水熱暖風自然對流客車採暖除霜方法
2023-05-31 04:30:36
專利名稱:水熱暖風自然對流客車採暖除霜方法
本發明屬於公路客車利用發動機冷卻水的餘熱採用自然對流通風方式的採暖除霜方法。
在寒冷地區低溫氣候條件下，對於沒有採暖設備的客車，車廂裡的溫度接近車廂外面的大氣溫度，乘員乘車時有寒冷的感覺，長時間乘車甚至會受到低溫的危害。乘員呼出的水蒸汽會在車窗玻璃上結霜，影響乘員的視線。對於有採暖設備的客車，若採用電阻絲或者燃油暖風機作為熱源，必然消耗電能或燃料。若利用發動機排出的廢氣裡的熱量，採暖效果不佳，而且排氣阻力增大，增加了發動機負荷。《機械工程設計手冊》(內燃機)指出，汽油發動機和柴油發動機冷卻水帶走的熱量分別佔消耗燃料總熱值的20～30%和15～27%。美國專利U.S.P4010895，利用冷卻水餘熱和燃油暖風機採暖。使用風扇強迫熱交換器裡冷卻水的熱量交換到車廂裡，由於驅動風扇要消耗能量即增加了燃料的消耗;燃油暖風機也要消耗燃料。使用此方法採暖可以利用冷卻水的餘熱，但要消耗燃料。
本發明的目的是，在保證發動機熱狀態所需要的冷卻水溫度的前提下，提供一種利用發動機冷卻水餘熱採用自然對流通風方式進行採暖除霜的方法。
本發明的要點在於，在客車廂體的迎風面即前面，安裝一個既起冷卻作用又起採暖除霜作用的熱交換器。用管路把熱交換器的進水口和出水口分別連接到發動機冷卻水的出水管和進水管上。在熱交換器和只起冷卻作用的發動機原散熱器的進水管上分別安裝一個控制冷卻水流量的閥門。這樣形成了兩條並聯的冷卻水迴路第一迴路是發動機原來的冷卻水迴路，第二迴路是由熱交換器及進水閥門、發動機機體、水泵和連接管路組成的冷卻水迴路。即實現本發明的迴路。當發動機冷卻水的溫度低於76℃時，為保持發動機熱狀態，在節溫塞的控制下，冷卻水在機體內作小循環;當水溫高於76℃時冷卻水通過換熱裝置進行大循環。當關閉散熱器進水閥門，打開熱交換器進水閥門時，冷卻水在第二迴路進行循環。客車行駛時，迎風面產生正風壓，冷空氣在此風壓作用下，通過車廂前面的進風口，進入熱交換器。熱交換器把冷卻水的熱量交換到冷空氣中，加熱後的暖空氣進入車內。隨著暖空氣的不斷進入，車內的溫度逐漸上升。車廂裡的空氣也要通過車門、窗等處的縫隙和出風口排到車廂外。形成車廂外面的冷空氣經過熱交換器加熱後不斷進入車內，車內含有水蒸汽和二氧化碳的空氣不斷排到車廂外面這樣一個空氣自然對流(循環)過程。經過較短時間的循環，即客車行駛後很短的一段時間，車廂裡就能夠保持有較適宜溫度的新鮮空氣。經實測，當大氣溫度很低時(-25℃)，車廂裡溫度也能夠保持在8℃～10℃，在此溫度下，全部車窗不結霜。達到採暖除霜的目的，同時乘員呼吸到較新鮮的空氣。當客車短時間不行駛時，熱交換器的散熱效果也能滿足發動機冷卻要求;熱交換器以熱幅射形式向車內散發熱量。對於各種類型的客車，根據發動機參數、車廂容積氣候條件和使用情況，選用相匹配的熱交換器。根據季節氣溫變化，打開或部分關閉或完全關閉散熱器進水閥門，關閉或部分打開或完全打開熱交換器的進水閥門。當不使用散熱器只使用熱交換器即完全關閉散熱器進水閥門時，可以卸掉風扇皮帶，以減輕發動機負荷;也可以卸掉散熱器。利用設置在熱交換器上的百葉窗調節進入熱交換器的冷風量，以調整發動機冷卻水溫度和車內空氣溫度。本發明在寒冷地區不頻繁開關車門的長途客車和短時間開關車門的職工通勤車上應用效果最為明顯。本發明在前置或後置發動機客車上均可應用。
本發明的優點是，在保證發動機熱狀態的情況下，利用了冷卻水經散熱器釋放的全部熱量，取熱裝置既是冷卻系的散熱器又是用於採暖除霜的熱交換器，不增加燃料和電能的消耗。當不使用風扇散熱時，還可以減少發動機負荷。由於是自然對流的通風方式，車內空氣比內循環式客車新鮮;全部車窗玻璃不結霜。使用設備少，便於應用。
附圖及其說明圖1為本發明原理圖。
圖2為後置發動機採暖除霜系統布置示意圖。
圖3為前置發動機採暖除霜系統布置示意圖。
其中1為發動機原散熱器，2為散熱器進水閥門，3為熱交換器，4為熱交換器進水閥門，5為水泵，6為發動機，7為百葉窗，8、9、10、11、12、13為連接管路，14為風扇。
本發明最佳實施例。本採暖除霜方法在SR665H型後置發動機客車上經過試驗性使用。根據該客車的參數選用一個熱交換器〔3〕，將其安裝在客車的前面。換熱器〔3〕的進水口和出水口分別用管路〔10〕和〔11〕與發動機〔6〕的出水管〔9〕和進水管〔8〕連接。在熱交換器〔3〕和散熱器〔1〕的進水管〔10〕和〔12〕上分別安裝閥門〔4〕和〔2〕。在不需要採暖除霜的夏季，打開閥門〔2〕，關閉閥門〔4〕。春秋季節同時使用散熱器〔1〕和熱交換器〔3〕。調整閥門〔2〕和〔4〕的開度，控制散熱器〔1〕和熱交換器〔3〕中冷卻水的流量。冬季打開閥門〔4〕，關閉閥門〔2〕這時散熱器〔1〕不起散熱作用，可以卸掉風扇皮帶。當冷卻水溫度低於76℃時，在發動機〔6〕節溫塞的控制下，冷卻水在機體內作小循環;當水溫高於76℃時，冷卻水在水泵〔5〕的作用下，經過連接管路〔9〕和〔10〕，閥門〔4〕，流入熱交換器〔3〕，或者經過連接管路〔9〕和〔12〕，閥門〔2〕，流入散熱器〔1〕，或者同時流入散熱器〔1〕和熱交換器〔3〕。客車行駛，由熱交換器釋放出來的熱量全部進入車內。司機通過調節百葉窗〔7〕的開度，控制進入車廂的冷空氣量，以調整冷卻水溫度和車內空氣溫度。冷卻水中加入防凍液，車內溫度可以保持在8～12℃，車窗玻璃全部無霜。
權利要求
1.一種公路客車利用發動機冷卻水餘熱採用自然對流通風方式的採暖除霜方法由發動機機體及水泵、連接管路、閥門的熱交換器組成一個冷卻水循環迴路，利用冷卻水的餘熱，其特徵還在於熱交換器採用自然對流通風方式進行熱交換。
2.根據權利要求
1所述的採暖除霜方法，其特徵在於熱交換器位於客車的迎風面。
3.根據權利要求
1所述的採暖除霜方法，其特徵還在於它可以應用於水冷式後置發動機客車，也可以應用於水冷式前置發動機客車。
專利摘要
一種利用發動機冷卻水餘熱採用自然對流通風方式的採暖除霜方法。在客車迎風面安裝一個熱交換器，利用客車行駛時產生的風壓，用自然對流方式進行熱交換。熱交換器釋放出的冷卻水的餘熱全部進入車廂內，達到冷卻發動機和利用餘熱採暖除霜的雙重目的。不消耗燃料和電能，使用設備少，效果明顯。
文檔編號B60H1/10GK86100905SQ86100905
公開日1987年6月24日 申請日期1986年2月6日
發明者曹德潤, 李忠玉 申請人:黑龍江省交通科學研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan