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Einrichtung zur Heizung oder Kühlung, Befeuchtung oder Trocknung der
in Eisenbahnfahrzeuge eingeführten Luft Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur Heizung oder Kühlung, Befeuchtung oder Trocknung der in Eisenbahnfahrzeuge eingeführten
Luft, mittels der die dem Wagen zugeführte Luft, unabhängig von der Außenluft, auf
den für das Wohlbefinden der Reisenden erforderlichen Zustand. gebracht wird. Es
sollen für die Lösung der durch den jeweiligen Außenluftzustand bezüglich der Luftbehandlung
gestellten Aufgaben (Heizung oder Kühlurig, Befeuchtung oder TrocknunK) die gleichen
Apparate verwendet werden, da eine Vielzahl von Apparaten den Einbau einer solchen
Einrichtung in einen Eisenbahnwagen unmöglich machen würde.
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Während die Erwärmung der Luft durch die in die Heizung eingebauten
Heizkörper keinerlei Schwierigkeiten bietet, ist die Einhaltung einer bestimmten,
teilweisen Sättigung der Luft nicht ohne weiteres erreichbar. Die Anwendung von
Derieselungseinrichtungen zur Befeuchtung der einem Eisenbahnwagen zugeführten,
Luft ist bekannt." Durch einfache Berieselung läßt sich jedoch nur eine vollständige
oder nahezu vollständige Sättigung der Luft erzielen. Eine solche ist jedoch keineswegs
erstrebenswert, da der Aufenthalt in einem. Raum mit vollständig gesättigter Luft
nahezu unerträglich ist; man ist vielmehr bestrebt, eine sich in möglichst engen
Grenzen bewegende Sättigung von etwa 25 bis 30 °% einzuhalten. Diese läßt sich erzielen,
indem man die Luft zunächst auf eine bestimmte Temperatur bringt, sie vollkommen
mit Wasserdampf sättigt und hierauf erhitzt, bis der gewünschte Sättigungsgrad erreicht
ist. Da diese Endtemperatur bei Verwendung der Luft als Heizluft für bewohnteRäume
ebienfalls gegeben ist, bestimmt sich hieraus und aus dem gewünschten Sättigungsgrad
die Temperatur, die die Luft in vollständig gesättigtem Zustand erhalten muß.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in der Weise gelöst, daß die
Berieselungsvorrichtung zwischen zwei Heizungsvorrichtungen angeordnet ist, so daß
bei Einhaltung eines sich in engen Grenzen bewegenden, unterhalb der vollen Sättigung
der Luft bei der Endtemperatur liegenden Feuchtigkeitsgehaltes der Luft für den
zu beheizenden Raum sowie einer bestimmten Raumtemperatur eine gute Regelungsmöglichkeit
der Temperatur und des Feuchtigkeitsgehaltes der zu behandelnden Luft erreicht ist.
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Die Heizungsvorrichtungen und die Derieselungsvorrichtung können anstatt
in der
Gesamtfrischluftzuführung auch in einem Zweigstrom der dem
Wagen zugeführten Frischluft angeordnet werden,, wenn die Regelung der Temperatur
in den einzelnen Ah?" teilen durch 1lischen von vorbehandelter uzidnicht vorbehandelter
Luft erfolgen soll. Iii diesem Fall wird die Vorwärmetemperatur; auf die der Zweigstrom
in der der Berieselungsvorrichtung vorgeschalteten Heizungsvorrichtung gebracht
wird, so hoch gewählt, (laß der Zweigstrom in der Berieselungsvorrichtung die der
ingesaint dein Wagen zugeführten Frischluftinenge entsprechende Feuchtigkeitsmenge
autiiiiitmt. Gegebenenfalls können die der Berieselungsvorrichtung vorgeschaltete
Heiztnigsvorriclitung und die Berieselungsvorrichtung in der Gesalntfrischluftzuführung
die der Berieselungsvorrichtung nachgeschaltete Heizungsvorrichtung in einem hinter
der Berieselungsvorrichtung abzweigenden Teilstrom der Frischltiit #ingeordnet werden,
so daß sowohl die vorgewärmte Luft als auch die noch weiter er-@värinte Luft den
richtigen aufweist. -Zur selbsttätigen Regelung für die Beheizung vier der Berieselungsvorrichtung
vorgeschalteten Heizungsvorrichtung ist ein voll der Temperatur der aus der Berieselungsvorrichtung
austretenden Luft gesteuerter Kegler. angeordnet. Zur Regelung für die Beheizung
der der Berieselungsvorrichtung nachgeschalteten Heizungsvorrichtung dient ein von
der Temperatur der aus der Berieselungsvorrichtung nachgeschalteten Heizungsvorrichtung
austretenden Luft oder von der Rauniteinperatur oder voll der Außentemperatur oder
einer \"ereiriigung dieser Temperaturen gestetterterhegtet'.
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Ina Kreislauf des Berieselungswassers kann eine Verzweigung vorgesehen
sein, die irr dem einen Zweig eine Kühle orrichtung, in dein anderen Zweig unter
Beibehaltung der der Berieselungsvorrichtung vorgeschalteten Heizungsvorrichtung
gegebenenfalls eine Ileizungsvorrichtung und in jedem Zweig ein Absperrorgan eiitli;ilt,
deren Steuerung voll teinperaturernpfindlichen, der Außen- oder der P,atliiiteiiiperatur
ausgesetzten Gebern selbsttätig erfolgt, so daß die Berieselungseinrichtung zwecks
sclniellercr Beheizung und Beieuchtung der Luit mit ungekühltem oder vorgewärnltenl,
zwecks Kühlurig oder Herabsetzung des Feuchtigkeitsgelalltes nlit gc:küblteln Wasser,
zwecks bloßer Lüftung dagegen nicht betrieben wird.
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Zur selbsttätigen Regelung des Zustromes des gekühlten Berieselungswassers
zur Berieselungsvorrichtung ist ein Vota der Temperatur der aus der Berieselungsvorrichtung
austretenden Luft gesteuerter Regler voigesehen. Soll die Temperatur der gekühlten
Luft dagegen stets um einen bestimmten Betrag unter der Raum- oder der Außentempe-'tatur
liegen, so wird außer dem von der -Temperatur der aus der Berieselungsvorrichtung
austretenden Luft gesteuerten Regler auch ein von der Raum- oder der Außentemperatur
gesteuerter Regler vorgesehen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt: Abb. i schematisch die Anordnung der einzelnen Teile der Einrichtung
und ihrer Steuerung, Abb. 2 eine vorteilhafte, raumsparende Anordnung der einzelnen
Teile in einer Vorderansicht und Abb. 3 die Anordnung in der Seitenansicht in Richtung
des Pfeiles .9 in Abb. 2.
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Die Frischluft, die durch ein Gebläse i durch die Anlage gesaugt oder
gedrückt wird, tritt bei 2 ein, durchströmt das Filter 3 und gelangt in die Beheizungsvorrichnmg
4. In dieser sind Dampfheizkörper 5 und elektrische Heizkörper 6 hintereinander
angeordnet.
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Die Heizungsvorrichtungen werden, je nachdem ob es sich um Fahrzeuge
mit Dampf, Elektrizität oder Verbrennungsinotoren handelt, mit Dampf, elektrisch
oder mit dein warmen Kühlwasser oder der Abder Motoren oder auch mit Wasser aus
einer besonderen Warmwasseranlage gespeist. Bei Fahrzeugen, die mehrere der genannten
Antriebsmöglichkeiten haben, können gleichzeitig mehrere für die verschiedenen Beheizungsarten
geeignete Heizkörper 5, 6 vorgesehen sein, die vorzugsweise hintereinandergeschaltet
sind, und von denen die jeweils nicht betriebene Art abgeschaltet wird. Die Umschaltung
von per einen auf die andere Betriebsart kann hierbei voll Hand oder selbsttätig
durch die Temperatur oder die Spannung erfolgen. Bei gleichzeitiger Anordnung voll
Heizkörpern 5, 6 für verschiedene Heizenergiearten können entweder getrennte Regler
für jede Heizungsart vorgesehen oder auch diese Regler zu einem Organ vereinigt
werden, das gleichzeitig die verschiedenen Heizkörper steuert.
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Die Luft tritt, nachdem sie auf eine Temperatur erwärmt ist, die den
gewünschten Feuchtigkeitsgehalt bei Austritt der Luft aus dem Befeuchter gewährleistet,
in die Berieselungsvorrichtung 7, einem mit großoberflächigen Körpern gefüllten
Kasten. Diesen durchstreicht die Luft von unten nach oben und nimmt hierbei aus
dem durch die Düsen 8 zugeführten herabrieselnden Wasser Feuchtizkeit auf. Oberhalb
der Einspritzdüsen 8
befindet sich eine weitere Lage großoberflächiger
Körper 9, die den Zweck hat, mitgerissene Wassertropfen zurückzuhalten.
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Die Luft wird in der der Berieselungsvorrichtung 7 vorgeschalteten
Heizungsvorrichtung q. so hoch erhitzt, daß sie bei der hierauf in der Berieselungsvorrichtung
7 vorgc6 nommenen vollständigen Sättigung so viel Wasserdampf aufnimmt, daß sie
nach weiterer Erwärmung, in der nachgeschalteten Heizungsvorrichtung ii auf die
zur Aufrechterhaltung der gewünschten Raumtemperatur erforderliche Endtemperatur
die gewünschte Sättigung aufweist.
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Die so auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt gebrachte Luft wird
durch das Gebläse i in die zweite Beheizungsvorrichtung i i gedrückt, in der sie
auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Diese Heizvorrichtung ist ebenfalls
mit Dampfheizkörpern 12 und elektrischen Heizkörpern 13 versehen.
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Von der auf den richtigen Feuchtigkeitsgehalt gebrachten Luft wird
ein Teil abgezweigt. Diese feuchte Kaltluft wird durch die Leitung 1q. und die feuchte
Warmluft durch Leitung i 5 den Abteilen zugeführt. Durch verschiedene Drosselung
der Austrittsöffnungen, durch die die kalte und warme Luft in die einzelnen Abteile
ausströmt, kann die Mischungstemperatur eingestellt werden. Die Drosselung wird
hierbei in der Weise vorgenommen, daß die.Summe der Öffnungsquerschnitte und damit
die Frischluftmenge gleichbleibt.
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Die Beheizung der Heizvorrichtungen wird geregelt durch Drosselung
der Dampfzufuhr zu den Heizkörpern 5, 12 oder, bei elektrischem Betrieb, durch Zu-
und Abschalten von Heizelementen 6, i_3. Die Betätigungseinrichtungen für die Drosselstellen
17, 18 können, wie in der Zeichnung angedeutet, mit denen der Stufenschalter i9,
2o für die elektrischen Heizelemente gekuppelt und .gemeinsam durch die auf Wellrohrdosen
21, 22-wirkenden Ausdehnungsflüssigkeiten gesteuert werden. Der die Dose 2i betätigende
Temperaturfühler 23 ist der Temperatur der aus der Berieselungsvorrichtung 7 austretenden
Luft ausgesetzt, während die Dose 22 von zwei Temperaturfühlern 2,4 und 25 gesteuert
wird, von denen der eine, 2¢, der Warmluft bei Austritt aus der zweiten Beheizungsvorrichtung
i i, der andere, 25, der Außentemperatur ausgesetzt ist. Beide Temperaturfühler
arbeiten so, daß bei tiefer Außentemperatur die Temperatur der durch die Leitung
15 austretenden Warmluft um -so höher ist, je tiefer die Außentemperatur ist.
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Das Wasser für die Berieselungsvorrichtung 7 wird durch eine Pumpe
30 in Umlauf versetzt und strömt durch das Abstellventil 31 und die Düsen
8 in die Berieselungsvorrichtung 7, sammelt sich, soweit es nicht verbraucht ist,
am Boden und wird durch Leitung 32 von der Pumpe - wieder angesaugt. Bei 33 wird
durch Zugabe frischen Wassers das verbrauchte Wasser ersetzt.
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In der Übergangszeit, in der eine Beheizung der Wagen nicht erforderlich
ist, wird die Energiezufuhr zu den Heizeinrichtungen q., i Z abgestellt. Die Einrichtung
arbeitet dann als Lüfter und infolge der Anordnung des Filters 3 als Luftreiniger.
Bei sehr trockener Außenluft kann außerdem noch eine Befeuchtung der Luft durch
Berieselung vorgenommen werden.
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In der Sommerzeit wird dieselbe Einrichtung für Kühlung 'und Lüftung
verwandt in der Weise,. daß über die Berieselungsvorrichtung 7. gekühltes Wasser
geleitet wird. Zu diesem Zweck wird das Ventil 31 geschlossen, so daß das
von der Pumpe 30 geförderte Wasser durch den mit Eis gefüllten Kasten 35
und das Ventil 36 zu den Düsen 37 fließt. Die Kühlung des Wassers kann hierbei durch
Wärmeaustausch auch mit einem auf maschinellem Weg gekühlten Kältemittel oder mit
Kohlensäureschnee oder einem sonstigen Kälteträger erfolgen. Bei der Berieselung
mit kaltem Wasser sinkt die Temperatur der Luft, und es schlägt sich der überschüssige
'feil der in der Luft enthaltenen Feuchtigkeit nieder, so daß nach Wiedererwärmen
der Luft in der auch in diesem Fall betriebenen nachgeschalteten Heizungsvorrichtung
i i die Luft nicht mehr vollständig gesättigt ist; es wird also im Endergebnis eine
Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes erzielt. Die Kühlwassermenge und damit die
Kühlwirkung wird geregelt durch Drosseln des Ventils 36. Dies erfolgt mittels der
Wellrohrdose 38 und dem im Austrittsstutzen der Berieselungsvorrichtung 7 angeordneten
Temperaturfühler 39 selbsttätig in Abhängigkeit von der Temperatur der gekühlten
Luft.
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Die Umschaltung von der einen Betriebsart (Heizung, Befeuchtung und
Lüftung) auf die zweite (Lüftung) und dritte (Lüftung und Kühlung) kann von Hand
vorgenommen werden oder auch selbsttätig von der Außentemperatur oder der Raumtemperatur
gesteuert werden.