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Klimatisielungsvorrichtung für eine Vielzahl von Räumen, insbe-
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sondere Schiffsräumen Die Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung
für eine Vielzahl von Räumen, insbesondere Schiffsräumen, mit einer zentralen Heiz-
und Kühleinrichtung, einer Mehrzahl von Klimageräten, die in einer Gruppe von Räumen
angeordnet sind, wobei jedes Klimagerät einen Wärmetausch-er, der von einem heizenden
oder kühlenden Wärmeträgerstrom durchströmbar ist, und eine Einstellvorrichtung
zum Verändern des zwischen dem Wärmeträgerstrom und der Raumluft über den Wärmetauscher
ausgetauschten Wärzaestromes, insbesondere durch Verändern des den Wärmetauscher
beaufscnlayenden Wärmeträgerstromes und/ oder Luftstromes, sowie vorzugsweise eine
Luftquelle zur Lieferung eines mit dem Wärmetauscher in Wärmeaustausch stehenden
und der Raumluft zugeführten Luftstromes aufweist, und einer Rohleitungsanordnung,
die die zentrale iteiz- und Kühleinrichtung mit den einzelnen Klimageräten zwecks
Zu- und Abfuhr des Wärmeträgers verbindet, wobei die Rohrleitungsanordnung eine
für a3le Klimageräte der Gruppe gemeinsame
Rückleitung aufweist.
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Bei einer bekannten Kl intati 5 ierung svorr ichtung der angegebenen
Art (DE-OS 17 78 032) sind die Klimageräte einer Gruppe über mindestens drei Leitungen,
nämlich eine Kühlmittelvorlaufleitung, eine eizmittelvorlaufleitung und eine gemeinsame
Rückleitung, an die zentrale Heiz- und Kühleinrichtung angeschlosser., und der Zufluß
des Heizmittels und des Kühlmittels zu dem mindestens einem Klimagerät der betreffenden
Gruppe kann mittels einer Umschaltventilvorrichtung wechselweise abgesperrt werden.
Diese bekannte Klimatisierungsvorrichtung bietet gegenüber anderen bekannten Anlagen,
die mit insgesamt vier Zu- und Rückleitungen sowie zwei Wärmetauschern für jedes
Klimagerät versehen sind, eine beträchtliche Einsparung, insbesondere an Rohrleitungen.
Nachteilig ist dabei jedoch die Vermischung von Warm- und Kaltwasser in der gemeinsamen
Rückleitung.
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Um die dadurch bedingten Verluste gering zu halten, darf die gemeinsame
Rückleitung nur kurz sein, oder es müssen doch getrennte Rückleitungen verwendet
werden, so daß man wieder bei dem ebenfalls bekannten und wegen des hohen Material
aufwandes nachteiligen Vierleitersystem anlangt. Derartige Klimatisierungsvorrichtungen
sind insbesondere auf Schiffen sehr nachteilig, weil dabei eine verhältnismäßig
große Anzahl von verhältnismäßig kleinen Räumen, beispielsweise Passagier- oder
Manschaftskabinen, nach individuell verschiedenen Wünschen zu heizen oder zu kühlen
ist, so daß eine entsprechend große Anzahl von Klimageräten und bei Verwendung der
beschriebenen Drei- oder Vierleitersysteme ein sehr beträchtlicher Aufwand an hochwertigem
Rohrleitungsmaterial erforderlich ist.
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Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Klimatisierungsvorrichtung
für eine Vielzahl von Räumen, insbesondere Schiffsräumen zu schaffen, die mit noch
weniger
Rohrleitungen auskommt, einen geringen Gewichts- und Platzbedarf hat, energiesparend
arbeitet und doch eine weitgehend individuelle Temperierung der einzelnen Räume
ermöglicht.
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Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst mit einer Klimatisi@-rungsvorrichtung
der eingangs angegebenen Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Rohrleitungsanordnung
eine für alle Klimageräte der Gruppe gemeinsame Zuleitung aufweist, an die die Wärmetauscher
der Klimageräte angeschlossen sind, und daß den Klimaqeraten jeweils eine steuerbare
Zusatzheizeinrichtung zugeordnet ist.
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Nach der Erfindung werden die Klimageräte eier Gruppe zentral entweder
mit Heiz- oder Kühlmittel versorgt, so daß von der zentralen Heiz- und Kühleinrichtung
je nach den vorliegenden lVitterungsbedingingen eine Heiz- oder Kühlleistung an
die einzelnen Raume der Gruppe geliefert wird, die durch individuelle Verringerung
mittels der Einstellvorrichtung auf die jeweils vorliegenden Bedürfnisse individuell
reduziert werden kann. Auf diese Weise kann bei warmem und bei kaltem Wetter eine
allen individuellen Bedürfnissen entsprechende unabhängige Regelung der Temperaturen
in den einzelnen Schiffsräumen ermöglicht werden, und in einem Übergangsbereich,
in welchem teils Heiz-, teils Kühlleistung in den einzelnen Räumen gewünscht werden
mag, kann durch Zulieferung einer verhältnismäßig geringen Kühlleistung in Verbindung
mit der einstellbaren Zusatzheizung die individuelle Einstellbarkeit in dem gewünschten
Temperaturbereich erzielt werden, ohne daß der Energieverbrauch durch
Zusatzheizung
störend hoch wäre. Dieser Energieverbrauch spielt gegenüber den Gesamt-Betriebskosten
der Klimaanlage keine Rolle.
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Dagegen sini aber die durch die vereinfachte Leitungsführung ermöglichten
Einsparungen an Baukosten sehr bedeutungsvoll. Gegenüber den Rohrleitungssystemen
der bekannten Klimatisierur.gsvorrichtige, die mit drei oder meist sogar vier Rohrleitungen
für jedes Klimagerät arbeiten, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
mit nur zwei Rohrleitungen eine Einsparung an Rohrleitungen um die Hälfte oder wenigstens
ein Drittel. Da die Zusatzheizeinrichtungen sehr einfach aufgebaut sein können,
insbesondere in Form einfacher elektrischer Widerstandsheizungen, fallen die dadurch
bedingten Mehraufwendungen nicht ins Gewicht.
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Mit Vorteil wird bei jedem Klimagerät die Zusatzheizeirrichtura aus
einer in dem betreffenden Schiffsraum ohnehin zur Verfügung stehenden anderen Energiequelle
betrieben. Meist wird dafür das Elektrizitätsnetz am geeignetsten sein. Da die Zusatzheizeirrichtung
nur eine verhältnismäßig schwache Leistung hat, sind ins Gewicht fallende Verstärkungen
der elektrischen Leitungen normalerweise nicht erforderlich.
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Die Leistung der Zusatzheizeinrichtung braucht nur etwa dem maximal
zu erwartenden Unterschied der in zwei verschiedenen Räumen der Gruppe angeforderter
Heiz- oder Kühlleistungen zu entsprechen, sowie einer etwa zur Entfeuchtung benötigten
Heizleistung.
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Wenn man in der Gruppe nur Räume zusammenfaßt, die etwa gleichartigen
klimatischen Einflüsse unterliegen, beispielsweise Passagierkabinen auf der einen
Seite eines Decks, ist der maximal zu erwartende Unterschied in, den individuell
verschiedenen iilimatsierungsanforderungen innerhalb der Gruppe nur sehr gering.
Da in Schiffen
normalerweise mehrere Gruppen von Räumen mit stark
unterschiedlichen Klimatisierungs-Anforderungen vorhanden sein werden, beispielszeise
Räume auf der Backbordseite, der Steuerbordseite, im Schiffsinneren, Maschinenräume
und dergleichen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, daß
bei solchen von Gruppe zu Gruppe verschiedenen durchscllnittlichen Klimatisierungsanforderungen
jede Gruppe eie eigene gemeinsame Zuleitung und eine eigene gemeinsame Rückleitung
aufweist, so daß die einzelnen Gruppen mit verschiedenen Wärmeträgerströmen aus
der zentralen Heiz-und Kühleinrichtung versorgt werden können.
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Zweckmäßigerweise bilden in jeder Gruppe die gemeinsame Zuleitung
und die gemeinsame Rückleitung einen geschlossenen Kreislauf, der durch einen zentralen
Wärmetauscher der zentralen Heiz- und Kühleinrichtung führt, und der zentrale Wärmetauscher
ist wahlweise von dem Heizabschnitt oder von dem Kühlabschnitt der zentralen Heiz-
und Kühleinrichtung betreibbar. In dem schon beschriebenen Fall, daß mehrere Gruppen
mit stark unterschiedlichen Klimatisierungsanforderungen vorgesehen sind, ist zweckmäßigerweise
jeder Gruppe ein eigener zentraler Wärmetauscher zugeordnet und für sich steuerbar.
Es ergibt sich dadurch ein besonders günstiger Kompromiß zwischen möglichst geringem
Aufwand im Rohrleitungssystem und möglichst geringem Aufwand bei den Zusatzheizeinrichtungen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der übliche Weise in jeden
Klimagerät eine Luftquelle zur Lieferung eines mit dem Wärmetauscher in Wärmeaustausch
stehenden und der Raumluft zugeführten Luftstromes aufweisen, und es ist dann baulich
besonders e'nfachr die Zusatzheizeinrichtung in dem Luftstrom stromab von dem Wärme
tauscher
anzuordnen. Bei dieser vorteilhaften Anordnung bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung
zusätzlich noch eine sehr einfache Möglichkeit, bei heißem und feuchtem Klima die
Raumluft nicht nur zu kühlen, sondern auch npch zu entfeuchten, ohne daß dafür ein
apparativer Mehraufwand erforderlich ist; dies ist iii Ausgestaltung der Erfindung
dadurch möglich, daß bei Kühlbetrieb die Zusatzheizeinrichtung nur bis auf einen
Grundanteil zu- und abschaltbar ist, so daß der Wärmetauscher des Klimageräts entsprechend
stärker abgekühlt werden muß und dadurch eine hessere Entfeuchtung der Raumluft
bewirkt.
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Wenn die Klimageräte in der üblichen Weise je eine automatische Regeleinrichtung
zur Einhaltung der gewünschten Raumtemperatur aufweisen, ist es in Ausgestaltung
der Erfindung zweckmäßig, daß die Regeleinrichtung auch die Leistung der Zusatzheizeinrichtung
steuert.
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Man kommt so zu einer vollständig automatischen Betriebsweise. Dabei
ist es besonderes vorteilhaft, wenn die Regeleinrichtung auf minimale Inanspruchnahme
der Zusatzheizeinrichtuncl ausgelegt ist; man kommt dadurch zu einem möglichst geringe
Energieverbrauch der Zusatzheizeinrichtung.
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Die erfindungsgemäße Klimatisierungsvorrichtung bietet weiterhin noch
den besonderen Vorteil, daß sie auch in einer vereinfachten Form durchaus brauchbar
ist; es können nämlich bei geringeren Anforderungen an die Fein-Einstellbarkeit
der Raumtemperatur die Zusatzheizeinrichtungen entfallen, ohne daß an dem grundsätzlichen
Aufbau der Vorrichtung weitere Äderugen erforderlich sind.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in
Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert, wobei alle sich vom Stand der Technik
unterscheidenden Merkmale von erfindungsweseitlicher Bedeutung sein können.
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Es zeigt: Fig. 1 ein ganz schematische Fließschaltbild einer erfindungsgemäßen
Klimatisierungsvorrichtung für Schiffsräume und Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche
Darstellung für eine Vorrichtung mit mehreren Gruppen.
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Fig. 1 erläutert in einem schematischen Fließschaltbild eine Klimatisiervorrichtung
für Schiffsräume. Eine zentrale eiz-und Kühleinrichtung 2, die an einer maschinentechnisch
geeigneten Stelle des Schiffes angeordnet ist, versorgt mehrere Klimageräte 4, 6,
8, ...die in einer Gruppe von Schiffsräumen 10, 12, 14, ... angeordnet sind, über
eine Rohrleitungsanordnung 16 mit einem heizenden oder kühlenden Wärmeträgerstrom.
In der Fig. 1 sind nur drei Klimageräte dargestellt; es versteht sich aber, daß
die hier betrachtete Gruppe auch eine andere Anzahl von Klimageräten aufweisen kann.
Es ist auch möglich, daß mehrere Klimageräte in ein und demselben Raum angeordnet
sind, oder daß mehrere Räume von ein und demselben Klimagerät versorgt werden.
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In Fig. 1 ist das Klimagerät 4 mit einigen Einzelheiten dargestellt.
Die ührigen Klimageräte 6, 8 sind nur durch Blocks symbolisiert; ihr Aufbau gleicht
dem des Klimageräts 4.
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Jedes Klimagerät, also insbesondere hier das im folgenden näher zu
beschreibende Klimagerät 4, hat in bekannter Weise einen Wärmetauscher 18, der hier
einen Luftkanal 20 und eine darin angeordnete Rohrschlange 22 aufweist. Die Rohrschlange
22 ist über Anschlußleitungen 24, 26 und Anschlußstellen 28, 30 an die Rohrleitungsanordnung
16 angeschlossen, die eine für alle Klimageräte der Gruppe gemeinsame Zuleitung
32 und eine für alle Klimageräte der Gruppe gemeinsame Rückleitung 34 aufweist,
Zum Einstellen der heizenden oder kühlenden Wirkung des Wärmetauschers 18 dient
eine erste Einstellvorrichtung 36, die bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem Nebenschluß-Stellventil 38 und einem Stellmotor 40 besteht, Die Zuleitung
32 und die Rückleitung 34 bilden einen geschlossenen Kreislauf, der durch einen
in der zentralen eiz- und Kühleinrichtung 2 vorgesehenen zentralen rmetauscher 42
führt. Der zentrale Wärmetauscher 42 ist über zwei miteinander gekoppelte Dreiwege-Umschaltventile
44, 46 entweder, wie dargestellt, aus einem Heizabschnitt 48 der zentralen Heiz-und
Kühleinrichtung 2 oder, nach Umschaltung der Dreiwegeventile 44, 46 in die gestrichelt
dargestellte Schaltstellung, aus einem Kühlabschnitt 50 der zentralen Heiz- und
Kühleinrichtung 2 betreibbar. Dabei ist angenommen, daß in dem Iieizabschnitt 48
und in dem Kühlabschnitt 50 das gleiche Wärmcträgermedium, insbesondere Wasser,
umgewälzt wird, so daß Vermischungen des Mediums unschädlich sind, abgesehen von
den dabei eintretenden Verlusten an Wärmeenergie. Wenn im eizabschnitt und im Kühlabschnitt
verschiedene Wärmeträgermedien umgewälzt werden, z. B. Wasser im Ileizabschnitt
und eine Salzlösung im Kühlabschnitt, muß der zentrale kTärmetauscher entsprechend
unterteilt werden, und statt der dargestellten Dreiwege-Umschaltventile können getrennte
Absperr- oder Stellventile zum Umschalten verwendet werden. Bei der dargestellten
Anordnung, die sich durch besondere Einfachheit auszeichnet, kann sich beim Umschalten
zwischen Heiz- und Kühlbetrieb nur die jeweils gerade in dem Wärmetauscher 42 und
den daran anschließenden kurzen Rohrleitungen befindliche Menge Wärmeaustauschmedium
mit dem Wärmeaustauschmedium des neu eingeschalteten Abschnitts vermischen; das
ist im allgemeinen unschädlich.
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Jedes Klimagerät 4, 6, 8 hat ferner eine Luftquelle 52, die an
den
Eingang des Luftkanals 20 angeschlossen ist und hier ein Gebläse 54 mit vorgeschaltetem
Ansaug-Luftfilter 56 aufweist.
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Es versteht sich, daß das Gebläse 54 ausschaltbar sein kann, um das
Klimagerät auszuschalten.
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Jedes Klimagerät 4, 6, 8 hat ferner eine steuerbare Zusatzheizeinrichtung
58, die aus einer in dem betreffenden Schiffsraum 10 ohnehin zur Verfügung stehenden
Energiequelle betreibbar ist.
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Die Leistung der Zusatzheizeinrichtung 58 ist verhältnismäßig gering
und für die alleinige Beheizung des hetreffenden Schiffsraumes 10 (bei kaltem Wetter)
unzureichend. Die maximale Leistung braucht nur so groß zu sein, daß sie etwa dem
maximal zu erwartenden Unterschied der in zwei verschiedenen Räumen der Gruppe angeforderten
Heiz- oder Kühlleisturgen entspricht, sowie einer etwa zur Entfeuchtung benötigten
Heizleistung. Anders gesagt: Wenn sich in der Gruppe nur Räume befinden, die kühl-
und heizungstechnisch etwa gleichwertig sind, beispielsweise gleichgroße Manschaftskabinen
auf ein und derselben Schiffsseite, braucht die maximale Heizleistung der Zusatzheizeinrichtung
nur so groß zu sein, daß damit individuell bedingte Unterschiede der geamnschten
Raumtemperaturen ausgeglichen werden können. Da die Zusatzheizeinrichtung aus einer
ohnehin verfügbaren Energiequelle, beissielsweise dem normalen Elektrizitäts-Bordnetz,
gespeist wird, und da die maximale Leistung nur klein ist, sind nur kurze und wenig
aufwendige Versorgungsleitungen erforderlich. In dem enzähnten Fall des elektrischen
Betriebes wird es auch normalerweise nicht erforderlich sein, die zu dem betreffenden
Schiff sraum führenden Versorgungsleitungen zu verstärken. Die Zusatzheizeinrichtung
verursacht somit nur geringe Einbaukosten, Auch die Betriebskosten sind niedrig,
weil die maximale Leistung gering ist und weil die
Zusatzheizeinrichtung
ohnehin nur zeitweilig betrieben werden muß.
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In Fig. 1 ist eine elektrische Zusatzheizeinrichtung 58 schematisch
dargestellt. Sie enthält eine Heizschlange 60, die in einem dem Luftkanal 20 des
Wa'rmetauschers 1.8 nachgeschalteten Zusatz-Luftkanal 62 stromab von der Rohrschlange
22 angeordnet und über zwei elektrische Anschlußleitungen 64, 66 an die Raum-Stromversorgung
68 angeschlossen ist. Zum Einstellen der Wirkung der Zusatzheizeinrichtung 58 dient
eine zweite Einstellvorrichtung 70, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem in der Leitung 66 angeordneten Stellwiderstand oder Stelltransformator
72 und einem zweiten Stellmotor 74 besteht.
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Die beschriebenen Einstellvorrichtungen 36 und 70 können auch anders
gestaltet sein. So kann beispielsweIse die erste Binstellvorrichtung 36 Mittel zur
Veränderung des den Wärmetauscher 18 beaufschlagenden Stromes an Luft und/oder Wärmeträgermedium
aufweisen und/oder Mittel zum Verändern des wirksamen Wärmeaustauschquerschnitts,
beispielsweise in Form von verstellbaren Jalousien.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist für jedes Klimagerät 4,
6, 8 eine von der Raumtemperatur, d. h. der Lufttemperatur des zugeordneten Raumes,
steuerbare Regeleinrichtung 76 vorgesehen, um die Ileiz- oder Kühlleistung zu regeln.
Die Regeleinrichtung 76 erhält ein Raumtemperatursignal aus einem Raum-TemperaturLühler
78 und steuert die Einstellvorrichtungen 36 und 70 des Wärmetauschers 18 bzw. der
Zusatzheizeinrichtung 58 über Steuerleitungen 80 bzw.
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82. Mittels eines Sollwertgebers 84, hier als Stellknopf dargestellt,
ist
die Regeleinrichtung 76 auf verschiedene gewünschte Soll-Rawatemperaturen einstellbar.
Zusätzlich kann noch ein zweiter Temperaturfühler 86 für die Temperatur TM des über
die gemeinsame Zuleitung 32 herangeführten Wa'rmeträgerinediums an die Regeleinrichtung
76 angeschlossen sein, damit die Regeleinrichtung durch Vergleich der Raumtemperatur
TR und der Mediumtemperatur TM selbst feststellen kann, oh im Heiz- oder im Kühlbetrieb
gearbeitet wird.
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Die erste Einstellvorrichtung 36 ist mit Endschaltern 88 und 90 versehen;
diese sind über Verzögerungsglieder 92 bzw. 94 an die Regeleinrichtung 76 angeschlossen.
Die zweite Einstellvorrichtung 70 hat einen Endschalter 96 in der Stellung minimaler
oder ganz ausgeschalteter Heizwirkung der Zusatzheizeinrichtung 58. Dieser Endschalter
96 ist über ein Verzögerungsglied 98 ehenfalls an die Regeleinrichtung 76 angeschlossen.
Die zweite Einstellvorrichtung 70 kann ferner noch so eingerichtet sein, daß auch
das Vorliegen einer Teillast ermittelt wird, beispielsweise mittels eines Stellungsfühlers
ähnlich wie der Endschalter 96. Wird ein derartiger Stellungsfühler anstelle des
dargestellten Endschalters 96 verwendet, beispielsweise mit Hilfe eines (nicht dargestellten)
Umschalterms, so ist die Zusatzheizeinrichtung 58 nur bis auf die Teillast zu- und
abschaltbar. Das ist vorteilhaft, wenn im Kühlbetrieb gearbeitet wird und eine starke
Entfeuchtung der Raumluft gewünscht wird; es muß nämlich dann der der Zusatzheizeinrichtung
58 vorgeschaltete Wärmetauscher 18 die durch ihn geleitete Luft stärker abkühlen
als es ohne den Teillastbetrieb der Zusatzheizeinrichtung 58 erforderlich wäre.
Durch diese tiefere Vor-Abkuhlung wird die
Luft stärker entfeuchtet;
sie wird anschließend von der Zusatzheizeinrichtung 58 auf die-gewünschte Raumtemperatur
nachgewärmt.
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Diese besonders bei heißem klima sehr vorteilhafte Arbeitsweise kann
noch weiter dadurch verfeinert werden, daß die Teillast in Abhängigkeit von der
Feuchte der buft regelbar ist. Diese und auch andere S50glichkeiten, beispielsweise
eine Regelung der Teil last in Abhängigkeit von der Außentemperatur oder Außenfeuchte,
sind in den Figuren nicht dargestellt, da es dem Fachmann ein leichtes ist, entsprechende
Regeleinrichtungen zu schaffen. Im übrigen gelten die zu Fig. 1 gegebenen Erläuterungen
auch für den Betrieb mit Teillast der Zusatzheizeinrichtung; ; man hat dann lediglich
den dargestellten Endschalter 96 als Teillastschalter zu verstehen, der also nicht
beim Erreichen der Heizleistung Null, sondern bein Erreichen einer bestimmten Teillast
ein Signal abgibt.
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Ein Signalgeber 100 ist über eine Signalleitung 102 an die Regeleinrichtung
76 und über eine Signalleitung 104 an den Ausgang des Verzögerungsgliedes 92 angeschlossen.
Der Signalgeber 100 ist ferner an eine Signalleitung 106, die in der Fig. 1 strichpunktiert
dargestellt ist, angeschlossen. In entsprechender Weise sid Signal leitungen 108,
110, 112 zu den anderen Klimageräten der Gruppe geführt. Die Signalleitungen führen
zu einer in der zentralen Heiz-und Kühleinrichtung 2 vorgesehenen zentralen Steuereinrichtung
114, die eine Koinzidenzschaltung 116 aufweist, In der zentralen Heiz- und Kühleinrichtung
2 bilden der lieizahschnitt 48 und der Kühlabschnitt 50 je einen geschlossenen Kreislauf.
In
dem Heizabschnitt 48 wird von einer Umwälzpumpe 118 der verwendete primäre Wärmeträger,
normalerweise Wasser, durch einen Kessel 120 und ein Überströmventil 122 umgewälzt.
Das dargestellte Uberströmventil 122 ist von einem den Kesselausgangsdruck P erfassenden
Druckfühler 124 gesteuert; dieser Druckfühler kann aber auch in dem Uberströmventil
122 selbst verkörpert sein.
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Im Ausgang 126 des Kessels 120 befindet sich ein Temperaturfühler
128 für die Kesseltemperatur TH Dieser steuert eine dn Kessel 120 beheizende Feuerung
130. Ein Sollwertgeber 132 gestattet die Veränderung der Kesseltemperatur TH.
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Der Kühlabschnitt 50 ist analog zu dem Heizabschnitt 48 aufgebaut.
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Eine Umwälzpumpe 134 wälzt das verwendete Wärmeträgermedium, das bei
dem dargestellten AusführungsbeispieL dem im Heizabschnitt 48 verwendeten primären
Wärmeträgermedium gleicht, durch einen Kessel 136 und ein überströmventil 138 um.
Das Uberströmventil 138 wird von einem den Kesseldruck erfassenden Druckfühler 140
gesteuert.
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Ferner hefindet sich im Ausgang 142 des Kessels ein Temperaturfühler
136 für die Kesseltemperatur TK, der eine den Kessel kühlende Kälteanlage 146 steuert.
Ein Sollwertgeber 148 gestattet die Veränderung der Kesseltemperatur TK.
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Die Umwälzung des zu den einzelnen Klimageräten im Kreislauf beförderten
sekundären Wärmeträgermediums über die Zuleitung 34 und die Rückleitung 36 erfolgt
mittels einer Umwälpumpe 150, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der
zentralen Heiz- und Kühleinrichtung 2 angeordnet ist. Der Kreislauf wird über Anschlußleitungen
152 und 154 und eine in dem zentralen Wärmetauscher 42 angeordnete
Rohrschlange
156 vervollständigt. Der zentrale Wärmetauscher 42 2 ist über ein Drosselventil
153 an die Ausgänge der schon erwähnten gekoppelten Dreiwege-Umschaltventile 44
bzw, 46 angeschlossen und kann somit je nach deren Einstellung dem Überströmventil
122 des Heizabschnitts 48 oder dem Uberströmventil 138 des Kühlabschnitts 50 parallel
geschaltet werden, so daß ein von der Einstellung des Drosselventils 158 abhängiger
Strom von pS,tärem Wärmeträgermedium durch den zentralen Wärmetauscher 42 strömt.
Das Drosselventil 158 wird seinerseits von der zentralen Steuereinrichtung 114 gesteuert.
Die Umschaltventile 44, 46 werden von einem gemeinsamen Antrieb 160 betätigt, der
ebenfalls von der zentralen Steuereinrichtung 114 gesteuert wird. Die zentrale Steuereinrichtung
11 4 erhält Steuersignale über die schon erwähnten Signalleitungen 106, 108, 110,
112, ... und ferner aus einem eigenen Außenluft-Temperaturfühler 162 und einer Handeinstelleinrichtung
164. Die Feuerung 130 und die Kilteanlaye 146 können auch duch andere Wärme- bzw.
Kältequellen ersetzt werden. Insbesondere kann Abwärme von Schiffsmaschiren oder
Großkälteanlagen zum Beheizen des Kessels 120 verwendet werden.
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Zur Beschreibung der Arbeitsweise sei zunächst angenommen, die Vorrichtung
arbeite wie dargestellt im Heizbetrieb. Dann wird in jedem Schiffsraum 10, 12, 14,
... der Gruppe die Raumtempratur von der zugehörigen Regeleinrichtung 76 nach Maßgabe
der Sinstellung des Sollwertgebers 84 und der Anzeige TR des R>umluft-Temperaturfühlers
78 durch mehr oder weniger starkes Öffnen des Neben schluß-Stellventils 38 auf den
eingestellten Sollwert geregelt.
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Die Zusatzheizeinrichtung 58 ist ausgeschaltet. Wenn der Sollwert
so hoch eingestellt wird, daß die Regeleinrichtung 76 das Stellventil 38 in die
Endstellung maximaler Heizwirkung (Ventil 38 ganz geschlossen) einstellt, wird der
Endschalter 88 betätigt und dieser Zustand der Regeleinrichtung 76 über das Verzögerungsglied
92 gemeldet. Das Verzögerungsglied leitet das Signal nur dann zur Regeleinrichtung
weiter, wenn es eine vorgegebene Mindest-Zeitdauer besteht. Dadurch wird verhindert,
daß schon ein kurzzeitiges vorübergehendes Erreichen der maximalen Heizwirkung,
wie es beispielsweise aufgrund von Regelschwingungen auftreten kann, die nachfolgend
beschriebenen Schaltvorgänge auslöst. Die Herstellung der erwähnten Verzögerungsglieder
ist dem Fachmann geläufig. Beispielsweise kann ein solches Verzögerungsglied ein
elektronisches Gatter aufweisen, dessen. öffnende Steuerspannung von eier durch
das ankommende Signal gespeisten Integrierstufe geliefert wird.
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Wenn das Signal "maximale Heizwirkung" (MA) länger als die erwähnte
Mindest-Zeitdauer besteht, gelangt es zur Regeleinrichtung 76 und löst dort die
Aktivierung der zweiten Einstellvorrichtung 70 über die Erregerleitung 82 aus. Dadurch
wird die weitere Regelung von der Zusatzheizeinrichtung 58 übernommen. Das Einschalten
der
Zusatzheizeinrichtung 58 wird über die Signalleitung 104 dem Signalgeber 100 gemeldet.
Dieser sendet daraufhin ein Änderungs-Anforderungssignal R Leistung erhöhen" über
die Signalleitung 106 zur zentralen Steuereinrichtung 114. Wenn der Sollwert wieder
soweit erniedrigt wird, daß die Heizleistung der Rohrschlange 22 allein ausreicht,
gelangt die Stellvorrichtung 70 der Zusatzheizeinrichtung 58 in die Endstellung,
in der die Zusatzheizeinrichtug 53 ausgeschaltet ist. Der Endschalter 96 erfaßt
diesen Zustand und meldet ihn über das Verzögerungsglied 98 in Form eines Signals
ZA Zusatzheizeicrichtng aus" an die Regeleinrichtung 76.
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Diese deaktiviert daraufhin die ZUft Stellmotor der Zusatzheizeinrichtung
58 führende Steuerleitung 82, und die weitere Regelung wird erneut allein mit der
ersten Einstellvorrichtung 36 vorgenommen. Durch die Entregung der Steuerleitung
82 verschwindet auch das zu zentralen Steuereinrichtung gegebene Enderungs-Anforderurigssignal
R "Leistung erhöhen". Wenn in dem Klimagerät die Solltemperatur so niedrig eingestellt
wird, daß die Raumtemperatur auch bei weitestmöglicher Verringerung der Heizwirkung
der Rohrschlange 22 diesen Wert nicht erreicht, gelangt das Stellventil 38 in die
Stellung minimaler Wirkung (völlig geöffnet). Der Endschalter 90 erfaßt diesen Zustand
und gibt über das Verzögerungsglied 94 ein Signal MI (minimale Wirkung) an die Regeleinrichtung
76, die daraufhin über die Steuerleitung 102 den Signalgeber loo veranlaßt, ein
Umschalt-Anforderungssignal UK "Umschalten auf Kühlbetrieb" über die Signalleitung
106 an die zentrale Steuereinrichtung 114 zu leiten. Die Signalleitung 106 empfängt
ihrerseits aus der zentralen Steuereinrichtung 114 ein Betriebsartssignal, das anzeigt,
ob der iieizabschnitt 48 (Signal @) oder der i"ühlabschnitt
50
(Signal K) verwendet wird.
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Im Kühlbetrieb wird bei Empfang des Betriebsartssignals K (Kühlbetrieb)
durch den Signalgeber 100 ein entsprechendes Signal über die Signalleitung 102 an
die Regeleinrichtung 76 des Klimageräts 4 weitergegeben. Dadurch wird das beschriebene
Einschalten der Zusatzheizeinrichtung 53 von der Endstellung "maximale Wirkung"
des Stellventils 38 abgekoppelt und stattdessen an die Endstellung "minimale Wiug"
gekoppelt. Der Regelvorgang läuft dann ähnlich ab wie bei Heizbetrieb. Wenn die
Solltemperatur zu hoch eingestellt wird, gelangt das Stellventil 38 in die Endstellung
"minimale Wirkung", d. h. der Endschalter 90 spricht an. Dadurch empfangen die Regeleinrichtung
76 und der Signalgeber 100 das entsprechende Signal MI (minimale Wirkung). Der Signalgeber
100 leitet dann .n Umschalt-Anforderungssignal UH "Umschalten auf Heizbetrieb" zur
zentralen Steuereinrichtung 114. Gleichzeitig wird die zum Stellmotor 70 der Zusatzheizeinrichtung
58 führende Erregerleitung 82 aktiviert, und die weitere Regelung wird von der Zusatzheizeinrichtung
58 übernommen. Wenn die Solltemperatur im Kühlbetrieb zu niedrig eingestellt wird,
gelangt das Stellventil 38 in die Endstellung maximaler Wirkung (Endschalter 88),
das entsprechende Signal MA wird der Regeleinrichtung 76 und dem Signalgeber 100
zugeleitet, und der Signalgeber 100 sendet daraufhin ein Anderungs-Anforderungssignal
R "Leistung erhöhen" an die zentrale Steuereinrichtung 114.
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Normalerweise wird man die zentrale Heiz- und Kühleinrichtung 2 mit
fest vorgegebener Heiz- und Kühlleistung betreiben; das
Änderungs-Anforderungssignal
R "Leistung erhöhen" ist dann wirkungslos und nicht erforderlich.
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Wie man aufgrunä der vorstehender. Beschreibung ohne weiteres erkennt,
ist die Regeleinrichtung 76 so ausgelegt, daß die Zusatzheizeinrichtung 58 so wenig
wie möglich in Anspruch genommen wird. Die hierzu beschriebene Verknüpfung der heiden
Eir.stellvorrichtungen 36 und 70 ist auch bei Einstellung von Hand möglich.
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In der zentralen Steuereinrichtung 14 werden die von den einzelnen
Signalleitungen 106, 108, 110, 112 kommenden Umschalt-Anforderungssignale UH "Umschalten
auf Heizbetrieb" und UK "Umschalten auf Kühlbetrieb" in die Koinzidenzstufe 116
geleitet, die so ausgelegt ist, daß eine Umschaltung in der angeforderten Weise
nur dann vorgenommen wird, wenn eine vorgogebene Mindestanzahl der entsprechenden
Signale vorliegt. Dadurch wird die Gesamtanlage an die durchschnittlichen Anforderungen
aller Klimageräte der Gruppe angepaßt.
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ig. 2 erläutert in ähnlicher Darstellung wieFig. 1 eine Klimatisierungsvorrichtung
für mehrere Gruppen von Schiffsr@umen mit von Gruppe zu Gruppe verschiedenen durchschnittlichen
Klimatisierungsanforderungen. Dargestellt sind zwei Gruppen A undB mit je vier Räumen.
Im allgemeinen wird die Anzahl von Räumen pro Gruppe in der Praxis größer sein als
vier.
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Die Gruppe A enthalt die um A4, AGr A8, A9, und de GruppeB die Räume
34, BC, 38, B9. Für jede Gruppe gilt die vorausgegangene Beschreibung zu Fig. 1,
doch sind Teile, die in jeder Gruppe gesondert vorkommen, durch ein vorangesetztes
"A" oder "B" zusätzlich mit dem Kennbuchstaben der betreffenden Gruppe bezeichnet.
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Teile, die allen Gruppen gemeinsam sind, haben die gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. 1. Im übrigen wird auf die Beschreibung zu Fig. 1 Bezug genommen.
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Man erkennt aus Fig. 2 ohne weiteres, daß jede Gruppe ihren eigenen
zentralen Wärmetauscher A 142 bzw. B 142, eine eigene gemeinsame Zuleitung A 152
bzw. B 152 und eie eigene gemeinsame Rückleitung A 154 bzw. B 154 aufweist und für
sich steuerbar ist, da jede Gruppe auch eie eigene zentrale Steuereinrichtung A
114 bzw. B 114 und eigene Dreiwege-Umschaltventile A 44, A 46 bzw, B 44, B 46 hat.
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Auch die von den einzelnen Räumen zu der zentralen IIeiz- und Kühleinrichtung
führenden Signalleitungen A 106, A 108, A 110, A 112 bzw. 3 106, 3 108, B 110, B
112 hat jede Gruppe für sich.
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Alle Gruppen werden aus ein und demselben Heizabschnitt 48 und ein
und demselben Kühlabschnitt 50 versorgt und sind an diese
parallel
angeschlossen.
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Bei der Gruppe A kann es sich : B. um Räume auf der Backbordseite
eines Schiffes und bei der Gruppe B um Räume auf der Steuerbordseite handeln. Weitere
Gruppen können beispielsweise aus Kühlräumen, in denen eine besonders niedrige Temperatur
herrschen soll , Maschinenräumen, in denen eine verhältnismäßig hohe Temperatur
tolerfert werden kann, usw. gebildet werden.
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Wenn ein größerer räumlicher Bereich, beispielsweise ein größerer
Raum oder eine Mehrzahl von Räumen, aus einem einzigen Klimagerät versorgt wird,
kann es zweckmäßig sein, darin in Teilbereichen zusätzliche stellbare Heizelemente
vorzusehen, um in den Teilbereichen gewünschte Temperaturen individuell einstellen
zu können.