DE731603C - Selbsttaetige Regelung der Heizung von Eisenbahnwagen - Google Patents

Description

• Selbsttätige Regelung der Heizung von Eisenbahnwagen Im Patent 709 :261 ist eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Heizung von Eisenbahnwagen beschrieben., bei :der in den Abteilen Einzelregler vorhanden sind, die den Zustrom des Heizmittels zum Heizkörper jedes Abteiles in Abhängigkeit von der Raumtemperatur selbsttätig steuern. Dabei ist den Einzelreglern ein gemeinsamer Haupteinlaßregler vorgeschaltet, der gleichzeitig von den gleichen Geberimpulsen, die zur Verstellung der Einzelregler beim Über- oder Unterschreiten der Grenzen -der Raumtemperatur dienen, derart gesteuert wird, daß in Abhängigkeit von der Zu- oder Abnahme der Summe .der beheizten Abteile die Wärmezufuhr zum Wagen stufenweise-vergrößert bzw. verkleinert wird. Durch diese Regelung wird bei verringertem Gesaintwärmebedarf des Wagens infolge milder Witterung die Wänneabgabe sämtlicher Zweige der Heizanlage beispielsweise durch Senkung der Temperatur des Heizmittels herabgesetzt, so daß bei milder Witterung keine heißen Heizflächen auftreten, den Einzelreglern ihre Aufgabe wesentlich erleichtert wird und nichtabschaltbare 'Leitungen keinen Wärmeschutz benötigen.
• Diese Regelung ist auf nicht in Abteile unterteilte Eisenbahnwagen nicht ohne weiteres anwendbar, da hier eine Mehrzahl von Einzelreglern nicht vorhanden ist und dein-,gemäß auch nicht die Summe d-zr zu ihrer Verstellung dienenden Geberimpulse zur Steuerung des vorgeschalteten Reglers herangezogen werden kann. Andererseits ist jedoch auch im Falle nur eines Raumes die Vorschaltung eines stetig oder mit mehreren Stufen arbeitenden Reglers vor den von einem Raumtemperaturfühler gesteuerten, also abwechselnd arbeitenden Heizkörperregler aus folgenden Gründen zweckmäßig.
• Bei einerabwechselnd.arbeitendenRegelung einer Heizung, deren Heizdampf beispielsweise einem Dampferzeuger entnommen wird, müssen bei tiefer Außentemperatur und dementsprechend hohem Wärmebedarf des beheizten Raumes die Zeitabschnitte, während derer der Rawmtemperaturfühler die Dampfzufuhr absperrt, im Verhältnis zur gesamten Zeit kurz sein; der Dampferzeuger ist dann voll ausgenutzt. Bei geringem Wärmebedarf des beheizten Raumes dagegen werden die Zeitabschnitte, während derer die Dampfzufuhr durch den Rautntemperaturfühler unterbrochen wird, im Verhältnis zur gesamten Zeit lang; -der Dampferzeuger ist dann schlecht ausgenutzt, was zu Wärmeverlusten Anlaß gibt. Auch bei einer Heizung, die ihren

  Heizdampf au; einer läng, des Zuge, ver-

  laufenden, an den Lckomotivkess:l ange-

  schlossenen Leitung entnimmt, bringt d;e

  Verwendung eine: abwechselnd arbeitenden

  Reglers Nachteile finit sich, die in der 11ng-

  lichkeit unerwünsehterPendelungen derRauni-

  temperatur und der Gefahr der Vereisung

  des ILondensatauslasses des Heizl;örpcrs be-

  stehen.

  Gemäß der Erfindung wird die diese

  Nachteile verinei@lende Anwerlching der Pe-

  selung nach dein Hauptpatent, cl. 1i. einer

  selbsttätigen Regelung der Hei-r_un@- voa

  Eisenbahnwagen, lief der der Zustrom cies

  Reizmittels zum Heizkörper in Abiiäii'"i--

  keit von der Ratuntemperatur selbsttätig TL-

  steuert wird tin#l der Heizkö rperregelung ein

  Regler vorgeschaltet ist, der von den zur

  Steuerung der Heizinittelzufahr zum Heiz-

  körper bei nier- oder Unterschreiten d---r

  Grenzen der Raumtemperatur dienenden

  Geberimpulsen gesteuert wird, auf die Hei-

  zung eines R aunies dadurch möglich, " daß

  der vorgeschaltete, stetig oder finit inchreren

  Stufen arbeitende Regler in Abhängigkeit

  von der Ansprechdatter oder der Ansprech-

  häufigll,Zeit des abwechselnd arbeitenden Heiz-

  körperreglers gesteuert wird.

  Die Ansprech,lauer ist ein Zeitabschnitt,

  während dessen der Heizlcörperregl:r den ztt-

  gehörigen Heizkörper angeschaltet oder al)-

  geschaltet hält. Dieser Zeitabschnitt ist

  ebenso wie die Ansprechhänfigkeit ein un-

  mittelbares 'Maß für den Bedarf an Heiz-

  energie. Sind nämlich z. B. die Zeitabschnitt;:,

  während derer der Heizkörperregler abschal-

  tet (Abkühlungszeitabschnitte), kurz und dein-

  getnäß die Zeitabschnitte, während derer der

  Heizkörper angeschaltet ist, lang, so ist di°

  _@nderungsgeschwindigl:eit der Rautntempe-

  ratur und damit der zur Konstanthaltung

  dieser Tetnpcratur erforderliche Bedarf an

  1leizenergie groß. Der vorgeschaltete Regler in

  der Zufuhrleitung des 1deizniittels muß somit

  t;ni so mehr geöffnet werci(-n, je kürzer die

  Zeitabschnitte der Abschaltung des Heizkör-

  pers (Alilzfililungszeital)sclinitte) bzw. je län-

  ger die Zeitabschnitte seiner Anschaltung

  werden.

  Der vorgesclialt.ete IZegler kann an Stelle

  des Heizmittelzuflusses auch die Beheizung

  des T-1eizdainpferzeugers in Abhängigkeit von

  der Länge der Abkühlungszeitabschnitte

  steuern, und zwar derart, daß zu langen Ab-

  l;ülilungs7eitalisciinitten eine schwache, ztt

  kurzen Abkühlungszeitabschnitten eine starke

  Beheizung gehört. Diese Abhängigkeit kann

  eine stetige sein, oder es kann die Bcheizung

  sprungweise in Stufen finit der Länge der Ab-

  kühlungszeitabschnitte geändert «-erdei), und

  zwar derart, dall der Dainpferzetiger bei kur-

  zen _@bl:ühlungszeitahschnitttn \-01l beheizt

  wird, bei Verlängerung der Zeitabschnitte

  finit 1?rreiclien einer bestimmten Länge ztt-

  nächst auf zwei Drittel der vollen ßeheizung

  zurückgeht, um bei wo-iterer Verlängerung

  gier "Leitabschnitte wiederum bei 'lestinnnten

  Längen auf ein Drittel oder auf Null abzu-

  sinken. Obschon zwischen der Länge des

  ibkühlungszeitabschnittes und dem Grad der

  Ileheiming des Dampferzeugers ein direkter

  statischer Zusammenhang besteht, wirkt (lie

  beschriebene Regelung der Temperatur

  asiatisch, d.li. -die innegehaltenen Grenzjet

  der '1'eniperatur bleiben unal)liiiligig voni Be-

  darf an Holzenergie, also insbesondere unal>-

  h <ingig von der Außeilteniperatur. Dieses

  astatiseheVerhalten kommt dariurch zustande,

  claß der vorgeschaltete Realer nicht von der

  'I@etnperatur selbst, sondern von der Än-

  derungsgesch-,vindigkeit der Ratuntetaperatar

  abhängt, für die die Anspreehdauer oder die

  Ansprechliäufigkeit des Heizkörpci-reglers

  ihrerseits wieder ein Maß ist.

  Matt einer unmittelbaren statischen Ab-

  hängigkeit ist es auch häufig vorteilhaft, da3

  die Länge des Abkühlungszeitabschnittes

  durch die vorgeschaltete Regelung in asta-

  tischer Weise auf die Beheizung des Danipf-

  erzetlgers einwirkt. Die vorgeschaltete Rege-

  hing ist dann bestrebt. immer wieder ein Lind

  dieselbe Länge des _#-l)lcühltings-reitabsclinittes

  herbeizuführen, nämlich diejenige Länge, llci

  der die :@n,derungsgeschwindigkeit cler vor-

  geschalteten Regelung und damit der Be-

  heizung des Dampferzeugers gerade \u11 ist.

  Für eine derartige Regelung ist es vorteil-

  haft, itn Raum eine geniigend große, nicht

  abschaltbare Heizfläche vorzusehen, durch

  deren ständige Beheizung im Winter die Ab-

  kiihlungszeitabschnitte auf gleiche I-inge gU-

  bracht werden können %cie in der t'li@r-

  gangszeit.

  Im allgemeinen wird der vorgeschaltet

  Regler durch seine Trägheit daran geliinclert,

  rasche Schwankungen des Bedarf: -in Heiz-

  energie in voller Stärke mitzumach-#ii, so daß

  von selbst die beabsichtigte Ergä nztu:g der

  beiden zusammenwirkenden Regelungen ein-

  tritt. In vielen Fällen ist e: jedoch angezeigt,

  Verzögerungsglieder, wie Federn, Dämpfer

  o. dgl., anzuordnen, über die das Regelventil

  <les vorgeschalteten Regler, uni so nichr ver-

  stellt wird, je liitlger die Zeitdauer ist,

  t end der sich der Heizkörperregler auf ein°_r

  Regelstufe befindet, oder je öfter in der Zeit-

  einheit der Heizkörperregler von einer Regel-

  stufe auf die andere umschaltet. Auf diese

  Weise werden besonders rasche Schwankun-

  gcn des Bedarfs an Heizenergie in ihrer Wir-

  kung auf den Dampferzeuger h@ral>>cmindert

  und ausgeglichen.

  hie Erfindung sei näher an Hand der Zeichnung, in d er zwei Ausführungsbeispiele dargestellt sind, erläutert. Es zeigen: A.bb. i die Regelung einer Wai-mwasserheizung, Abb. 2die Regelung einer Dampfheizung. In Abb. i ist eine Warmwasserli.zizung dargestellt, bei der in dem zu beheizenden Raum i zwei Heizkörper 2 und 3 aufgestellt sind, die vom Kessel q. mit Warmwasser gespeist werden. Die Befeuerung des Kessels q. erfolgt durch ein öl-Luft-Gemisch, das dadurch entsteht, claß der vom Motor 5 angetriebene Kompressär 6 durch eine Düse 7 Luft in den Verbrennungsraum 8 bläst, die durch ihre Saugwirkung ,aus dem Gefäß 9 das zur Verbrennung nötige Öl ansaugt.
• Im Raum i befindet sich ein Temperaturfühl:er io mit einem Kipphebel i i, der bei Erreichen des unteren Grenzwertes der kauniteinperatur durch die Feder 13 an den Kontakt 12 angedrückt wird und so lange kraftschlüssigen Kontakt gibt, bis nach Erreichen der oberen Grenze der Raumtemperatur der Fühler io sich so weit nach links bewegt hat, daß die Feder 13 den Hebel 12 nach rechts herumzieht und mit dem Anschlag 14 in Berührung bringt. Wenn der Hebel i i an dem Kontakt 12 anliegt, ist der Stromkreis der Batterie 15 geschlossen und das magnetisch betätigte Heizkörperventi116 offen, so daß beide Heizkörper 2 und 3 wirksam werden. Diese obere Beheizungsstufe bleibt so lange erhalten, bis im Raum i - die obere Temperaturgrenze erreicht ist lind der Kippschalter 1i des Wärmefühlers io den Strom unterbricht, dadurch das Ventil 16' schließt und den Heizkörper 2 außer Betrieb setzt, wodurch die Beheizung auf ihre untere Stufe gebracht ist.
• Ein Maß für den Bedarf an Heizenergie gibt hier sowohl die G°schwindigkeit der Abkühlung als auch die der Erwärmung bzw. ccowohl der Zeitabschnitt, während dessen die Heizung sich auf der unteren Stufe befindet, als auch der Zeitabschnitt, während dessen sie die obere Stufe einnimmt: Dieser Zeitabschnitt ist im vorliegenden Fall folgenderinaßen zur Regelung der Beheizung des Warmwasserkessels d. und damit zur Regelung der zugeführten Heizenergie verwendet: Solange nämlich die obere Stufe erhalten bleibt, ist der Stromkreis der Batterie 15 geschlossen, und die Magnetspule 16 zieht den Kern 17 und damit die Stange entgegen dem Zug der Feder 19 an. Da durch die große T räglieit des mit der Stange 18 verbundenen Dämpfers 2o alle Kraftstöße des Magneten 16 über mehrere Zeitabschnitte hinweg zu einer mittleren Kraft vereinigt werden, die um so größer wird, je länger die Heizung auf der oberen Stufe verharrt, wird jeder Größe dieses Zeitabschnittes eine bestimmte Stellung der Stange 18 entsprechen. Zu jeder Stellung der Stange 18 gehört aber ein bestimmter @`'iderstand 21, der den Kontakt 22 in den Stromkreis 23 des Motors 5 schaltet, also auch eine bestimmte Motorleistung, eine bestimmte Kompressorleistung, eine entsprechende Beheizung des Kessels d. und eine bestimmte Stärke der Wärmezufuhr.
• Es besteht also nvischen der Länge der Erwärmungszeitabschnitte und dein Giade der Beheizung ein unmittelbarer statischer Zusammenhang.
• An Stelle des auf Massenträgheit oder Reihung beruhenden Dämpfers 2o, der einen Mittehvert der Kraftstöße des Heizkörperreglers über mehrere Abkühlungszeitabschnitte bewirkt und in ihrer Wirkung auf den vorgeschalteten Regler ausgleicht, kann auch eine vom Heizkörperregler gesteuerte Uhr o. dgl. treten, die die Zeitabschnitte, während der sich der Heizkörperregler auf der einen Temperaturstufe befindet, in positivem Sinn und die Zeitabschnitte, während der der Heizkörperregler sich auf der anderen Temperaturstufe befindet. in negativem Sinn auf den vorgeschalteten Re-ler zur Einwirkung bringt. Es ist auch möglich, als Verzögerungsglied ein thermisches Relais zu verwenden, das von den durch den Heizkörperregler ausgelösten Steuerimpulsen durchflossen wird und das Regelventil des vorgeschalteten Reglers beeinlußt.
• Die Abb.2 stellt eine Anordnung in Anwendung auf eine Dampfheizung für Eisenbahnwagen dar. Der Temperaturfühler 23 befindet sich im Wagen und ist so ausgebildet, daß er bei zu geringer Temperatur den Kontakt 24 schließt, so daß die 'Magnetspule 25 das Heizkörperventil 26 öffnet. Die Folge ist, daß der Heizkörper 7 aus der an dein ganzen Zug entlang laufenden Hauptleitung 35 über das Ventil 2c9, 3o des vorgeschalteten Reglers Dampf erhält. Der vorgeschaltete Regler ist mit einem Verzögerungsorgan 33 verbunden, so daß das V. entil 29, 30 um so mehr geöffnet wird, je länger die Ansprechdauer bzw. je größer die Ansprechhäufiglicit des Temperaturfühlers 23 ist. Der Strom zur Betätigung des Reglers wird der Zugbeleuchtungsbatterie 31 entnommen. Die Relaisspulen 25 und 32 sind in Reihe in den Stromkreis der Batterie geschaltet. Die Feder 36 dient zur Rückstellung des Gestänges 34 bei Öffnen des Schalters 23, 2d..
• Statt die Länge des Abkühlungszeitabschnittes unmittelbar auf den Zweitregler einwirken zu lassen, bestellt auch die@öglichkeit, daß die Länge des Abkühlungszeitabschnittes mit einem anderen festen oder veranderlichen Zeitabschnitt verglichen-wird. Tn erster Linie bietet :ich da der Weg, den Ahkühlungszeitahschnitt mit dein vorausgehenden oder darauffolgenden Erwärintingsz eitabschnitt zti vergleichen und ir-endeine den l-nterschied dieser beiden Zeitabschnitte kennzeichnen(le(iröl')e, beispielsweise das\'erhältnis oder die Differenz der Meiden Zeitabschnitte, auf Gien vorgeschalteten Regler einwirken zu lassen. Diese Einwirkung kann grundsätzlich auf zwei verschiedene Artect geschehen, entwec_ier statisch oder astatisch. Bei statischer Einwirkung gehört zu jedem Unterschied von @hl;ühlungs- :uid Erwärtnungszeitabschnitten finit Erreichen des Gleichgewichtes eine ganz bestimmte Einstel-Iting des vorgeschalteten Regler:. Bei astatischer Einwirkung aber gehört zu eiern 1),-stimmten Unterschied von abkühlun:gs- und Erwärmungszeitabschnitten eine bestimmt Änderungsgeschwindigkeit des vorgeschalteten Reglers. Bei astatischer Einwirkung ist es möglich, die vorgeschaltete Regelung derart abhängig zu machen, diL) sie bestrebt ist, immer wieder Gleichheit von Abkiihlungs- und Erwärmungszeitabschnitten herbeizuführen. Die astatische Regelung wird insbesondere in all den Fällen von Bedeutung sein, wo bei möglichster Schonung der Anlage rasche Schwankungen des Bedarfs an T1:eizeneigie ausgeglichen werden sollen.
• Bei Anwendung der Erfindung .auf eIcktrische Heizanlagen wird grundsätzlich die gleiche Anordnung benutzt. All Stelle der Dampfventile treten dann elektrische Schalter.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Selbsttätig: Regelung der Heizung von Eisenbahnwagen, 1);i der der Zustrom des Heizmittels zum Heizkörper in Abhängigkeit von ;her lZatuntettiperatur selbsttätig gesteuert wird und der Heizl;@irperregelun:g ein Regler vorgeschaltet ist, cler von den zur Steuerung @ler Heizmittelzufuhr zum Heizkörper bei Chor-oder Unterschreiten der Grenzen vier Rautntcinperatur dienenden Gelterimpulsen gesteuert wird, nach Patent 7092b1, dadurch gekennzeichnet, clal:i hei Anwenciun;g dieser Regelung auf (hie Heizunä eines Raumes der vorgeschaltete, stetig oder mit mehreren Stufen arbeitende Regler in Abhängigkeit von der Ansprechdauer oder der Ansprechhäufigkeit des allwechseInd arbeitenden Heizkö rperreblers gesteuert wird.
2. 2. Selbsttä tigeRegelung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch@'erzögerungsglieder, wie Federn, Dämpfer (20, Ahh. t : 33> Abh. 2) o. dgl., über die das R egelventil (les vorgeschalteten Reglers um so mehr verstellt wird, je länger die Zeitlauer ist, V .ihrenr1 der sich der Heizkörperregler auf einer Regelstufe befindet, oder je <ifter in der Zeiteinheit der Heizhörherregler von einer Regelstufe auf die andere unnschaltet.
3. 3. Selbsttätige Regelung nach Anspruch i und -2, gekennzeichnet durch: eine Uhr o. d-1. als Verzögerungsglied, die die Zeitabschnitte, während der sich der Heizkörperregler auf der einen Temperaturstufe befindet, in positivem Sinn und die Zeitabschnitte, während der sich der f leizkörperregler auf der anderen T@egel@tuf: befindet, in negativem Sinn auf den vor-4. SelbsttätigeR,gelting nach Ausprurli i und 2, gekennzeichnet durch ein thermisches Relais als Verzögerungsglied. (las von (len durch den Heizkö rperregler aus-,gelösten Steuerimpulsen (lurchflossen wird und das Regelventil des vorgeschaltetejt Reglers beeinflufit.