DE2038912C3 - Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge - Google Patents
Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere SchienenfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einem Luftheiz-
und Kühlaggregat und zwei von diesem ausgehenden luftführenden Kanälen, von denen der eine einen
ständig vorhandenen Luftstrom als Grundanteil führt, dessen Temperatur zentral durch einen das Heiz- und
Kühlaggregat steuernden Außenthermostaten geregelt ist, der die Einflüsse der Außentemperatur sowie
weitere Außeneinflüsse auf die Temperatur in den Fahrgasträumen erfaßt, und der andere Kanal einen den
Fahrgasträumen über von Raumthermostaten gesteuerte Auslässe getrennt zuteilbaren Luftstrom als Zusatzanteil
führt, dessen Temperatur unabhängig von der Außen- und Innentemperatur auf einen vorzugsweise
konstanten Sollwert eingeregelt ist, wobei der Querschnitt des den Grundanteil liefernden Kanals für einen
den Wärmebedarf des vollbesetzten Fahrzeuges im Heizbetrieb deckenden Durchsatz bemessen ist und in
einer Kühlstufe der Kanal für den Grundanteil durch Kühlluft und der Kanal für den Zusatzanteil durch
Heizluft beaufschlagt sind.
Diese bekannte Anlage zeichnet sich gegenüber konventionellen Luftheizanlagen durch eine erhöhte
Präzision und beschleunigten Ablauf des Regelvorganges aus und hat darüberhinaus den Vorteil, daß der
Raumbedarf für beide Luftkanäle dennoch nicht größer als bei einer Einkanal-Luftheizung ist. Die Unterbringung
der beiden Luftkanäle bereitet daher auch bei den
w beengten räumlichen Verhältnissen im Inneren von Schienenfahrzeugen keinerlei Schwierigkeiten. Die
beiden Kanäle können beispielsweise entlang der inneren Wagenlängswand verlaufen; diese Anordnung
gewährleistet geringste Wärmeverluste, sie ist jedoch bei Zweikanalluftheizungen üblicher Bauart nicht
anwendbar, da von den beiden Kanälen der eine ausschließlich Kaltluft und der andere Warmluft führt,
und somit beide jeweils für den vollen Luftdurchsatz bemessen sein müssen. Die bekannte Klimaanlage
zeichnet sich durch hohe Wirtschaftlichkeit aus, da die aufgewendete Heiz- und Kühlenergie optimal ausgenützt
wird.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei der bekannten Klimaanlage der in seinem Querschnitt auf die
Μ Verhältnisse des Heizbetriebes abgestimmte, den
Grundanteil liefernde Kanal für den Kühlbetrieb bei extremen Temperaturverhältnissen nicht genügend
groß dimensioniert ist.
Dabei ist zu beachten, daß im bekannten Falle der den Grundanteil der Heiz- bzw. Kühlluft führende Kanal für
die Beheizung bzw. Kühlung von vollbesetzten Fahrgastabteilen ausgelegt sein sollte, wobei die für minder
besetzte Abteile zusätzlich benötigte Wärmeenergie zum Erreichen der gewünschten Temperatur diesen
Abteilen über den Zusatzkanal zugeführt wird. Die Ursache, weshalb sich bei der bekannten Einrichtung die
Abmessungen des den Grundanteil liefernden Kanals, die im wesentlichen durch die beschränkten Raumver- ι ο
hältnisse Jsnitiert sind, bei extremen Verhältnissen für
den Kühlbetrieb häufig als zu klein erweisen, liegt darin, daß im Heizbetrieb mit einer wesentlich höheren
Temperaturdifferenz. (Temperatur der Heizluft abzüglich der Raumlufttemperatur) gearbeitet werden kann
als dies im Kühlbetrieb der Fall ist. Auch wenn berücksichtigt wird, daß die Temperaturdifferenz
zwischen der Außen- und Innentemperatur im Kühlbetrieb wesentlich kleiner ist und nur etwa 8—10°C
beträgt, ergeben sich ungünstigere Verhältnisse gegenüber dem Heizbetrieb, da die Temperatur der
eingeblasenen Kühlluft nicht unter +50C gesenkt
werden darf, um eine Vereisung des Kältemittelverdampfers im Kühlaggregat zu vermeiden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine 2~>
Verbesserung der bekannten Klimaanlage in dem Sinne zu erreichen, daß auch im Kühlbetrieb gleich günstige
Verhältnisse wie im Heizbetrieb geschaffen werden und auch bei sehr hohen Außentemperaturen in den
Fahrgasträumen eine von den Reisenden als angenehm empfundene Temperatur aufrecht erhalten werden
kann.
Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zum Umstellen der Klimaanlage in eine
zweite Kühlstufe sämtliche Raumthermostate auf einen oberen vorgewählten Temperaturwert und der Außenthermostat
auf einen oberen Grenzwert eingestellt sind, in der beide Kanäle Kühlluft führen und über einen
Thermo-Verzcgerungsschalter eine Umschaltvorrichtung aktivierbar ist, über deren Schaltstrecken die
Versorgungsleitungen der Antriebselemente, z. B. Drehmagnete, der verstellbaren Auslässe des den Zusatzanteil
führenden Kanales geführt sind und die im aktivierten Zustand eine Änderung der Arbeit· richtung
der Antriebselemente in bezug auf die Schaltzustände des jeweils zugeordneten Raumthermostaten bewirkt.
Die erste Kühlstufe stellt dabei den Übergangsbetrieb von der Heizung zur Kühlung dar, weiche bis zum
Einsetzen extremer klimatischer Bedingungen anhält. In diesem Regelzustand ist die verfügbare Kälteleistung
des Kühlaggregates noch nicht voll ausgenützt und es kann die auch im Heizbetrieb als obere Grenze
festgelegte Raumtemperatur, welche vorzugsweise bei etwa 23° C liegt, noch eingehalten werden. Die erste
Kühlstufe unterscheidet sich somit vom reinen Hcizbetrieb im wesentlichen nur durch die reduzierte
Temperatur des den Fahrgaslräumen ständig zugeführten Grundanteiles, wogegen die Steuerung der Auslässe
des weiterhin von Heizlult beaufschlagten Zusatzluftkanals, welcher lediglich die durch wechselnde Beset- w>
zung der einzelnen Fahrgasträume, das öffnen von Türen od. dgl. entstehende Differenz des Wärmebedarfes
auszugleichen gestattet, im gleichen Sinn wie im reinen Heizbetrieb erfolgt.
Eine Änderung dieser Betriebsweise tritt erst ein, wenn als Folge extremer Außenverhältnisse in den
Fahrgasträumen die vorbestimmte maximale Regeltem-Deratur überschritten wird. Die Raumthermostaten
steuern daher die Umschaltvorrichtung an, welche die Anlage von der ersten auf die zweite Kühlstufe
umschaltet, vorausgesetzt, daß auch der Außenthermostat
ein Überschreiten einer vorbestimmten oberen Grenztemperatur registriert. Da.; in den Stromkreis des
Un.schaltrelais geschaltete Verzögerungsrelais stellt dabei sicher, daß das Umschaltrelais nicht durch
kurzzeitige für die Klimatisierung der Fahrgasträume an sich unbedeutende Abweichung der Raumtemperatur
von der vorbestimmten Regeltemperatur beeinflußt wird und durch oftmaligen Wechsel der Betriebsweise
des Klimaaggregates ein unnötiger Energieverbrauch eintritt. Das Umschaltrelais spricht daher erst an, wenn
die Regelabweichung der Raumtemperatur von längerer Dauer als die voreingestellte Verzögerung des
Thermorelais, z. B. zwei Minuten, ist
Der dem Zusatzluftkanal zugeordnete Teil des Heiz- und Kühlaggregates wird bei extremen Verhältnissen
auf reinen Kühlbetrieb umgeschaltet, so daß nun über die Querschnitte beider Kanäle Kühlluft in die
Fahrgasträume strömen kann. Der Ausgleich der durch wechselnde Besetzung der einzelnen Abteile verursachten
Differenzen des Kühlbedarfes erfolgt auch bei der zweiten Kühlstufe durch Steuerung der Auslässe des
Zusatzluftkanals durch die Raumthermostaten, jedoch in einem der Steuerung bei der ersten Kühlstufe und im
reinen Heizbetrieb entgegengesetzten Sinne. Das bedeutet also, daß auch in dem für den Kühlbetrieb
ungünstigsten Falle, vollbesetzter Fahrgasträume und extrem hoher Außentemperaturen, der Kühlbedarf
mittels der über beide Luftkanäle in die Fahrgasträume strömenden Kühlluft gedeckt werden kann.
Durch die Umkehrung der Verstellbewegung der Schieber an den Auslässen des Zusatzluftkanals wird bei
geringstem Aufwand und insbesondere ohne nennenswerten zusätzlichen Platzbedarf die bereits für die
Heizluftzumessung erforderliche Einrichtung auch im Kühlbetrieb voll ausgenützt.
Um eine ausreichende Belüftung der Fahrgasträume sicherzustellen, ist der den Grundanteil liefernde
Luftkanal derart bemessen, daß er auch im Alleinbetrieb die pro Person festgelegte Luftrate zu liefern in der
Lage ist.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Regeleinrichtung für die erfindungsgemäße Klimaanlage mit von
einem Drehmagneten betätigter Luftklappe an jedem Auslaß des den Zusatzteil führenden Kanals und je
eirem mit dem Raumthermostaten in Serie geschalteten Steuerrelais ausgeschildert, das ein im Speisestromkreis
des Drehmagneten liegendes Kontaktpaar aufweist Diese Regeleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Umschaltvorrichtung aus einem Umschaltrelais mit vier je einen Ruhe- und einen Arbeitskontakt aufweisenden
Kontaktpaaren besteht, das über den Ruhekontakt seines ersten Kontaktpaares und die Kontakte dreier
weiterer in seinem Erregerstromkreis in Serie geschalteter Relais erregbar ist, von denen das erste
(Maximalrelais) bei Überschreiten der jeweils vorgewählten Regeltemperatur in allen Fahrgasträumen, das
zweite bei Einschalten des Kühlaggregates und das dritte bei Überschreiten einer vorbestimmten oberen
Grenztemperatur des Außenthermostaten im Schließsinn betätigt ist, daß die Kontakte des zweiten
Kentaktpaares des Umschaltrelais je über eine Leitung mit jeweils einem der beiden Kontakte eines jeden
Drehmagnet-Steuerrelais und die Kontakte des dritten Kontaktpaares je über eine Leitung mit auf verschieden
hohen Ansprechtemperaturen eingestellten Schaltfüh-
lern der Raumthermostaten verbunden sind und daß der Arbeitskontakt des vierten Kontaktpaares und ein bei
Überschreiten einer vorbestimmten unteren Grenztemperatur des Außenthermostaten geschlossener Relaiskontakt
in einem separaten Haltestromkreis des Urnschallrelais in Serie liegen. Mit dieser in ihrem
Aufbau verhältnismäßig einfachen Regeleinrichtung ist ein vollkommen selbsttätiger Ablauf des Regelgeschehens
auch beim Übergang von der einen auf die andere Kühlstufe gewährleistet.
Beim Übergang von der zweiten auf die erste Kühlstufe sorgt der im Haltestromkreis des Umschaltrelais
gelegene, vom Außenthermostaten gesteuerte Relaiskontakt dafür, daß das Umschalten erst dann
erfolgt, wenn der Außenthermostat einen Temperaturrückgang bis unter seine untere Grenztemperatur und
somit ein Absinken der Außentemperatur auf einen Wert registriert, welcher das Einhalten der vorgesehenen
Regeltemperatur auch in der ersten Kühlstufe ermöglicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der
erfindungsgemäßen Regeleinrichtung weist das Steuerrelais für einen jeden Drehmagneten ein zweites, über
den Ruhekontakt des zweiten Kontaktpaares des Umschaltrelais an den Speisestromkreis angeschlossenes
Kontaktpaar auf. über dessen Ruhekontakt das Maximalrelais und über dessen Arbeitskontakt der
Außenthermostat an den Speisestromkreis anschaltbar ist. In diese Steuerung können erforderlichenfalls auch
noch weitere elektrisch betätigte Organe der Klimaanlage, beispielsweise eine den Anteil von Frischluft und
Abluft steuernde Umluftklappe, ein Windfahnenrelais od. dgl. sinngemäß miteinbezogen werden.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt ι
F i g. 1 das Schema einer Klimaanlage,
Fi g. 2 und 3 Einzelheiten zu der Anlage nach Fig. 1,
wobei Fig.2 den Schnitt nach der Linie H-II und Fig. 3
den Schnitt nach der Linie III-Ill in Fig. 1 darstellen,
und
F i g. 4 das Prinzipschaltbild einer elektrischen Regeleinrichtung
für die Klimaanlage.
Bei der für den Einbau in ein Schienenfahrzeug bestimmten Klimaanlage wird je nach Stellung einer
mittels zweier Drehmagnete 1 betätigten Umluftklappe 2 entsprechend den jeweiligen Betriebserfordernissen
Frisch-, Misch- oder Umluft von einem Gebläse 3 mit Antriebsmotor 4 angesaugt. Die mit vollen Linien
eingezeichnete Lage der Umluftklappe 2 entspricht dem reinen Frischluftbetrieb und die mit gestrichelten Linien
dargestellten Klappenlagen dem reinen Umluftbetrieb.
Die vom Gebläse 3 geförderte Luft gelangt über ein Luftfilter 5 zum Klimaaggregat 6, dessen Kühlaggregat
von den Rohrschlangen 7 und T eines Kältemittelverdampfers gebildet ist und dessen Heizteil aus getrennt
an die Speisespannung schaltbaren Heizspiralen 8 und 8' bzw. 9 besteht
Innerhalb des Heizteiles des Klimaaggregates 6 findet eine Unterteilung des Luftstromes in zwei separate
Luftkanäle 10 und 11 statt, von denen der eine 10 den
größeren Querschnitt aufweist und die beiden Heizspiralen 8 und 8' enthält, wogegen die Heizspirale 9 in dem
den kleineren Querschnitt aufweisenden Luftkanal 11 untergebracht ist Entsprechend seiner Bestimmung
wird der Luftkanal 10 im folgenden als Grundanteilkanal
und der Luftkanal 11 als Zusatzanteilkanal bezeichnet
In den beiden Kanälen 10 und 11 ist je eine Übertemperatur-Schutzeinrichtung 12 angeordnet, welche
zum Abschalten der Speisespannung der Heizspiralen 8, 8' und 9 im Falle von Überhitzungen dienen. Eir
solcher Fall tritt beispielsweise bei Steckenbleiben eines
ri Hochspannungsheizschützes in der Heizstellung ein
Den Schutzeinrichtungen 12 folgt in jedem der beider Kanäle ein Dampflufterhitzer 13 bzw. 13', welcher im
Falle der Dampftraktion die Aufgabe der Heizspirale 8 und 8' bzw. 9 übernimmt Die Steuerung der
ίο Dampflufterhitzer 13 und 13' erfolgt durch Hochd ·\χζΥ.
magnetventile 14 bzw. 14', die über einen Wassei abscheider 15 mit Heizdampf beaufschlagt sind. Dem
Klimaaggregat 6 ist in beiden Kanälen 10 und 11 je ein
Begrenzungsthermostat 16 und ein Sicherheitsthermo-
I) stat 17 nachgeschaltet und ein im Zusatzanteilkanal 11
zusätzlich angeordneter Thermostat 18 steuert die Heizlufttemperatur in diesem Kanal während des
Klimabetriebes. Ein hinter dem Gebläse 3 im Luftstrom angeordnetes Windfahnenrelais 19 verhindert das
Einschalten der Heizung bei unzureichendem Luftstrom bzw. schaltet die Heizung ab, falls während des Betriebs
aus irgendeinem Grund die Geschwindigkeit des Luftstromes unter eine gewisse Größe absinkt.
Über den Grundanteilkanal 10 und den Zusatzanteil-
2r> kanal 11 werden die Fahrgasträume und der Korridor
mit von Klimaaggregat 6 temperierter Luft versorg! und daher je nach den Erfordernissen beheizt, belüftet
bzw. gekühlt Das im folgenden noch näher erläuterte Regelprinzip der Klimaanlage sieht vor, daß über den
jo Kanal 10 ein im Klimaaggregat 6 entsprechend temperierter Luftstrom (Grundanteil) den Fahrzeugräumen
ständig zugeführt wird, dessen Temperatur zentral durch einen das Klimaaggregat 6 steuernden Außenthermostaten
20 geregelt wird, welcher nicht nur die
s-"> Einflüsse der Außentemperatur, sondern auch noch
weiterer Außenverhältnisse auf die Temperatur in der Fahrgasträumen erfaßt Der Außenthermostat 20 ist zi
diesem Zweck auf dem Dach des Fahrzeuges, der Witterungsverhältnissen ausgesetzt angeordnet. Dieser
auch als Pulsateur bezeichnete Außenthermostat 2C besteht aus einem Vergleichsbehälter 21, desser
Innenraum über eine Leitung 22 mit dem Grundanteil kanal 10 verbunden ist. Das eigentliche Meßelement de;
Außenthermostaten 20 bildet ein im Vergleichsbehäitei 21 angeordneter Temperaturfühler 23. Die Größe unc
die Abschirmung des Vergleichsbehälters 21 ist deran ausgelegt daß in seinem Inneren annähernd dieselber
Temperaturverhältnisse wie in den Fahrgasträumer herrschen. Durch den Anschluß des Vergleichsbehälters
V) 21 an den Grundanteilkanal 10 wird sichergestellt daO
die von Temperaturfühler 23 erfaßte Temperatur unabhängig von der Temperatur im Fahrgastraum
bleibt Die Abluft aus dem Vergleichsbehälter 21 gelang!
über ein Abzugrohr 24 in den Dachraum des Fahrzeuges. Durch den Außenthermostat 20 werder
also neben den Einflüssen der Außentemperatur auch die der Witterungsverhältnisse, beispielsweise der
Sonnenbestrahlung, des Fahrtwindes und der Niederschläge auf die Temperatur in den Fahrgasträumen
ho berücksichtigt
Für die Bemessung des Querschnittes des Grundanteilkanals 10 ist jener Luftdurchsatz maßgeblich
welcher im Heizbetrieb der Klimaanlage den Wärmebedarf des vollbesetzten Fahrzeuges bei ausreichender
Luftrate für die Fahrgäste zu decken vermag.
Der Kanal 11 führt hingegen einen den Fahrgasträumen Ober vom Raumthermostat 25 gesteuerte Auslässe
34 getrennt zuteilbaren Luftstrom als Zusatzanteil
dessen Temperatur von dem Thermostaten 16 bzw. 18 auf einen von der Außen- und Innentemperatur
unabhängigen Sollwert eingeregelt ist. Im reinen Heizbetrieb ist der Thermostat 16 wirksam, dessen
Ansprechtemperatur etwa 80° C beträgt, wogegen im Kühlbetrieb der Thermostat 18 eine Solltemperatur von
etwa 50° C aufrechterhält.
Der Luftaustritt aus den Kanälen 10 und 11 in einen
der Fahrgasträume ist aus Fig.2 und 3 ersichtlich, wobei F i g. 2 einen Querschnitt der Mischeinrichtung
unterhalb eines Abteilfensters und Fig.3 einen entsprechenden Querschnitt unterhalb der Sitze zeigt
Die Mischeinrichtung besteht aus einem Sammelgehäuse 28, in welches die Luft aus dem Grundanteilkanal 10
und dem Zusatzteilkanal U einströmt und dort vermischt wird. Zusätzlich wird noch Raumluft durch
eine Öffnung 29 angesaugt. Das Ausströmen der Mischluft erfolgt über Öffnungen 30 am oberen Rand
des Sammelgehäuses 28.
Der Kanal 10 weist im Bereich unterhalb des Abteilfensters 31 Austrittsöffnungen 32 auf, welche
erforderlichenfalls durch einen Lochschieber 33 steuerbar sind. Der Kanal 11 enthält den Auslaß 34 (Fig. 1),
welche durch eine von einem Drehmagneten 36 betätigte Luftklappe 35 steuerbar ist Durch diesen
Auslaß 34 tritt die Luft aus dem Zusatzanteilkanal 11 in
einen Raum 37 aus, von welchem sie in das Sammelgehäuse 28 gelangt.
Die Luftklappe 35 wird von dem Drehmagneten 36 in Abhängigkeit von der Raumtemperatur verstellt An der
Luftklappe 35 könnte z. B. eine mit dem Lochschieber 33 gekoppelte Stange 38 derart angelenkt sein, daß die
Austrittsöffnungen 32 und der Auslaß 34 gegenläufig gesteuert werden. Auf diese Weise würde bei abnehmender Besetzung im Abteil die Luftzufuhr aus dem
Kanal 11 über den Auslaß 34 vergrößert und gleichzeitig
die Luftzufuhr aus dem Kanal 10 über die Austrittsöffnungen 32 entsprechend vermindert. Die im Bereich
unter den Abteilsitzen 39 ersichtlichen, nicht steuerbaren Austrittsöffnungen 40 des Grundanteilkanals 10
können gegebenenfalls auch entfallen.
Die Klimatisierung der übrigen Fahrzeugräume erfolgt über die Abzweigungen 10' und 11' der
Luftkanäle 10 und 11 und ist hier, weil für die Erfindung
unwesentlich, nicht näher erläutert
Das Regelprinzip der Klimaanlage sieht nun folgende Betriebsstufen vor: Den reinen Heizbetrieb, in dem den
Fahrgasträumen über den Grundanteilkanal 10 ständig Warmluft zugeführt wird und im Zusatzanteilkanal 11
stärker vorgewärmte Heizluft zum Ausgleich des mit der Besetzung der Fahrgasträume schwankenden
Wärmebedarfes zur Verfügung steht, und den Küh'betrieb in dem in zwei Stufen gearbeitet wird, und zwar in
einer ersten Kühlstufe, bei der der Grundanteilkanal 10 mit Kühlluft beaufschlagt ist wogegen im Zusatzanteilkanal 11 weiterhin Heizluft zum Ausgleich der
besetzungsbedingten Wärmebedarfsschwankungen zur Verfügung steht
In der zweiten Kühlstufe führen hingegen beide Luftkanäle 10 und 11 Kühlluft Der Ausgleich des sich
mit der Besetzung ändernden Kühlbedarfes erfolgt auch bei diesem Betriebszustand durch die beschriebene
Steuerung der Auslässe des Zusatzanteilkanals 11, was
aber im Kühlbetrieb nur dann möglich ist, wenn die Arbeitsweise der die Auslässe 34 steuernden Drehmagnete 36 umgekehrt wird. Nach dem erfindungsgemäßen Regelprinzip erfolgt dies durch eine sowohl von den
Raumthermostaten 25 als auch vom AuBenthermostat
20 gesteuerte Umschaltvorrichtung, die in einer
bevorzugten Ausführung in F i g. 4 schematisch dargestellt ist.
wesentlichen aus einem Umschaltrelais 41 mit vier je einen Ruhe- (r)und einen Arbeitskontakt fa) aufweisenden Kontaktpaaren I —IV. Die Speisespannung aus der
Fahrzeugbatterie 42 wird dem Umschaltrelais 41 über einen Hauptschalter 43, den Kontakt eines Steuerstrom
relais 4(1 und die Kontakte dreier weiterer, in Serie
geschalteter Relais 45 bis 47 über den Ruhekontakt Ir seines ersten Kontaktpaares 1 und den Schaltkontakt 48
eines Tliermo-Verzögerungsrelais 49 zugeführt. Das Steuerstromrelais 44 zeigt durch seine Schließlage an,
is daß im System Heizenergie vorhanden ist. Das
Maxirnaireiais 45 schließt bei Überschreiten der
zulässigen Regeltemperatur in sämtlichen Fahrgasträumen. Das Relais 46 dient zum Überwachen des
Betriebüzustandes des Kühlaggregates und schließt bei
Einschalten desselben. Das Relais 47 ist dem Außenthermostateii 20 zugeordnet und schließt, wenn eine
vorbestimmte obere Grenztemperatur des Außenthermostaten 20 überschritten ist Diese obere Grenztemperatur He[Jt beispielsweise bei 14° C.
Das Kontaktpaar II des Umschaltrelais 41 liegt unmittelbar über den Hauptschalter 43 an Speisespannung. Der Ruhekontakt II/'ist über eine Leitung 50 mit
den Arbeitskontakten Va von den einzelnen Fahrgasträumen zugeordneten Steuerrelais 52 verbunden, die je
über einen Temperaturwahlschalter 53 mit den zugehörigen Raumthermostaten 25 in Serie geschaltet sind. In
gleicher Weise ist auch der Arbeitskontakt Ha über eine Leitung 51 mit den Ruhekontakter Vr sämtlicher
Steuerrelais 52 verbunden. Über die Kontaktpaare V
werden die Drehmagnete 36 für die Luftklappen an den
Auslässen 34 angesteuert
Die Raumthermostate 25 weisen in der in F i g. 4
dargestellten Ausführung insgesamt drei Schaltfühler 54 bis 56 auf, von denen der eine (54) bei einer Temperatur
«o von 21 "C, der zweite (55) bei einer Temperatur von
23° C und der dritte (56), welcher nur in der zweiten Kühlstufe in Aktion tritt bei einer Temperatur von 26° C
anspricht Die Schaltfühler 54 und 55 sind über je eine Diode 58 über eine gemeinsame Leitung 57 an den
*5 Ruhekontakt IHr des Umschaltrelais 41 angeschlossen,
wobei die Speisespannung dem Kontaktpaar IH über den Hauptschalter 43 und das Steuerstromrelais 44
zugeführt wird. Der Temperaturwahlschalter 53 ermöglicht es, abwechselnd den Schaltfühler 54 oder 55 in
Betrieb zu nehmen und damit die gewünschte Regeltemperatur vorzuwählen.
Der dritte Schaltfühler 56 des Raumthermostaten 25
ist über eine Leitung 59 mit dem Arbeitskontakt IHa des Umschaltrelais 41 verbunden. Der Arbeitskontakt IVa
des Unischaltrelais 41 liegt in einem separaten Haltestromkreis 60 des Umschaltrelais 41 mit dem
Schaltkontakt eines weiteren, dem Außenthermostaten 20 zugeordneten Relaisschalters 61 in Serie, welcher bei
Überschreiten einer vorbestimmten unteren Grenztem
peratur des Außenthermostaten 20 schließt Diese
untere Grenztemperatur kann beispielsweise 12° C
betragen.
Die von dei Raumthermostaten 25 gesteuerten
Relais 52 weisen je ein weiteres Kontaktpaar VI auf.
Diese Kontaktpaare VI erbalten ihre Spannung über die
Leitung; 50. Die Ruhekontakte VIr sämtlicher Steuerrelais 52 sind an eine gemeinsame Steuerleitung 63 und die
Arbeitskontakte VTa an eine weitere Steuerleitung 62
angeschlossen. Über die Steuerleitung 62 erhält einerseits der Temperaturfühler 23 des Außenthermostaten
20 Spannung und wird andererseits die Umluftklappe 2 gesteuert. Über die andere Steuerleitung
63 wird einerseits das Windfahnenrelais 19 und andererseits das oben erwähnte Maximalrelais 45
angesteuert.
Für die Umschalteinrichtung nach Fig.4 ergibt sich
nun folgendes Betriebsverhalten: Im reinen Heizbetrieb ist das Umschaltrelais 41 stromlos und befindet sich in
der aus F i g. 4 ersichtlichen Ruhelage. In der Annahme, daß der Hauptschalter 43 und das Steuerstromrelais 44
geschlossen sind, gelangt Speisespannung über den Kontakt Hr und die Leitung 50 an die Arbeitskontakte
Va der Steuerrelais 52 und andererseits über den Ruhekontakt liir, die Leitung 57 und die beiden Dioden
58 an die Schaltfühler 54 und 55 der Raumthermostaten 25. Je nach der Lage des Temperaturwahlschalters 53
gelangt somit bei Überschreiten der jeweils eingestellten Regeltemperatur Spannung an das zugehörige
Steuerrelais 52, welches anzieht und dabei den Drehmagneten 36 über den Arbeitskontakt Va an
Spannung schaltet. Der Drehmagnet 36 schließt dabei die Luftklappe 34, so daß Warmluft nur mehr über den
Grundanteilkanal 10 in die einzelnen Abteile gelangt. Zugleich wird über den Arbeitskontakt VIa des
betreffenden Steuerrelais 52 die Leitung 62 unter Spannung gesetzt. Diese Leitung war in der vorangehenden
Vorheizperiode stromlos, in der mit voller Heizleistung bei auf ausschließlichen Umluftbetrieb
eingestellter Umluftklappe 2 geheizt worden war. Der gleichfalls an die Leitung 62 geschaltete Außenthermostat
20 war während der Vorheizperiode außer Betrieb. Mit dem Schließen des Arbeitskontaktes VIa wird die
Umluftklappe 2 umgesteuert und zugleich der Außenthermostat 20 in Betrieb genommen. Der Ausgleich der
von der wechselnden Besetzung verursachten Wärmebedarfsdifferenzen wird nun in jedem Abteil selbsttätig
durch den Raumthermostaten 25 vorgenommen, wobei
to je nach der herrschenden Raumtemperatur die Luftklappe des Auslasses 34 geschlossen bleibt oder Heizluft
aus dem Zusatzanteilkanal 11 über den geöffneten Auslaß 34 in das Abteil gelangt. Dieser Regelvorgang
beeinflußt die Temperatur in den übrigen Fahrgasträumen in keiner Weise.
Die Leitung 63 erhält hingegen über die Ruhekoniakte
VIr solange Spannung, als sich noch ein einziges Steuerrelais 52 in der Ruhelage befindet. Über das an
die Leitung 63 angeschlossene Windfahnenrelais 19
M erhält daher auch das Maximalrelais 45 Spannung, wodurch die Heizung in normalem Umfang aufrecht
bleibt. Mit dem Anziehen auch des letzten Relais 52 wird auch die Leitung 63 spannungslos und über das
Maximalrelais 45 wird die gesamte Heizleistung unterbrochen.
Die gleiche Betriebsweise ergibt sich auch bei der ersten Kühlstufe, mit dem einzigen Unterschied, daß
über den Grundanteilkanal 10 nunmehr Kühlluft in die Fahrgasträume strömt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einem Luftheiz- und Kühlaggregat
und zwei von diesem ausgehenden luftführenden Kanälen, von denen der eine einen ständig
vorhandenen Luftstrom als Grundanteil führt, dessen Temperatur zentral durch einen das Heiz-
und Kühlaggregat steuernden Außenthermostaten geregelt ist, der die Einflüsse der Außentemperatur
sowie weitere Außeneinflüsse auf die Temperatur in den Fahrgasträumen erfaßt, und der andere Kanal
einen den Fahrgasträumen über von Raum thermostaten gesteuerte Auslässe getrennt zuteilbaren
Luftstrom als Zusatzanteil führt, dessen Temperatur unabhängig von der Außen- und Innentemperatur
auf einen vorzugsweise konstanten Sollwert eingeregelt ist, wobei der Querschnitt des den Grundanteil
liefernden Kanals für einen den Wärmebedarf des vollbesetzten Fahrzeuges im Heizbetrieb dekkenden
Durchsatz bemessen ist und in einer Kühlstufe der Kanal für den Grundanteil durch
Kühlluft und der Kanal für den Zusatzanteil durch Heizluft beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Umstellen der Klimaanlage in eine zweite Kühlstufe sämtliche Raumthermostate
(25) auf einen oberen vorgewählten und der Außenthermostat (20) auf einen oberen Grenzwert
eingestellt sind, in der beide Kanäle (10 und 11) Kühlluft führen und über einen Thermo-Verzögerungsschalter
(48,49) eine Umschaltvorrichtung (41) aktivierbar ist, über deren Schaltstrecken die
Versorgungsleitungen der Antriebselemente der verstellbaren Auslässe des den Zusatzanteil führenden
Kanals (11) geführt sind und die im aktivierten Zustand eine Änderung der Arbeitsrichtiing der
Antriebselemente in bezug auf die Schaltzustände des jeweils zugeordneten Raumthermosta'ten (25)
bewirkt.
2. Regeleinrichtung für eine Klimaanlage nach Anspruch 1, mit von einem Drehmagneten betätigter
Luftklappe an jedem Auslaß des den Zusatzanteil führenden Kanals und je einem mit dem Raumthermostaten
in Serie geschalteten Steuerrelais, das ein im Speisestromkreis des Drehmagneten liegendes
Kontaktpaar aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung aus einem Umschaltrelais
(41) mit vier je einen Ruhe- (r) und einen Arbeitskontakt (a) aufweisenden Kontaktpaaren
(I — IV) besteht, das über den Ruhekontakt (Ir)seines
ersten Kontaktpaares (I) und die Kontakte dreier weiterer in seinem Erregerstromkreis in Serie
geschalteter Relais (45, 46 und 47) erregbar ist, von denen das erste (Maximalrelais 45) bei Überschreiten
der jeweils vorgewählten Regeltemperatur in allen Fahrgasträumen, das zweite (46) bei Einschalten
des Kühlaggregates (7, 7') und das dritte (47) bei Überschreiten einer vorbestimmten oberen Grenztemperatur
des Außonthermostaten (20) im Sichließsinn betätigt ist, daß die Kontakte (r und a) des
zweiten Kontaktpaares (II) des Umschaltrelais (41) je über eine Leitung (50 bzw. 51) mit jeweils einem
der beiden Kontakte (Va bzw. Vr^ eines, jeden
Drehmagnet-Steuerrelais (52) und die Koniakte (r und a) des dritten Kontaktpaares (III) je über eine
Leitung (57 bzw. 59) mit auf verschieden hohe Ansprechtemperaturen eingestellten Schallfühlern
(54 und 55 bzw. 56) der Raumthermostaten (25)
verbunden sind, und daß der Arbeitskontakt (IVa)
des vierten Kontaktpaares (IV) und ein bei Überschreiten einer vorbestimmten unteren Grenztemperatur
des Außenthermostaten (20) geschlossener Relaisschalter (61) in einem separaten Haltestromkreis
(60) des Umschaltrelais (41) in Serie liegen.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrelais (52) für einen
jeden Drehmagneten (36) ein zweites, über den Ruhekontakt (Ur) des zweiten Kontaktpaares (II)
des Umschaltrelais (41) an den Speisestromkreis angeschlossenes Kontaktpaar (Vl) aufweist, über
dessen Ruhekontakt (VIr) das Maximalrelais (45) und über dessen Arbeitskontakt (WIa) der Außenthermostat
(20) an den Speisestromkreis anschaltbar ist
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Family Applications (1)
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