[其他]水熱暖風(fēng)自然對流客車采暖除霜裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000000905
• 申請日: 1986-02-06
• 公開（公告）號: CN1004061B
• 公開（公告）日: 1989-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹德潤;李忠玉
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江省交通科學(xué)研究所
• 代理公司: 黑龍江省專利服務(wù)中心
• 代理人: 秦炳芳

一種利用發(fā)動機(jī)冷卻水余熱采用自然對流通風(fēng)方式的采暖除霜裝置。在客車迎風(fēng)部位安裝一個熱交換器，利用客車行駛時產(chǎn)生的風(fēng)壓，用自然對流方式進(jìn)行熱交換。熱交換器釋放出的冷卻水的余熱全部進(jìn)入車廂內(nèi)，達(dá)到冷卻發(fā)動機(jī)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(shè)備少，效果明顯。

本發(fā)明屬于公路客車?yán)冒l(fā)動機(jī)冷卻水的余熱采用自然對流通風(fēng)方式的采暖除霜裝置。

在寒冷地區(qū)低溫氣候條件下，對于沒有采暖設(shè)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?xí)艿降蜏氐奈：Α３藛T呼出的水蒸汽會在車窗玻璃上結(jié)霜，影響乘員的視線。對于有采暖設(shè)備的客車，若采用電阻絲或者燃油暖風(fēng)機(jī)作為熱源，必然消耗電能或燃料。若利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣里的熱量，不僅車廂內(nèi)空氣干燥、污濁，且排氣阻力增大，影響發(fā)動機(jī)功率的發(fā)揮。《機(jī)械工程設(shè)計手冊》（內(nèi)燃機(jī)）指出，汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)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(fēng)機(jī)采暖。使用氣扇強(qiáng)迫熱交換器里冷卻水的熱量交換到車廂里，由于驅(qū)動風(fēng)扇要消耗本車電能，燃油暖風(fēng)機(jī)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(fā)明的目的是，在保證發(fā)動機(jī)熱狀態(tài)所需要的冷卻水溫度的前提下，提供一種利用發(fā)動機(jī)冷卻水余熱采用自然對流通風(fēng)方式進(jìn)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(jìn)、出水管與發(fā)動機(jī)出、進(jìn)水管相接，熱交換器的進(jìn)、出水管與散熱器的進(jìn)、出水管并聯(lián)于發(fā)動機(jī)的同一出、進(jìn)水管上，且在熱交換器和散熱器的進(jìn)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(lián)的冷卻水回路：第一回路是發(fā)動機(jī)原來的冷卻水回路，第二回路是由熱交換器及進(jìn)水閥門、發(fā)動機(jī)機(jī)體、水泵和連接管路組成的冷卻水回路。即實現(xiàn)本發(fā)明的回路。當(dāng)發(fā)動機(jī)冷卻水的溫度低于76℃時，為保持發(fā)動機(jī)熱狀態(tài)，在節(jié)溫塞的控制下，冷卻水在機(jī)體內(nèi)作小循環(huán);當(dāng)水溫高于76℃時，冷卻水通過換熱裝置進(jìn)行大循環(huán)。當(dāng)關(guān)閉散熱器進(jìn)水閥門，打開熱交換器進(jìn)水閥門時，冷卻水在第二回路進(jìn)行循環(huán)。客車行駛時，迎風(fēng)面產(chǎn)生正風(fēng)壓，冷空氣在此風(fēng)壓作用下，通過車廂前面的進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)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(jìn)入車內(nèi)。隨著暖空氣的不斷進(jìn)入，車內(nèi)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(fēng)口排到車廂外。形成車廂外面的冷空氣經(jīng)過熱交換器加熱后不斷進(jìn)入車內(nèi)，車內(nèi)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(huán)）過程。經(jīng)過較短時間的循環(huán)，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(jīng)實測，當(dāng)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(jié)霜，達(dá)到采暖除霜目的，同時乘員呼吸到較新鮮的空氣。當(dāng)客車短時間不行駛時，熱交換器的散熱效果也能滿足發(fā)動機(jī)的冷卻要求;熱交換器以熱幅射形式向車內(nèi)散發(fā)熱量。對于各種類型的客車，根據(jù)發(fā)動機(jī)參數(shù)、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(jù)季節(jié)氣溫變化，打開或部分關(guān)閉或完全關(guān)閉散熱器進(jìn)水閥門，關(guān)閉或部分打開或完全打開熱交換器的進(jìn)水閥門。當(dāng)不使用散熱器只使用熱交換器時（即完全關(guān)閉散熱器進(jìn)水閥門時），可以卸掉風(fēng)扇皮帶，以減輕發(fā)動機(jī)負(fù)荷;利用設(shè)置在熱交換器上的百葉窗調(diào)節(jié)進(jìn)入熱交換器的冷風(fēng)量，以調(diào)整發(fā)動機(jī)冷卻水溫度和車內(nèi)空氣溫度。本發(fā)明在寒冷地區(qū)不頻繁開關(guān)車門的長途客車和短時間開關(guān)車門的職工通勤車上應(yīng)用效果最為明顯。本發(fā)明在前置或后置發(fā)動機(jī)客車上均可應(yīng)用。

本發(fā)明的優(yōu)點是，在保證發(fā)動機(jī)熱狀態(tài)的情況下，利用了冷卻水經(jīng)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(dāng)不使用風(fēng)扇散熱時，還可以減少發(fā)動機(jī)負(fù)荷。由于是自然對流的通風(fēng)方式，車內(nèi)空氣比內(nèi)循環(huán)式客車新鮮;全部車窗玻璃不結(jié)霜。使用設(shè)備少，便于應(yīng)用。

附圖及其說明：

圖1為本發(fā)明原理圖。

圖2為后置發(fā)動機(jī)采暖除霜系統(tǒng)布置示意圖。

圖3為前置發(fā)動機(jī)采暖除霜系統(tǒng)布置示意圖。

其中1為發(fā)動機(jī)原散熱器，2為散熱器進(jìn)水閥門，3為熱交換器，4為熱交換器進(jìn)水閥門，5為水泵，6為發(fā)動機(jī)，7為百葉窗，8、9、10、11、12、13為連接管路，14為風(fēng)扇。

本發(fā)明最佳實施例。本采暖除廂裝置在SR665H型后置發(fā)動機(jī)客車上經(jīng)過試驗性使用。根據(jù)該客車的參數(shù)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(jìn)水口和出水口分別用管路10和11與發(fā)動機(jī)6的出水管9和進(jìn)水管8連接。在熱交換器3和散熱器1的進(jìn)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(guān)閉閥門4。初冬或冬末季節(jié)同時使用散熱器1和熱交換器3，調(diào)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(guān)閉閥門2，這時散熱器1不起散熱作用，可以卸掉風(fēng)扇皮帶。當(dāng)冷卻水溫度低于76℃時，在發(fā)動機(jī)6節(jié)溫塞的控制下，冷卻水在機(jī)體內(nèi)作小循環(huán);當(dāng)水溫高于76℃時，冷卻水在水泵5的作用下，經(jīng)過連接管路9和10，閥門4，流入熱交換器3，或者經(jīng)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(jìn)入車內(nèi)。司機(jī)通過調(diào)節(jié)百葉窗7的開度，控制和調(diào)節(jié)冷卻水溫度及車內(nèi)氣氣溫度。車內(nèi)溫度可以保持在8～12℃，車窗玻璃全部無霜。