[其他]水熱暖風自然對流客車采暖除霜裝置

在審

• 申請號: 101986000000905
• 申請日: 1986-02-06
• 公開（公告）號: CN1004061B
• 公開（公告）日: 1989-05-03
• 發明（設計）人: 曹德潤;李忠玉
• 申請（專利權）人: 黑龍江省交通科學研究所
• 代理公司: 黑龍江省專利服務中心
• 代理人: 秦炳芳

一種利用發動機冷卻水余熱采用自然對流通風方式的采暖除霜裝置。在客車迎風部位安裝一個熱交換器，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余熱全部進入車廂內，達到冷卻發動機和利用余熱采暖除霜的雙重目的。不消耗燃料和電能，使用設備少，效果明顯。

本發明屬于公路客車利用發動機冷卻水的余熱采用自然對流通風方式的采暖除霜裝置。

在寒冷地區低溫氣候條件下，對于沒有采暖設備的客車，車廂里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。對于有采暖設備的客車，若采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里的熱量，不僅車廂內空氣干燥、污濁，且排氣阻力增大，影響發動機功率的發揮。《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占消耗燃料總熱值的20～30%和15～27%。美國專利Usup4010895，利用冷卻水余熱和燃油暖風機采暖。使用氣扇強迫熱交換器里冷卻水的熱量交換到車廂里，由于驅動風扇要消耗本車電能，燃油暖風機也要消耗燃油。使用此方法采暖可以利用冷卻水的余熱，但要額外消耗燃料。

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余熱采用自然對流通風方式進行采暖除霜的裝置。該裝置包括一個與汽車行駛方向垂直安裝的熱交換器，熱交換器的進、出水管與發動機出、進水管相接，熱交換器的進、出水管與散熱器的進、出水管并聯于發動機的同一出、進水管上，且在熱交換器和散熱器的進水管上分別安裝一個控制冷卻水流量的閥門。這樣形成了兩條并聯的冷卻水回路：第一回路是發動機原來的冷卻水回路，第二回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回路。即實現本發明的回路。當發動機冷卻水的溫度低于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;當水溫高于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，冷卻水在第二回路進行循環。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，加熱后的暖空氣進入車內。隨著暖空氣的不斷進入，車內的溫度逐漸上升。車廂里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后不斷進入車內，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，即客車行駛后很短的一段時間，車廂里就能夠保持較新鮮空氣的適宜溫度。經實測，當大氣溫度很低時（-25℃），車廂里溫度也能夠保持在8℃～10℃，在此溫度下，全部車窗不結霜，達到采暖除霜目的，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的冷卻要求;熱交換器以熱幅射形式向車內散發熱量。對于各種類型的客車，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時（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;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。本發明在前置或后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，又是用于采暖除霜的熱交換器，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。由于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，便于應用。

附圖及其說明：

圖1為本發明原理圖。

圖2為后置發動機采暖除霜系統布置示意圖。

圖3為前置發動機采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。本采暖除廂裝置在SR665H型后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。交換器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。在不需要采暖除霜的夏季，打開閥門2，關閉閥門4。初冬或冬末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。當冷卻水溫度低于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;當水溫高于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，控制和調節冷卻水溫度及車內氣氣溫度。車內溫度可以保持在8～12℃，車窗玻璃全部無霜。