DE2524400C3 - Klimaanlage für Schienenfahrzeuge - Google Patents
Klimaanlage für SchienenfahrzeugeInfo
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- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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- F24F3/044—Systems in which all treatment is given in the central station, i.e. all-air systems
- F24F3/048—Systems in which all treatment is given in the central station, i.e. all-air systems with temperature control at constant rate of air-flow
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Description
4r>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage für Schienenfahrzeuge, mit einem Kanal für die Zufuhr
eines Grundanteiles an temperierter Luft und einem ebenfalls mit temperierter Luft beaufschlagten Zusatzkanal
zum Ausgleich der Wärmebedarfsdifferenzen der einzelnen Fahrgasträume, bei der eine im wesentlichen
von der Außentemperatur abhängige Vorregelung der Temperaturen der in beiden Kanälen geführten
Luftströme und eine Regelung der Temperatur in den einzelnen Fahrgasträumen mittels mit Innentemperaturfühler
versehenen Raumthermostaten, welche Auslässe des Zusatzkanals verändernde Elemente, z. B.
Drehmagnete, steuern, vorgesehen ist.
Der DE-PS 7 16 344 ist eine Temperaturregelung von
gekühlten oder beheizten Räumen, insbesondere Von Eisenbahnwagen zu entnehmen, bei der ein Innen- und
ein Außentemperaturfühler ständig zusammenwirken, wobei durch den Außentemperaturfühler ein im
Stromkreis einer Heizwicklung eines Innentemperaturfühlers liegender Widerstand verändert und in einem
bestimmten Temperaturbereich die Umsteuerung von
Heiz- auf Kühlbetrieb erfolgt. Dieses ständige Zusammenwirken
der beiden Temperaturfühler hat jedoch den Nachteil, daß sich außer der im Kühlbetrieb erwünschten
Koppelung zwischen Außen- und Innentemperatur auch eine Koppelung im Heizbetrieb ergibt, die dazu
führt, daß sich die Innentemperatur bei Absinken der Außentemperatur erhöht. Dieser Temperaturanstieg
wird jedoch häufig als störend empfunden, da er leicht zu einem »Überhitzen« des Fahrgastraumes führen
kann. Außerdem wird der Unterschied zwischen Innen- und Außentemperatur weiter erhöht
Die AT-PS 3 06 088 beschreibt eine Steuereinrichtung
für eine Zweikanal-Klimaanlage, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit Regelung der Temperaturen der
in diesen Kanälen geführten Luftströme, die von den Außeneinflüssen ausgesetzten und von der in den
Kanälen geführten Luftströmen beaufschlagten Temperaturfühlern gesteuert ist. Beim Kühlbetrieb ergibt sich
aufgrund der Tatsache, daß keine Beieinflusmng der Vorregelung durch die Raumthermostate vorgesehen
ist, der Nachteil, daß die Abkühlung der Fahrgasträume
nach der Inbetriebnahme der Klimaanlage relativ lange dauert, da keinesfalls unter allen Umständen mit der
maximalen Leistung, sondern nur mit der den jeweiligen Außeneinflüssen entsprechenden und daher oftmals
verminderten Leistung gekühlt wird. Durch die Vorregelung wird zudem eine der Behaglichkeit
abträgliche und einxr hohe Leistung des Kühlapparates erfordernde Konstanthaltung der Innentemperatur
mittels der Raumthermostate und Stelleinrichtungen vorgesehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klimaanlage der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der die erwähnten Nachteile nicht auftreten und die im Kühlbetrieb bei Außentemperaturen über etwa 20" C
eine außentemperaturabhängige Raumtemperaturregelung nach einer den Komfortbedingungen entsprechend
festgelegten Beziehung zwischen Innen- und Außentemperatur
zuläßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise mindestens ein die
Schalt- bzw. Ansprechwerte der Raumthermostate auf einen gegenüber etwa 20° C um ca. den halben diese
Temperatur übersteigenden Wert der Außentemperatür erhöhten Wert verändernder Außentemperaturfühler
vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von einem Außenthermostat bei Außentemperaturen über etwa
200C den Raumthermostaten zuschaltbar ist, welche mit einem Maximalrelais der Vorregelung, dessen Kontakte
sowohl Heizschütze wie auch ein Kühlmittel-Magnetventil steuern, verbundene Ausgänge aufweisen.
Es ergibt sich demnach folgende Beziehung:
= 20 +
T1, - 20
wobei Ti den Innentemperaturwert und 7", den Außentemperaturwert
angibt. Die Meßwerte werden im Grad Celsius gemessen.
Bine solche Klimaanlage sorgt, unabhängig von der
Art der Vorregelung der Heiz- bzw. Kühlleistung des
Klimaagregats. für das Einhalten einer auf die Außenverhältnisse abgestimmten, die unterschiedliche
bi Besetzung der Fahrgasträume und sonstige Wärmebedarfsschwankungen
voll berücksichtigenden Raumtemperatur, die den größtmöglichen Behaglichkeitsgrad für
den Reisenden gewährleistet. Durch eine solche
außentemperaturabhängige Raumtemperaturregelung werden größere Temperaturdifferenzen zwischen den
einzelnen Fahrgasträumen und im Kuhlbetrieb allzu große, beim Betreten bzw. beim Verlassen des Wagens
als unangenehm empfundene Unterschiede zwischen "> der Außen- und der Innentemperatur vermieden.
In weiterer Ausgestaltung gemäß der Erfindung kann jeder Raumthermostat zwei Schaltelemente aufweisen,
von denen das eine Elemen» den Außentemperaturfühler in einem seiner beiden Schaltzustände überbrückt m
und das zweite Schaltelement je nach Schaltzustand Spannung zu dem mit dem Maximalrelais bzw. zu einem
mit dem zugehörigen Drehmagneten und einem mit einer dem Außenthermostat zugeordneten Steuereinheit
der Vorregelung verbundenen Ausgang des ΐί
Raumthermostaten durchschaltet Dadurch wird erreicht daß auch das Anheizen der Fahrgasträume bis
zum Erreichen der Schalttemperatur eines der Raumthermosiate
unabhängig von den Außeneinflüssen mit maximaler Leistung und daher sehr schnell erfolgt >"
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert Es zeigt
F i g. 1 des Prinzipschaltbild des die Raumtemperaturregelung betreffenden Teiles einer Klimaanlage für r>
Schienenfahrzeuge und
F i g. 2 das Prinzipschaltbild einer solchen Klimaanlage einschließlich des Vorregelungsteiles für das Heiz-
und Kühlaggregat
In Fig. 1 ist durch strichpunktierte Linien der «1 Längsschnitt durch einen Eisenbahnwagen t mit den
einzelnen Fahrgasträumen 2 angedeutet. In jedem Fahrgastraum 2 befindet sich ein Raumthermostat 3 mit
zugehöriger elektronischer Steuereinheit 4. Jedem Raumthermostaten 3 ist eine kontinuierlich verstellbare J">
Abteilstelleinrichtung 5 für die Vorwahl der Raumtemperatur zugeordnet Es wird vorausgesetzt, daß sich
sämtliche Abteilstelleinrichtungen 5 in einer Mittelstellung befinden.
Jeder Raumthermostat 3 verfügt über einen Innentemperaturfühler 6 und einen Außentemperaturfühler 7,
sowie zwei Relais 8 und 9, von denen das erste im Stromkreis eines Drehmagneten 10 liegt, der in dem
betreffenden Fahrgastraum 2 vorhandene, nicht dargestellte Auslässe eines vom Klimaaggregat mit Warmluft
für den Ausgleich von Wärmebedarfsdifferenzen in den einzelnen Fahrgasträumen 2 beaufschlagten Zusatzkanals
steuert Die bisher erwähnten Teile der Klimaanlage sind an sich bekannt und werden daher nicht näher
erläutert. Das zweite Relais 9 jedes Raumthermostaten w 3 überbrückt den zugehörigen Außentemperaturfühler
7.
Der Wajen 1 verfügt über einen für alle Fahrgasträume
2 gemeinsamen, speziellen Außenthermostaten 11, der in bekannter, hier nicht näher erläuterter Weise den r>
klimalischen und sonstigen Außeneinflüssen auf die Temperatur im Wageninneren ausgesetzt ist, und dem
eine elektronische Steuereinheit 12 mit einem Steuerrelais 13 zugeordnet ist. Das Steuerrelais 13 steuert die
Stromzufuhr zu dem zweiten Relais 9 sämtlicher wi Raumthermoslate3.
Für die däfgestellle Anordnung ergibt sieh nun die folgende Betriebsweise:.
Unterhalb der Ansprechtemperatur des Außenthermostaten 11, also in einem Außentemperaturbereich bis μ
etwa 200C, ist der Kontakt des Steuerrelais 13 geöffnet,
so daß die zweiten Relais 9 sämtlicher Raumthermostaten 3 stromlos bleiben. Die AußentemDeraturfühler 7
sind daher kurzgeschlossen, so daß die elektronischen Steuereinheiten 4 nur von den Innentemperaturfühlern
6, denen eine Steuertemperatur von z.B. 20°C zugeordnet ist, beeinflußt werden. Das Betätigen derciic
Wärmebedarfsänderungen in den Fahrgasträumen 2 steuernden Drehmagnete 10 erfolgt daher ausschlielllich
in Abhängigkeit von der Innentemperatur.
Beim Ansteigen der Außentemperatur über etwa 200C spricht der Außenthermostat 11 an und das
Steuerrelais 13 legt sämtliche Raumthermostaten — Relais 9 an Spannung, wodurch deren Relaiskontakte
geöffnet werden. Von diesem Zeitpunkt an arbeitet jeder Raumthermostat 3 als Doppelthermostat, d.h., daß
der Sollwert der Steuerung nicht nur vom Innentemperaturfühler 6, sondern auch vom Außentemperaturfühler
7, beeinflußt wird. Das Verhältnis der beiden Fühler 6 und 7 ist so gewählt, daß sich die Raumtemperatur in
Abhängigkeit von der Außentemperatur nach der vorstehenden Formel verändert.
Im Rahmen der Erfindung könnte die dargestellte Anordnung auch noch dadurch vereinfacht werden, daß
sämtlichen Raumthermostaten 3 iin gemeinsamer Außentemperaturfühler 7 zugeordnet witd.
Aus dem detaillierten Gesamtschaltbild einer Klimaanlage geht das Zusammenwirken des Raumtemperatur-Regelteiles
mit dem durch strichpunktierte Linien eingegrenzten Vorregelungsteil 14 für die Steuerung
der Heiz- bzw. Kühlleistung des Klimaaggregats hervor.
Der Vorregelungsteil 14 umfaßt zwei von der elektronischen Steuereinheit 12 des Außenthermostat.
11 gesteuerte Relais 15 und 16, von denen das eine 15 den Heizschütz 17 für den Lufterhitzer des Grundluftkanals
und das andere 16 das Kältemittel-Magnetventil 18 für den gleichfalls dem Grundluftkanal zugeordneten,
nicht dargestellten Kältemittelverdampfer steuert. Ferner ist ein weiteres, im folgenden als Maximalrelais
bezeichnetes Relais 19 vorhanden, dessen einer Relaiskontakt 19i im Speisestromkreis sowohl des
Heizschützes 17 als auch des dem Lufterhitzer des Warmluft-Zusatzkanales zugeordneten Heizschützes 20
liegt. Der zweite Relaiskontakt 192 des Maximalrelais 19
liest parallel zum Kontakt des Relais 16 im Speisestromkreis des Kältemittel-Magnetventils 18.
Die Relais 8 sämtlicher Raumthermostaten 3 weisen jeweils zwei bewegliche Relaiskontakte 8i und 82 auf.
von denen der eine 81 bei stromlosem Relais 8; also in
der in F i g. 2 dargestellten Lage, den Stromkreis des Maximalrelais 19 geschlossen hält. Bei erregtem Relais 8
schließt der Kontakt 81 den Stromkreis des Drehmagneten 10. Der andere Relaiskontakt 82 liegt im Speisestromkreis
der elektronischen Steuereinheit 12 und legt diese an Spannung, sobald das Relais 8 angezogen hat.
Für die Klimaanlage nach F i g. 2 ergibt sich daher die folgende Arbeitsweise:
Bii zu einer Außentemperatur von etwa 20"C sind,
solange keiner der Raumthermostaten 3 angesprochen hat, die zugehörigen Relais 8 stromlos. In dieser Lage
der Relaiskontakte 82 ist die elektronische Steuereinheit
12 und damit der Vorregelungsteil 14 der Klimaanlage wirkungslos. Über die Relaiskontakte 81 wird Spannung
an das Maximalrelais 19 gelegt, wodurch die beiden Heizschütze 17 und 20 über den Relaiskontakt 19i
Spannung erhalten und die zugeordneten beiden Lufterhitzer für den Grundluftkanal und den Zusatzluftkanal
mit voller Heizleistung heizen. Dieser Zustand tritt beim Vorheizen des Wagens bzw. bei plötzlich
auftretenden Wärmebedarfsspitzen ein. Solche raschen Bedarfsänderjngen können beispielsweise dadurch
entstehen, daß ein Großteil der Fahrgäste den Wagen verläßt. Dieselbe Wirkung ergibt sich bei plötzlichen
Aufhören der Sonneneinstrahlung.
Die volle llci/.lcisuing bleibt so lange eingeschaltet,
bis einer der Raumthermostate 3 bei Erreichen des Sollwertes der Raumtemperatur anspricht und das
betreffende Relais 8 anzieht. Über den Schaltkontakt 8>
des betreffenden Relais 8 wird dann die elektronische Steuereinheit 12 auf Spannung gelegt, wodurch die
Vorrcgelung der Heiz- bzw. Kühlleistung des Klimaaggregats durch den Vorrugclungsteil 14 mittels des
AußcnthcrmosiHtcn Il wirksam wird.
Ist jedoch die Raumtemperatur in sämtlichen Fahrgasträumen 2 überschritten, wird das Maximalrelais
19 stromlos, wodurch die Spannungszufuhr zu den Hei/schützen 17 und 20 unterbunden und die gesamte
elektrische Heizleistung des Klimaaggregates abgeschaltet wird. Dieser Zustand entspricht der maximalen
begrenzung der Raumtemperatur, bedingt durch eine der vorgenannten Zustandsänderung konträre Zustandsänderung,
und dieser Zustand bleibt so lange aufrecht, bis ein beliebiger Raumthcrmostat 3 sich
wieder in der Regelposition befindet.
Falls die Anlage jedoch bereits im Kühlbelrieb arbeitet, wird bei Unterschreiten der Schalttcmperatur
sämtlicher Raumthermostatc 3 über den Reiaiskoniakt
19i die Kälteleistung der Klimaanlage abgeschaltet.
Bei Außentemperaturen über etwa 20°C arbeiten die Raumthermostate 3. wie zuvor im Zusammenhang mit
Fig. 1 bereits erläutert, durch Zuschalten der Außentemperaturfühler
7 in der Folge außentemperaturabhängig. Bei Überschreiten der Steuertemperatur sämtlicher
Raumthermostate 3 wird durch den geöffneten Kontakt 19i des Maximalrelais 19 auch die 7-uheizung
durch die Warmluft (Heizschütz 17) unterbunden. In so
einem Fall arbeitet die Kühlanlage mit voller Kälteleistung, da über den Relaiskontakt 19; des Miumialrelair,
19 das Kältemittel-Magnetventil 18 dauernd geöffnet ist. Dieser Zustand bleibt so lange aufrecht, bis ein
beliebiger Rauinthermostat 3 wieder seine Steuertemperatur erreich! hat.
Durch diese Art der Regelung wird verhindert, daß die Raumtemperaturabweichungen, durch verschiedenartige
Faktoren bedingt, nicht größer sind als es dem Zustand des Ölffnens und Schließen sämtlicher Raumthermostate
3 entspricht.
Hier/u 2 Blatt /cichnuimcn
Claims (2)
1. Klimaanlage für Schienenfahrzeuge, mit einem Kanal für die Zufuhr eines Grundanteiles an
temperierter Luft und einem ebenfalls mit temperierter Luft beaufschlagten Zusatzkanal zum Ausgleich
der Wärmebedarfsdifferenzen der einzelnen Fahrgasträume, bei der eine im wesentlichen von der
Außentemperatur abhängige Vorregelung der Temperaturen der in beiden Kanälen geführten Luftströme
und eine Regelung der Temperatur in den einzelnen Fahrgasträumen mittels mit Innentemperaturfühler
versehenen Raumthermostaten, welche Auslässe des Zusatzkanals verändernde Elemente,
z.B. Drehmagnete, steuern, vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich
bekannter Weise mindestens ein die Schalt- bzw. Ansprechwerte der Raumthermostate (3) auf einen
gegenüber etwa 20° C um ca. den halben diese Temperator übersteigenden Wert der Außentemperatur
erhöTiien Wert verändernder Außentemperaturfühler (7) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von
einem Außenthermostat (11) bei Außentemperaturen über etwa 200C den Raumthermostaten (3)
zuschaltbar ist, weiche mit einem Maximalrelais (19) der Vorregelung (14), dessen Kontakte sowohl
Heizschütze (17 und 20) wie auch ein Kühlmittel-Magnetventil (18) steuern, verbundene Ausgänge
aufweisen. m
2. Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Raumthermostat (3) zwei
Schaltelemente aufweist, von denen das eine Element (9) den Außentempeiaturfühler(7)in einem
seiner beiden Schaltzubtände überbrückt und das r> zweite Schaltelement (8) je lach Schaltzustand
Spannung zu dem mit dem Maximalrelais (19) bzw. zu einem mit dem zugehörigen Drehmagneten (10)
und einem mit einer dem Außenthermostat (11) zugeordneten Steuereinheit (12) der Vorregelung
verbundenen Ausgang des Raumthermostaten (3) durchschaltet.
Applications Claiming Priority (1)
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AT853574A AT332450B (de) | 1974-10-23 | 1974-10-23 | Klimaanlage fur schienenfahrzeuge |
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