Betriebs- Außenwand und unterhalb der Fensterbrüstung ververhältnisse und die stark fluktuierenden Außen- läuft und als Konvektionsheizkörper für die Heizung Verhältnisse ergeben sich trotzdem Schwierigkeiten, 25 des Seitenganges ausgebildet ist.
eine zweckmäßige Heizungsanordnung, insbesondere Die Erfindung ist insbesondere in Verbindung mit

für die Heizung bzw. Kühlung der Seitengänge zu einer sogenannten Zweikanal-Klimaanlage vorteilfinden, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Seiten- haft, indem im Winter eine Beheizung und im Somgänge im Winter bis etwa ein Drittel der gesamten mer eine Kühlung der Luft in den Abteilen und benötigten Heizleistung beanspruchen. Ein gewisser 30 Seitengängen des Fahrzeuges möglich ist.
Anteil des Wärme- bzw. Kältebedarfs wird zwar Die erfindungsgemäße Anordnung bringt im Ver-

durch die aus den Abteilen in den Seitengang ge- gleich mit den bisher bekanntgewordenen Systemen langende Abluft und durch Wärmedurchgang durch für die Seitengangheizung erhebliche Vorteile. Die die Trennwände zwischen den Abteilen und dem Verteilkanäle für Kalt- und Warmluft können weit Seitengang gedeckt. Es muß jedoch immer noch ein 35 voneinander entfernt verlegt werden; sie müssen dagrößerer Anteil durch andere Mittel aufgebracht wer- her nicht gegeneinander isoliert werden. Der Warmden. luftverteilkanal nimmt keinen nützlichen Raum weg,

Zur Erzielung einer möglichst zweckmäßigen Be- da er im Gang — beispielsweise unterhalb der Fenheizung der Seitengänge sind bisher verschiedene ster — an einer Stelle verlegt werden kann, die Lösungen vorgeschlagen worden. Am verbreitetsten 40 anderenfalls von einem anderen notwendigen Heizist das Anbringen einer besonderen Seitengang- aggregat eingenommen würde. Die Dimensionen könheizung, bei welcher die Radiatoren elektrisch oder nen dabei so abgestimmt werden, daß für die Seitenmittels Warmwasser oder Dampf gespeist werden. gangheizung keine besondere Regulierung, Bedienung Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, von beiden oder Überwachung erforderlich ist, da dies selbsttätig Stirnseiten des Seitengangs her warme Luft in den- 45 von den ohnehin vorhandenen Mischventilen besorgt selben einzublasen. Weiterhin ist eine Anordnung wird.

bekannt, bei welcher eine stromabwärts von einer Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungs-

Wärmequelle ausgehende, stromaufwärts eines Frisch- beispiels näher erläutert,
luftfilters zur Klimazentrale zurückgeleitete Warm- Es zeigt

luftzweigleitung durch den Seitengang geführt wird, 50 Fig. 1 eine schematische Ansicht der Konvektionswobei die Wärmeabgabe mittels Konvektion erfolgt. heizung und

Schließlich ist auch eine Luftheizung für Eisen- F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der verschie-

bahnfahrzeuge bekannt, bei der ein Gesamtluftstrom denen Kanäle der in Fig. 1 dargestellten Konveknach Durchströmen eines ersten Erhitzers in zwei tionsheizung.

Teile zerlegt wird, von denen der eine in einem zwei- 55 An der Unterseite eines mit Abteilen C und einem ten Erhitzer gegenüber dem lauwarmen anderen Seitengang D versehenen Eisenbahnwagens B ist eine Luftstrom auf eine erhöhte Temperatur gebracht Klimazentrale A zur Aufbereitung von Luft unterwird und die beiden Erhitzer an den Wasserkreislauf gebracht. Durch ein Luftgitter 1 wird Außenluft miteines Warmwasserkessels angeschlossen sind. Die tels eines Ventilators 2 angesaugt und durch einen Verteilkanäle beider Luftströme sind übereinander 60 Kanal 3 und ein Filter 4 zu voneinander getrennten und aneinander anliegend am Wagenboden längs der Heiz- und Kälteteilen 5 und 6 gedrückt, in denen Abteilaußenwand entlanggeführt, und aus jeder tre- mittels an sich bekannter in der Zeichnung nicht ten Teilströme durch von Raumthermostaten ge- dargestellter Einrichtungen der eine Luftstrom ersteuerte Klappen in eine Mischkammer und von die- wärmt und der andere gekühlt wird. Die Größe dieser in die jeweiligen Abteile ein. 65 ser Erwärmung bzw. Kühlung kann durch nicht dar-AlIe diese Anordnungen hatten jedoch den Nach- gestellte bekannte Reguliermittel entsprechend den teil, daß sie eine besondere Regulierung und Über- jeweiligen Bedürfnissen und Gegebenheiten zwischen wachung benötigten und besondere Kanäle notwen- Null und einem Maximalwert eingestellt werden.

3 4

An den Kälteteil 6 ist über einen Verbindungs- sioniert, daß die Luftgeschwmdigkeit im Inneren ver-

kanal 8 ein Kaltluftverteilkanal 10 angeschlossen, der hältnismäßig groß ist, beispielsweise bei völlig ge«

entlang der die Abteile abgrenzenden Außenwand öffneten Warmluftventilen der Mischaggregate 12

geführt ist. Von diesem Kaltluftverteilerkanal 10 etwa 10 m/s beträgt, so ist die Wärmeübergangszahl

zweigen einzelne Zweigkanäle 14 ab, die zu in den 5 im Inneren des Konvektions-Heizkörpers von der

Abteilen C vorzugsweise unter der Sitzbank unter* Warmluft an die Wandung wesentlich großer als die

gebrachten Luftmischaggregaten 12 führen. Während Wärmeübergangszahl der Wandung an die Um*

der Verbindungskanal 8 vorzugsweise wärmeisoliert gebungsluft. Bei verhältnismäßig großen Geschwin-

ist, kann der Kaltluftverteilkanal 10 auch unisoliert digkeiten der Warmluft im Kanal ist also die äußere

bleiben, so daß derselbe nur wenig Raum benötigt io Wärmeübergangszahl die vorwiegend bestimmende

und insbesondere keine großen Durchbrüche durch Größe für die Heizwirkung. Dadurch wird erreicht,

Fahrzeuggestellteile vorgesehen werden müssen. Ge* daß beim Drosseln der Warmlüftventile der Luft-

gebenenfalls kann jedoch an dem Kaltluftverteilkanal mischaggregate 12 die Wärmeabgabe des Seitengang-

10 eine Wärmeisolation gegenüber der Wagenaußen- Konvektions-Heizkorpers 9 vorerst praktisch gar wand und ein Strahlungs- und Berührungsschutz 15 nicht und sodann nur in verhältnismäßig geringgegenüber den einzelnen Abteilen vorgesehen sein. fügigem Maße abnimmt. Erst wenn alle Luftmisch-

An dem Wärmeteil 5 ist ein vorzugsweise warme- aggregate 12 während einiger Zeit eine erheblich geisolierter Verbindungskanal 7 angeschlossen, der zu ringere Warmluftmenge —- gemäß dem obigen Beieinem im Seiterigang D untergebrachten Warmluft- spiel etwa nur noch 25 s/₀ -— erhalten, nimmt die Verteilkanal 9 führt. Letzterer ist höchstens gegen- 20 Heizleistung des Seitengangkonvektors rascher in über der Fahrzeugaußenwand wärmeisoliert, im übrk Richtung gegen Null ab. In diesem Bereich ist aber gen aber so angeordnet und ausgebildet, daß er als die Seitengangheizung kaum mehr nötig, da ohnehin Konvektions-Heizkörper wirkt. Er besteht somit aus noch eine gewisse Beeinflussung durch die Abluft gut wärmeleitendem Material und verläuft praktisch aus den Abteilen wirksam bleibt und eine geringe entlang der ganzen Länge des Seitenganges. Um seine 25 Temperaturdifferenz zwischen Abteilen und Seiten-Wirksamkeit zu erhöhen, ist seitlich gegen den Gang gang nicht nur zulässig, sondern erwünscht ist.
in einem bestimmten Abstand vom Kanal ein Leit- Werden hingegen die Verhältnisse so gewählt, daß blech 16 angeordnet, das die Luftströmung der auf- bei voll geöffneten Warmluftventilen im Seitengangsteigenden Warmluft entlang des Warmluftverteil- konvektor 9 eine Warmluftgeschwindigkeit von 5 m/s kanals 9 unterstützt und zugleich einen mechanischen 3q vorherrscht, so geht die Heizleistung der Seitengang-Schutz darstellt. heizung auf etwa 67 % zurück, wenn alle Ventile

Der Warmluftverteilkanal 9 ist somit in genügend gleichmäßig auf .40 °/o gedrosselt werden, Es ergibt großem Abstand vom Kaltluftverteilkanal 10 ange- sich somit annähernd derselbe Wert, der bei 10 m/9 ordnet, so daß zwischen den beiden Verteilkanälen 9 und einer Drosselung der Ventile auf 25 s/o vor- und 10 keine direkte Wärmebeeinflussung stattfinden 35 herrscht.

kann, auch wenn sie nicht gegeneinander isoliert Im Sinne einer solchen selbsttätigen Abstimmung

sind. der Heizleistung des Seitengangkonvektors auf den

Vom Warmluftverteilkanal 9 gehen Zweigkanäle wechselnden Wärmebedarf in den Abteilen, der

11 zu den Luftmischaggregaten 12. Diese Zweig- außer von der Besetzung durch Personen, unter an» kanäle lassen sich ebenfalls leicht und in geschützter 40 derem durch die Außentemperatur, die Einstrahlung Lage — teils unter dem Fahrzeugboden, teils unter und die Wärmeverluste bedingt ist, ergeben sich der Sitzbank in den Abteilen — unterbringen; sie noch brauchbare Werte, wenn infolge entsprechenbenötigen daher höchstens eine örtlich begrenzte der Auslegung bei voll geöffneten Warmluftventilen Wärmeisolaticn, so daß auch für sie verhältnismäßig in dem der Eintrittsstelle des Verbindungskanals 7 geringe Außenquerschnitte erforderlich sind. 45 benachbarten Abschnitt des Seitengangkonvektors 9

Aus den Mischluftaggregaten 12 wird die auf die eine Luftgeschwindigkeit von etwa 4 m/s vorherrscht,

erforderliche Temperatur gebrachte und zugleich für Der Bereich, in dem die Heizleistung des Seiten«

die Lufterneuerung in den Abteilen C dienende gang-Heizkörpers von der Stellung der Mischventile

Mischluft über Kanäle 13 unter leichtem Überdruck im Aggregat nur wenig beinflußt wird, läßt sich in

in die Abteile ausgeblasen, wobei vorzugsweise unter 50 weiten Grenzen durch entsprechende Dimensionie-

den Fenstern untergebrachte Induktionsauslässe 15 rung und Gestaltung des Konvektions-Heizkörpers

vorgesehen sind, die eine rasche und gleichmäßige -*· beispielsweise durch Anbringen von Rippen -—

Vermischung mit der Raumluft bewirken und zu- den jeweiligen Erfordernissen anpassen,

gleich die gegebenenfalls längs der Außenwand nach Innerhalb des Bereiches der geringfügigen Abhän-

unten gleitende Kaltluftschicht unwirksam machen. 55 gigkeit von der Ventilstellung ist die Heizleistung im

Die Abgabe von Wärme an den Seitengang mittels Seitengang dann noch eine Funktion der Temperaturder Konvektions-Heizkörper 9 kann nur dann erfol- differenz; zwischen der Warmluft im Verteilerkanal 9 gen, wenn die Ventile in den angeschlossenen Luft- und der Luft im Seitengang. Die Temperatur der mischaggregaten 12 so stehen, daß Warmluft durch Warmluft muß aber ohnehin in Anpassung an die den Verteilkanal 9 fließt. Im allgemeinen wird aber 60 erforderliche Heizleistung der Abteile in Abhängignur dann im Seitengang Wärme benötigt, wenn auch keit von der Außentemperatur durch eine sogenannte die Abteile Wärme und damit mehr oder weniger Außentemperatur-Vorsteuerung geregelt werden. Warmluft verlangen. Daraus ergibt sich eine in etwa Diese Regelung wirkt sich im richtigen Sinn gleichselbsttätige Regelung der Seitengangheizung, die nur zeitig und ohne weiteres auch auf die Seitengangdann wirksam wird, wenn in den einzelnen Abteilen 65 heizung aus.
ein Wärmebedarf vorhanden ist. Während der Zeit, in der die Abteile gekühlt wer-

Wird nun der als Konvektionsheizkörper im Sei- den müssen, fließt durch den Warmluft-Verteilkanal

tengang wirkende Warmluft-Verteilkanal 9 so dimen- unbehandelte Außenluft, soweit diese für die Luft-

erneuerung in. den Abteilen, mitgenutzt werden muß. Die Temperaturdifferenz zwischen dieser Luft und jener im Seitengang ist aber so gering, daß keine spürbare Wärmeabgabe erfolgt; gegebenenfalls wird sie durch eine leicht erhöhte Leistung der den Abteilen zuzuführenden Kaltluft, die vom Abteil in den Seitengang weiterfließt, ausgeglichen.

Unter all diesen Verhältnissen ergibt sich im Seitengang eine zweckmäßige Temperatur, ohne daß für die Seitengangheizung eigene Reguliermittel nötig sind.

Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht auch die bestmögliche Verwendung der für die Lufterneuerung nötigen Frischluft. Alle Außenluft wird vorerst den Abteilen zugeleitet, wo sie in erster Linie wirksam sein soll. Da dem Seitengang hingegen direkt keine Luft zugeführt wird, entsteht in den Abteilen gegenüber dem Seitengang ein kleiner Überdruck, der bewirkt, daß ein großer Teil der den Abteilen zugeführten Luftmenge aus diesen in den Seitengang gelangt und auch dort dauernd für Lufterneuerung sorgt. Aus dem Seitengang wird sodann eine entsprechende Luftmenge über die Wasch- und Abortanlagen ins Freie weggeleitet, so daß gleichzeitig auch letztere ausreichend belüftet werden.

Die mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagene Einrichtung läßt sich daher in jeder Hinsicht auf besonders vorteilhafte Weise in die Gesamtkonzeption einer wirkungsvollen preisgünstigen Lüftungsoder Klimaanlage einplanen.

In Anbetracht der Abhängigkeit der Heiz- bzw. Kühlleistung des Seitengangkonvektors von der Geschwindigkeit der durchgeleiteten Luft ist es vorteilhaft, über die ganze Konvektorlänge möglichst gleichartige Luftgeschwindigkeiten herbeizuführen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß die Einmündung des Verbindungskanals 7 statt am Ende ungefähr in der Mitte des Konvektors erfolgt. Gegen die beiden Enden des Warmluftverteilkanals 9 wird der Strömungsquerschnitt verringert.

Außerdem ist es zur Erzielung einer möglichst gleichartigen Luftgeschwindigkeit über die ganze Länge der Warmluftverteilleitung 9 zweckmäßig, gegen deren Enden hin den Strömungsquerschnitt nach Maßgabe der durch die Zweigkanäle 11 entnommenen Luft zu verringern. Dabei sollte aber die Konvektorwirkung nicht durch Verminderung der wirksamen Wärmeübertragungsflächen beeinträchtigt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß im Bereich der oder mehrerer endständigen Abzweigleitungen Ua zu den Mischluftaggregaten 12 im Warmluftverteilkanal 9 a eine in dessen Längsrichtung verlaufende Trennwand 17 angeordnet wird, deren vorderes Ende 17 α so umgebogen ist, daß gegen die die Mündungen der Abzweigleitungen 11a aufweisende Kanalwand ein Abschluß erzielt wird. Die hintere Kante 17 b der Trennwand befindet sich in einem gewissen Abstand 18 von der Stirnwand 9 b der Warmluftverteilleitung.

Durch diese Anordnung ist die Luft gezwungen, den Transportkanal 19 und nach Umlenkung am Kanalende den Verteilkanal 20 zu durchfließen, um zu der oder den Abzweigleitungen lla zu gelangen, die im Bereich der Trennwand 17 liegen. Die sich, dabei ergebende Verminderung des Strömungsquerschnittes bewirkt eine entsprechend höhere Strömungsgeschwindigkeit, ohne daß die der Wärmeübertragung dienenden Flächen verringert werden müssen.

Wie viele Abzweigleitungen lla in diese Luftumlenkung einzubeziehen sind, hängt von der Disposition der Gesamtanlage ab. Durch eine derartige Luftumlenkung kann der Seitengangkonvektor auch über die Mündungsstelle der äußersten Abzweigleitung lla hinaus geführt werden, etwa in die Kopfteile des Fahrzeuges, die nicht von den Abteilen eingenommen werden. Notfalls kann an Stelle der Trennwand 17 ein die gleiche Funktion erfüllender Verdrängungskörper eingebaut werden, dessen Querschnitt gegen das Ende des Warmluftverteilkanals zunimmt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Seitengangheizung für ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit Abteilen und als Vorraum zu diesen dienendem Seitengang, das mit einer Lüftungs- oder Klimaanlage versehen ist, bei der jedem Abteil ein Luftgemischgerät zugeordnet ist, in das über je ein Ventil eine Zuleitung für kältere und eine Zuleitung für wärmere Luft mündet, wobei die Zuleitung für kältere Luft und die Zuleitung für wärmere Luft von je einem gemeinsamen, im Fahrzeug entlang verlaufenden Verteilkanal abzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmluftverteilkanal (9) räumlich getrennt von dem Kaltluftverteilkanal (10) im Seitengang (D) entlang dessen Außenwand und unterhalb der Fensterbrüstung verläuft und als Konvektionsheizkörper für die Heizung des Seitenganges ausgebildet ist.

2. Seitengangheizung nach Anspruch 1, da- ΛΜ durch gekennzeichnet, daß im Warmluft- ^* Verteilkanal (9) im Bereich der am Ende des Kanals befindlichen Abzweigleitungen (11) eine in Längsrichtung verlaufende und einen Transportkanal verminderten. Querschnittes bildende Trennwand angeordnet ist, die vor der Mündung der letzten Abzweigleitung oder Abzweigleitungen in den Verteilkanal an dessen der Abzweigleitung oder den Abzweigleitungen zugekehrten Wand .beginnt und eine Umkehrschleife für die zu der letzten Abzweigleitung oder den letzten Abzweigleitungen strömende Luft bildend im über die Abzweigleitung oder -leitungen hinausragenden Ende des Verteilkanals mit Abstand vor der Abschlußwand des Kanals endet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen