DE19741312A1 - Verfahren zur Nutzung von kinetischer Energie beim Abbremsen von Fahrzeugen zur Kälte- und Wärmeerzeugung - Google Patents

Verfahren zur Nutzung von kinetischer Energie beim Abbremsen von Fahrzeugen zur Kälte- und Wärmeerzeugung

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DE19741312A1
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    • F01P2011/205—Indicating devices; Other safety devices using heat-accumulators

Description

Verfahren zur Nutzung von kinetischer Energie beim Abbremsen von Fahr­ zeugen zur Kälte- und Wärmeerzeugung.
Gemäß dem Stand der Technik werden rollende Fahrzeuge meist durch Reibung abgebremst.
Weiter ist bekannt, daß die kinetische Energie beim Abbremsen von elek­ trisch angetriebenen Fahrzeugen elektrische Energie in das speisende Netz oder in die speisende Batterie zurückgespeist wird oder in elektrischen Wi­ derständen, sogenannten Bremswiderständen, in Wärme gewandelt wird, die teilweise zur Heizung der Fahrzeuge genutzt wird.
Es ist auch bekannt, daß die kinetische Energie beim Abbremsen von Fahr­ zeugen in mechanische Speicher - Kreiseln - übertragen und dort gespei­ chert wird.
Heutige Fahrzeuge haben zur Klimatisierung, besonders zur Kälteerzeugung mechanisch oder elektrisch angetriebene Kaltdampf-Kompressions- Kälteanlagen oder vereinzelt auch Kaltgasanlagen. Der Antrieb dieser Ag­ gregate erfolgt mit Energie, die dem Fahrzeug von außen in Form von fos­ silen Brennstoffen oder elektrischer Energie zugeführt wird. Die Energiever­ sorgung der Heizung erfolgt entweder durch Nutzung des Kühlwassers eines Verbrennungsmotors oder auf einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug durch Nutzung der in den Bremswiderständen erzeugten Wärme meist in Verbindung mit elektrischer Heizung durch aus dem versorgenden Netz ent­ nommene Energie. Es sind auch Heizungen bekannt, die nur mit Energie aus dem versorgenden Netz betrieben werden. Modernste Ausführungen von Heizungen in elektrisch betriebenen Fahrzeugen nutzen die Ver­ lustwärme aus den Energiewandlern auf dem Fahrzeug, z. B. dem Transfor­ mator.
Alle bekannten Anlagen haben gemein, daß die Energieeffizienz nicht be­ friedigend ist.
Das Verfahren zur Nutzung von kinetischer Energie beim Abbremsen von Fahrzeugen zur Kälte- und Wärmeerzeugung unterscheidet sich von den genannten Bremssystemen und Kälteanlagen bzw. Heizungen dadurch, daß die kinetische Energie in einem Generator in elektrische Energie gewandelt wird, die wiederum einen Kälteerzeugungsmaschine oder Wärmepumpe an­ treibt.
Die während der Bremsvorgänge zu wandelnde kinetische Energie fällt un­ gleichmäßig, unregelmäßig und in großen Mengen während relativ kurzer Zeiträume an. Es ist daher die Möglichkeit vorgesehen, eine begrenzte Energiespeicherung und/oder Kälte- bzw. Wärmespeicherung vorzusehen.
Die in dem als Generator geschalteten Energiewandler wird die kinetische Energie in elektrische gewandelt, dann durch einen Gleichrichter geglättet und durch einen Umrichter in die für den Antrieb der Anlage notwendige Frequenz umgeformt. Eine Speicherung kann durch eine in dem Generator installierten Schwungmasse erfolgen.
Um eine effektive Kältespeicherung zu erreichen, wird ein Kältespeicher mit Phasenwechsel vorgesehen. Analog kann dies für die Wärmespeicherung gelten.
Der Kältespeicher mit Phasenwechsel wird genutzt, um ein gleichmäßiges Temperaturniveau im zu kühlenden Bereich zu gewährleisten.
Der Phasenwechsel bei der Kälteerzeugung soll zwischen flüssig und fest stattfinden.
Als Anlage ist eine Kaltdampf-Kompressions-Kälteanlage vorgesehen.
Zur Wärmeerzeugung ist die Maschine als Wärmepumpe zu verwenden.
Mit einer derartigen Anlage kann die Kälteerzeugung primärenergieverbrauchsneutral erfolgen. Die erreichbare Kälteleistung beträgt bis zu der 2,5fachen Bremsleistung des Fahrzeuges. Die erreichbare Heizleistung be­ trägt bis zu dem 3,5fachen der zur Verfügung stehenden Bremsleistung. Da­ gegen ist die aus elektrischen Bremswiderständen nutzbare Heizleistung nur maximal gleich der zur Verfügung stehenden Bremsleistung.
Sollte am Beginn einer Fahrt Mangel an regenerativ gewonnener Energie aus Bremsungen herrschen, kann der Antrieb des Kälte- bzw. Wärmeerzeu­ gungsprozesses auch mit Fremdenergie erfolgen, um das System in den Betriebszustand zu bringen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Nutzung von kinetischer Energie beim Abbremsen von Fahrzeugen zur Kälte- und Wärmeerzeugung dadurch gekennzeichnet, daß durch die während eines Abbremsvorganges eines Fahrzeuges gewan­ delte kinetische Energie zur Kälteerzeugung genutzt wird. Dabei wird die ki­ netische Energie in einem Generator in elektrische Energie gewandelt und dient zum Antrieb des Kälte- bzw. Wärmeerzeugungsprozesses.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kältespeicherung in einem Kältespeicher mit Phasenwechsel er­ folgt.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich, fakultativ, beispielsweise im Generator, ein mechanischer Energiespeicher vorgesehen werden kann, der eine zusätzliche Pufferung von Leistungsspitzen während des Bremsvorganges ermöglichen kann.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Kältespeicher mit Phasenwechsel eine Vergleichmäßigung der Temperaturnutzung erfolgt.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kaltdampf-Kompressions-Kälteanlage verwendet wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenwechsel zwischen den Aggregatszuständen flüssig und fest erfolgt.
7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage auch als Wärmepumpe zur Wärmeerzeugung verwendbar ist.
8. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Kälte- bzw. Wärmeerzeugungsprozesses bei Mangel an regenerativ gewonnener Energie auch durch Zuführung von Fremdenergie erfolgen kann.
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