DE7005223U - Warmluftheizeinrichtung fuer ein fahrzeug, insbesondere fuer ein elektrisch betriebenes nahverkehrs-fahrzeug - Google Patents

Description

^Cwarmluftheizeinrichtung für ei7i Fahrzeug, insbesondere für ein elektrisch "betriebenes I-iahverkehrs-Fahrzeug >

Die Neuerung bezieht sich auf eine Warmluftheize.inrichtung für ein !Fahrzeug, insbesondere für ein elektrisch betriebenes Nahverkehrsfahrzeug, bei der ein mit einem Lüfter sowie Anfahrwiderständen, Bremswiderstanden und/oder einer Zusatzheizeinrichtung versehener Hauptluftkanal ans.^ugseitig an einen Luftanscugraum angeschlossen ist und austrittaseitig in einen Verteilerraum mündet, von dem aus ein erster Kanal in den Fahrzeuginnenraum und eine mit ^i^.er steuerbaren ersten Klappe versehene Öffnung ine Treie führt.

Durch die USA-Patentschrift Nr. 3 173 275 ist eo bekannt, bei einer Heizeinrichtung dieser Art durch eine einzige ■verstellbare Klappe eine Umsteuerung von Heizbetrieb auf Lüftungsbetrieb vorzunehmen. Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß zwei Lüfteraggregate für die beiden Betriebsarten erforderlich sind.

Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen beispielsweise ist man bemüht, die in den Fahr« und Bremswiderständen entstehende Verlustwärme weiter auszunutzen, indem man einen zur Kühlung an diesen Widerständen vorbeiführenden, durch ein Lüfteraggregat erzeugten Luftstrom bei Bedarf zu Heizzwecken zumindest teilweise ins Wageninnere des Fahrzeuges leitet. Ιώ einsr bekannten derartigen Warmluftheizeinrichtung wird ein Teil des erwärmten Frischluftströmeε vor seinem Eintritt in den zu beheizenden Raum durch einen gesonderten, durch Klappen gesteuerten Kanal erneut den Brems- und Fahrwiderständen zur zusätzlichen Anheizxmg zugeführt (deutsche Patentschrift iir. 1 008 343).

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Es hat sich nun gezeigt, daß die in den Brems- und Fahrwiderständen erzeugte Wärmemenge nicht immer die notwendige Heizenergie decken kann. Das ist insbesondere der Fall, wenn abgestellte Nahverkehrsfahrzeuge vor der Inbetriebnahme aufgeheizt werden sollen oder wenn solche Fahrzeuge z.B. Streckenabschnitte in Stadtaußenbezirken mit größeren Haltepunktabstänclen befahren. Der Fehlbedarf wird dann durch Zusatzheizungen gedeckt, die jedoch bei den bekannten Heizeinrichtungen verhältnismäßig groß ausgeführt werden müssen und viel Nutzenergie verbrauchen. Sollen die bekannten Einrichtungen im Sommer auch dazu benutzt werden können, das Wageninnere zu belüften, so benötigt man zusätzliche Luftkanäle und mehrere zu steuernde Klappen, oder man muß einen Lüftermotor zusätzlich ir seiner Drehrichtung umsteuerbar ausführen.

Es ist daher Aufgabe der Neuerung, eine Heizung sowohl im Frischluft- als auch im Umluftbetrieb zu betreiben und gleichzeitig die Anlage zur Lüftung verwenden zu können, wobei beim Heizbetrieb sowohl normale Heizkörper, als auch Brems- und Fahrwiderstände einsetzbar sein sollen und mit einfachen Mitteln insbesondere der Bedarf an Heizleistung zusätzlich zur betriebsmäßig anfallenden Wärmeenergie vermindert und ein rationellerer Heizbetrieb ermöglicht werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht neuerungsgemäß darin, daß die Heizeinrichtung zusätzlich eine an sich bekannte, vom Fahrzeuginnenraum ins Freie führende verschließbare Lüftungsöffnung besitzt und daß von dem durch Schwenken der ersten Klappe vom Hauptluftkanal abtrennbaren Verteilerraum zum Fahrzeuginnenraum ein zweiter Kanal geführt ist, der nahe des Anschlusses an den Verteilerraum mittels einer steuerbaren zweiten Klappe ab^perrbar ist, wobei in den zweiten Kanal ein mit dem Luftansaugraum verbundener Zusatzkanal mündet, v/elcher mit einer im Luftansaugraum angeordneten, vor die Eintrittsöffnung des Luftansaugraumes schwenkbaren

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Steuerklappe versehen ist. Auf diese Weise kommt man im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung nach der USA-Patentschrift Nr. 3 173 275 mit nur einem einzigen Lüfter für den Heiz- und Lüftungsbetrieb aus. Für drei verschiedene Betriebsarten, nämlich Lüftungsbetrieb, Heizbetrieb und Umluftbetrieb (Vorheiz- oder Zusatzbetrieb) sind zusätzlich zu einem Lüfter lediglich drei steuerbare .Klappen und eine verschließbare Lüftungsöffnung in der Fahrzeugwand erforderlich.

Ein Ausführungsbeispiel in schematischer Darstellung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind im folgenden an Hand der Zeichnung besprochen. Darin zeigt Fig. 1 eins neuerungsgemäß eingerichtete Warniluftheizeinrichtung in Klappenstellung "Heizung" für normalen Heizbetrieb. Fig. die Warmluftheizeinrichtung gemäß Fig. 1 in Klappenstellung "Vor^ieizung oder Zusatzheizung" und Fig. 3 die Warmluftheizeinrichtung gemäß Fig. 2 in Klappenstellung "Be- bzw. Entlüftung".

Die Zeichnungen gemäß Fig. 1 bzw. 2 zeigen einen zu beheizenden Fahrzeuginnenraum 1 mit zwei Kanälen 2 und 3 zum Luftdurchgang, von denen zweckmäßig je einer jeweils an einer von zwei gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeuginnenraumes, vorzugsweise an je einer Fahrzeuglängsseite, angeordnet ist, die Kanäle 2, 3 führen auf der dem Fahrzeuginnenraum 1 abgekehrten Seite zu einem Verteilerraum 4, der seinerseits mit öffnungen zu der Austrittsseite 62 eines Hauptluftkanals 6 und zu dem einen Ende 71 eines Zusatzkanals 7 versehen lsi.. Durch eine steuerbare Klappe 5 im Verteilerraum 4 ist ein direkter Luftstrom vom Vertsilerraum zum F.anal 2 sowie zu dem einen Ende 71 des Zusatzkanals 7 absperrbar und gleichzeitig ein direkter Luftstrom von diesem Kanal 2 zu dem einen Ende 71 des Zusatzkanals 7 freigebbar (Fig. 2).

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Der Zusatzkanal 7 mündet mit seinem anderen Ende 72 in einen Ansaugraum 9 und ist mittels einer Steuerklappe 8 an diesem Ende 72 absperrbar. Der Ansaugraum 9 weist einerseits eine öffnung zu der Ansaugseite 61 des Hauptluftkanals 6 und andererseits eine Eintrittsöffnung 10 auf. In dem sich an den Ansaugraum 9 anschließenden Teil de3 Haup+iluftkanals 6 ist ein Lüfter 11 vorgesehen, während im folgenden Teil des Hauptluftkanals 6 Einrichtungen angeordnet sind, welche die Heizenergie liefern, wie beispielsweise Wärmetauscher oder Anfahr- und Bremswiderstände 12 bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen und Zusatzheizeinrichtungen 13» wie et a Friechstromwider3tände.

In vorteilhafter Weise ist der Verteilerraum 4 Curch eine für die Regulierung des Luftaustrittes ins Freie im Verteilerraum 4 vorgesehene steuerbare Klapp'; 14 unterteilbar (Fig. 3), wobei sich in dem einen Teil die Öffnung zur Austrittsseite 62 des Hauptluftkanals 6 und ins Freie und in dem anderen Teil die Kanäle 2, 3 zum Fahrzeuginnenraum und die öffnung zu dem einen Ende 71 des Zusatzkanal& 7 befinden.

Fig. 1 zeigt die Klappeustellung und die Luftströmungsverhältnisse im normalen Heizbetrieb. Die Klappe 5 ist geöffnet, die Steuerklappe 8 gibt die Frischluftzufuhr voll frei und schließt den Zusatzkanal 7 vom Ansaugraum 9 ab. Die Widerstandskühlluft wird durch den Ansaugraum 9 mittels des Lüfters 11 angesaugt und über die Anfahr- und Bremswiderstände 12 geblasen, dort erwäzmt und über den Verteilerraum 4 durch die parallelgeschalteten Kanäle 2 und 3 möglichst gleichmäßig von beiden Fahrzeugseiten her in den Fahrzeuginnenraum 1 gedrückt. Um einen Luftwechsel zu gewährleisten, ist zweckmäßigerweise eine ebenfalls verschließbare Lüftungsöffnung 15 an der Oberseite des Fahrzeuginnenraumes 1 vorgesehen, durch die Luft entweichen kann.

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Fig. 2 zeigt die Klappenstellung und die Luftströmungsverhältnisse für Vorheiz- und Zusatzheizbetrieb. Die Steuerklappe 8 schließt dabei insbesondere bei Vorheizbetrieb zweckmäßigerweise den Frischluftzugang von außen nahezu vollständig ab, jedoch kann durch Zwischenstollungen dieser Steuerklappe 8, insbesondere bei Zusatzheizbetrieb, ein jeweils gewünschter Frischluftanteil eingelassen v/erden. Durch einfaches Umlegen der Klappe 5 sind die zuvor (gemäß Fig. 1) parallelgeschalteten Luftströmungen durch die Kanäle 2 und 3 nunmehr in Reihe geschaltet. Dadurch wird in vorteilhafter Weise, z.B. bei Vorheizung abgestellter kalter Fahrzeuge, die durch die Zusatzheizeinrichtungen 13 erwärmte Luft durch den Kanal 3 in den Fahrzenginneuraum 1 geleitet, über den Kanal 2 und den Zusatzkanai 7 abgesaugt und anschließend erneut an den Zusatzheizeinrichtungen 13 erwärmt. Gegenüber bekannten Einrichtungen, bei denen der Luftstrom direkt hinter dem Verteilerrauia abgenommen und nochmals zum Lüfter geführt wird, kommt es bei der neuerungsgemäßen Einrichtung nicht zu einer unerwünschten erhöhten Erwärmung des Zusatzkanals und damit zu unwirtschaftlichen Wärmeverlusten.

Zum Zwecke der Zusatzheizung bei größeren Haltepunktabständen kann es zweckmäßig sein, dem Umluftbetrieb mittels Einstellung der Steuerklappe 8 einen Mindentfrischluftanteil beizumischen., da im Gegensatz zum Vorheizbetrieb die Fahrzeuge mehr oder weniger stark besetzt sind. Der Nutzheizbedarf bei Zusatzheizbetrieb k^iVxi dadurch weiter gemindert werden, daß in vorteilhafter V/eise ein Vorwiderstand zur Einstellung der Drehzahl des Lüfters 11,z.B. Drehzahlminderung bei Haltepunkten, in dem zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraumes 1 vorgesehenen Luftstrom angeordnet ist.

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Fig. 5 zeigt die Klappenste!).'.Άιν...£ ur.d die Luftströmung für den Fall, daß die Heizeinrichtung zur Be- "bzw. Entlüftung des Fahrzeuginnenraumes 1 benutzt werden soll. DJe Klappe 5 ist geöffnet und durch die Klappe 14 ist der Verteilerraum 4 derart unterteilt, daß durch die mittels der Klappe b parallelgeschalteten Kanäle 2, 3 die Luft aus dem Fahrzeuginnenraum 1 abgesaugt und über den Zusatzkanal 7 und den Hauptluftkanal 6 aus dem Verteilerraum 4 ins Freie tritt. Es bedarf gegenüber bekannten Einrichtungen also keiner I

zusätzlichen Luftkanäle oder einer Umsteuermöglichkeit oder besonderen Auslegung des Lüftermotors, um von Heiz- auf LüftungsbetrieD zu wechseln.

Um eine möglichst konstante Temperatur im Fahrzeuginnenraum oder eine bestimmte konstante Kühlung zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, wenn die Zusatzheizeinrichtungen und/oder der Lüfter sowie die verschiedenen Klappenstellungen in Steuerabhängigkeit von Temperaturreglern stehen. Hierbei kann der aus dem Fahrzeuginnenraum 1 abgesaugten Luftmenge im Luftansaugraum 9 ein fest eingestellt oder kontinuierlich dosierter, direkt von außen angesaugter Luftmengenanteil hinzugefügt werden, um solcherart den Fahrzeugluftdurchsatz bei konstanter oder konstant abgestufter Förderleistung des Lüfters 11 zu regulieren.

Claims (2)

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Aktz.: G 70 052 23.2 Berlin und München Unser Zeichen. VPA 70/83K Nr/Po 11.9.1973 Schutzansprüche

1. Warmlufthjizeinrichtung für eiu Fahrzeug, insbesondere für ein elektrisch betriebenes Nahverkehrsfahrzeug, bei der ein mit einen Lüfter sowie Anfahrwiderständen, Bremswiderständen und/oder einer Zusatzheizeinrichtung versehener Hauptluftkanal ansaugseitig an einen Luftansaugraum angeschlossen ist und austrittsseitig in einen Verteilerraum mündet, von dem aus ein erster Kanal in den Fahrzeuginnenraum und eine mit einer steuerbaren ersten Klappe versehene öffnung ins Freie führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung zusätzlich eine an Pich bekannte, vom Fahrzeuginnenraum (1) ins Freie führende verschließbare Lüftungsöffnung (15) besitzt und daß von dem durch Schwenken der ersten Klappe (14) vom Hauptluftkanal (6) abtrennbaren Verteilerraum (4) sum Fahrzeuginnenraum (1) ein zweiter Kanal (2) geführt ist, der nahe des Anschlusses an den VerteilerrauD (4) mittels einer steuerbaren zweiten Klappe (5) absperrbar ist, wobei ir. den zweiten Kanal (2) ein mit dem Luftansaugraum (9) verbundener Zusatzkanal (.7) mündet, welcher mit einer im Luftansaugraum (9) angeordneten, vor die Eintrittsöffnung

(10) des Luftansaugraumes (9) schwenkbaren Steuerklappe (8) versehen ist.

2. Warmluftheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise vorgesehener Vorwiderstand zur Einstellung der Drehzahl des für den Luftumlauf bestimmten elektrisch betriebenen Lüfters

(11) in dem zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraumes (1) vorgesehenen Luftstrom, insbesondere im Hauptluftkanal (6), angeordnet ist.