DE599286C - Verfahren zum Beheizen von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Bisher hat man die Beheizung der Eisenbahnwagen in der Art vorgenommen, daß man die verbrauchte Luft absaugte und die !Frischluft, die durch Fenster oder Türen nachströmte, durch in dem Wagen liegende Heizkörper auf die gewünschte Temperatur brachte. Diese Heizkörper werden entweder durch Dampf, der dem Einzelwagen vom Dampfkessel der Lokomotive oder von einem besonderen Heizwagen zugeführt wurde, betrieben, oder es werden bei elektrischen Zügen entsprechende elektrische Heizkörper vorgesehen. Bei dieser Art von Beheizung geht dadurch, daß man die angewärmte verbrauchte Luft einfach ins Freie absaugte, eine ziemlich erhebliche Wärmemenge verloren.

Die Erfindung bezieht sich auf ein besonderes Verfahren zur Beheizung von Fahrzeugen und besteht darin, daß, nachdem das Fahrzeuginnere durch eine beliebige Wärmequelle (Dampf aus der Lokomotive oder einem besonderen Heizwagen; elektrischer Heizkörper) auf die Normaltemperatur gebracht worden ist, die warme Abluft zur Vorwärmung der Frischluft benutzt wird, worauf diese durch eine zusätzliche Heizquelle auf die gewünschte Verbrauchstemperatur erhitzt wird. Die verbrauchte Luft kann gewünschtenfalls nach der Wärmeentziehung als Verbrennungsluft für die zusätzliche Heizquelle (z. B. einen ölbrenner) verwertet und der Frischluft, wenn nötig, Feuchtigkeit durch Einführen von Wasserdampf oder Wasser zugeführt werden. Durch Uberbeanspruchung der die Frischluft auf die Verbrauchstemperatur erhitzenden Heizquelle, die während des geregelten Betriebes nur zur Deckung der Abstrahlungsverluste und der Verluste der Wärmeaustauscher dient, ist es möglich, auch das Anheizen des Fahrzeugs vorzunehmen, so daß eine besondere Heizeinrichtung hierfür entbehrlich wird.

Es ist bereits bekannt, bei Raumheizungen die Abluft zur Vorwärmung der Frischluft heranzuziehen. Bei den bekannten Anocdnungen handelt es sich jedoch um ortsfeste Heizanlagen (Wohnhäuser), bei denen die Ersparnis an Heizenergie bei weitem nicht die Rolle spielt wie bei einem Fahrzeug, das die gesamte Anlage zur Erzeugung der Wärme mit sich führen muß. Bei den bekannten Anlagen wird die Frischluft, bevor sie in den Ofen eintritt, nach dem Gegenstromprinzip gleichzeitig auf zwei Wegen vorgewärmt, nämlich einmal durch die Rauchgase in dem innerhalb des Frischluftrohres liegenden Schornstein, sodann durch die warme Abluft in einem das Frischluftrohr konzentrisch umgebenden Rohr. Im Gegensatz hierzu wird gemäß der Erfindung zunächst der Raum durch eine primäre Heizquelle auf die Gebrauchstemperatur gebracht. Hiernach wird diese Heizquelle ausgeschaltet und nunmehr die Frischluft in zwei Stufen nacheinander durch die Wärme der verbrauchten Luft und weiter durch eine sekundäre Heizquelle auf die Normaltemperatur übergeführt.

In der Zeichnung ist eine Heizung nach der Erfindung mit beispielsweise angenommenen Temperaturen dargestellt. In den einzelnen Abteilen wird die verbrauchte Luft langsam gemäß den gestrichelten Linien abgesaugt, tritt mit ungefähr 20° in einen Wärmeaustauscher ein und verläßt diesen mit ungefähr o°. Hierauf wird sie zu einem Ofen geführt, wo sie zur unmittelbaren Verbrennung mitherangezogen werden kann. Die Rauchgase des Ofens strömen über einen zweiten Wärmeaustauscher und von da ins Freie. Dem Ofen kann, falls der Sauerstoff der verbrauchten Luft nicht ausreicht, Frisch-■ 5 luft zugegeben werden. Die Frischluft strömt zunächst durch den von der Abluft beheizten ersten Wärmeaustauscher, darauf durch den von den Rauchgasen des Ofens beheizten zweiten Wärmeaustauscher und wird von hier so aus zu den Abteilen des Wagens geleitet. Soll die zusätzliche Beheizung von einer elektrischen Wärmequelle aus vorgenommen werden, so kann man den zweiten Wärmeaustauscher z. B. in Form von außenbeheizten Luftschlangen vorsehen. Sinngemäß würde sich so auch eine zusätzliche Dampfheizung durchführen lassen.

Ein rechnerisches Beispiel ergibt, daß durch diese Anordnung tatsächlich eine erhebliche Menge Wärmeeinheiten eingespart werden kann. Für den D-Zugwagen beträgt der stündliche Dampfverbrauch etwa 40 kg. Dies entspricht ungefähr 25 000 WE/h. Wendet man elektrische Heizung an, so kommt man mit 20 kW/h oder mit 17 300 WE/h aus. Die Abstrahlungsverluste eines normalen D-Zugwagens betragen 6 500 WE/h. Es ist jedoch möglich, diesen hohen Wert der Abstrahlungsverluste durch Einführung von Doppelfenstern oder ähnlichen Schutzvorrichtungen um 15 % auf rund 5 600 WE/h herabzusetzen.

Es ist nun möglich, mit den heutigen guten Wärmeaustauschern, die beispielsweise nach dem Regeneratoren- oder Rekuperatorensystem arbeiten, einen Wirkungsgrad von 75 bis 80 °/o ^zu erzielen. Gleichzeitig lassen sich die Wärmeaustauscher bei den geringen Temperaturunterschieden aus so dünnem Material herstellen, daß der angegebenen Wirkungsgrad mit Sicherheit erreicht werden kann.

Legt man nun dem Wärmeaustauscher

einen 75°/_oigen Wirkungsgrad zugrunde, so ergeben sich als Wärmebedarf für die Lufterneuerung ungefähr 2 700 WE. Diese Zahl errechnet sich aus den 17 300 WE, die notwendig zur Gesamtaufheizung sind, und den 6 500 WE, die durch Abstrahlung verlorengehen. Es würden mithin zum Wärmeaustausch noch 10 800 WE zur Verfügung stehen. Unter dem zugrunde gelegten Wirkungsgrad von 75 °/₀ würde ein Verlust von 2 700 WE auftreten. Es muß also der durch Abstrahlung und durch unvollkommenen Wärmeaustausch eintretende Verlust von 6 500 -f- 2 700 = 9 200 WE/h gedeckt werden. Nimmt man, wie oben angegeben, noch an, daß man durch Doppelfenster oder bessere Isolierung eine I5°/_Oige Verminderung der Verluste, also auf 5 600 WE/h, erreicht, so stehen zum Wärmeaustausch 17 300 — 5 600 = 11 700 WE zur Verfugung. - Bei einem Wirkungsgrad von 75 °/₀ beträgt der Verlust rund 2900 WE. Der gesamte Wärmebedarf beträgt dann also 5 600 + 2 900 = 8 500 WE/h. Dieser Verlust kann beispielsweise durch Verbrennung von 1,2, kg Öl gedeckt werden. Für die Luftbewegung und für die Drehung des Wärmeaustauschers sind etwa 100 Watt nötig, die leicht durch die für die elektrische Zugbeleuchtung vorgesehene Energiequelle gedeckt werden können.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Beheizen von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft im Fahrzeug zunächst durch eine beliebige Wärmequelle auf die Normaltem- _go" peratur gebracht, alsdann die kalte Frischluft in einem ersten Wärmeaustauscher durch die verbrauchte Luft für sich allein vorgewärmt und darauf in einem zweiten, hinter den ersten geschalteten Wärmeaustauscher mittels einer besonderen Wärmequelle auf die zur Aufrechterhaltung der im Fahrzeug gewünschten Wärmestufe erforderliche Temperatur gebracht wird.
2. 2. Verfahren zum Beheizen von Fahr- χ₀₀ zeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluft die etwa gewünschte Feuchtigkeit durch Einführung von Wasserdampf oder von Wasser mitgeteilt wird.
3. 3. Verfahren zum Beheizen von Fahrzeugen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeführte verbrauchte Luft als Verbrennungsluft der Wärmequelle zugeführt wird. n₀

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen