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Vorrichtung zum Regeln der Temperatur in wärmeisolierten Räumen Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln derTemperatur in wärmeisolierten
Räumen. Als Beispiele, bei denen. die Erfindung vorteilhaft Anwendung finden kann,
seien Lagerräume für Hackfrüchte, Äpfel, Birnen oder andere pflanzliche Erzeugnisse,
die bei einer Temperatur von etwa o bis q.° C aufbewahrt werden sollen, genannt.
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Zu dem genannten Zweck hat man bisher Räume dieser Art vorzugsweise
mit Kühlanlagen ausgerüstet, deren Einbau und Inbetriebhaltung jedoch einen. verhältnismäßig
hohen Kostenaufwand erforderten. Die Erfindung bezweckt nun, eine Temperaturregelung
zustande zu bringen, -bei der man auf Kühlanlagen ganz verzichten oder doch zum
mindesten ihren Energieverbrauch derart vermindern kann, daß die Anlage- bzw. Betriebskosten
erheblich niedriger werden als bei den bi@s'her bekannten Ausführungen. Es hat sich
,nämlich gezeigt, daß es möglich ist, in wesentlichem Ausmaß die Außenluft zum Regeln
der Temperatur in wärmeisolierten Räumen auszunutzen" und zwar selbst auch dann,
wenn deren Temperatur während der Lagerungszeit, die z. B. bei Erzeugnissen der
obengenann:ten Art von September/Oktober bis März/Mai reicht, während längerer Zeitabschnitte
erheblich über oder unter der Temperatur liegt, die für eine möglichst verlustfreie
Lagerung jener Erzeugnisse am günstigsten ist. Die Erfindung geht hierbei von der
Beobachtung aus, daß die Schwankungen um die Mitteltemperatur wenigstens in der
gemäßigten Zone ausreichen, um die Temperatur in den wärmeisolierten Räumen unter
Zuhilfenahme der Außenluft als Kälte- oder aber auch Wärmequelle auf der gewünschten
Höhe zu halten.. Die Erfindung geht hierbei von einer an sich :bekannten, Luftzutritts-und
Luftaustrittskanäle,
:einen von einem Elektromotor angetriebenen Ventilator und tQmperatu.remp.findliche
Organe aufweisenden Vorrichtung aus, und sie ist im wesentlichen: dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb und außerhalb der Räume temperaturempfindliche Organe angebracht sind,
welche die Temperatur in den Räumen wenigstens zu einem wesentlichen Teil unter
Ausnutzung der Temperaturschwankungen -der Außenluft regeln.
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Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck ein. von der Temperatur des Raumes
beenflußtes, als Impulsgeber dienendes Organ so .eingerichtet, daß es nur bei Überschreitung
des Minimal- oder Maximalwertes der in den Räumen gewünschten Temperatur das Einführen
von w armer @bzw. kalter Luft mittels des Ventilators zuläßt. Zwei weiterhin vorgesehene,
als Impulsgeber wirksam werdende Organe, von denen das eine von der Raumtemperatur
und das andere von der Außentemperatur beeinflußt wird, arbeiten derart zusammen,
daß der Ventilator dem Raum .Außenluft zuführt, sobald :die Temperatur in dem; Raum
höher als der Maximalwert oder niedriger als der Minimalwert der .gewünschten Raumtemperatur
ist und sobald gleichzeitig die Temperatur der Außenluft @niedriger bzw. höher als
die im gleichen Augenblick in ,dem Raum herrschende Temperatur ist. Durch .diese
Anordnung wird jede Gelegenheit, auch sehr kurzzeitige, dazu benutzt, um die Raumtemperatur
mittels der Außentemperatur zu beeinflussen.
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,Falls. .die Außentemperatur während der kältesten Jahreszeit durchgehend
unter der gewünschten Raumtemperatur liegen sollte, kann der Raum auch mit .einem
Heizkörper versehen werden, der hinsichtlich seiner Anschaffung und im Betrieb wesentlich
billiger ist als eine Kühlanlage, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung noch den
weiteren Vorteil aufweist, daß dieselbe nicht nur die Zuführung kalter Luft, sondern,
auch die Zuführung warmer Luft bewirkt, je nachdem, ob die vorherrschende Raumtemperatur
über oder unter der gewünschten Temperatur liegt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
und nachfolgend mit weiteren kennzeichnenden Einzelheiten beschrieben. Es zeigt
Fig. i schematisch einen Vertikalschnitt durch einen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ausgestatteten Lagerraum, Fig. 2 ein Schaltungsschema .der die Temperatur in diesem
Lagerraum regelnden, Apparatur.
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In Fig. i bezeichnet io einen Lagerraum mit gut isolierten Wänden
12 und einem Dach 14 und darin gelagerten. Erzeugnissen 16, wie z. B. Hackfrüchten,
die während einer bestimmten Zeitspanne, z. B. von September bis Mai, bei einer
Temperatur um -[- 2° C verwahrt werden sollen. Der Raum hat einen Luftzuleitkanal
18, in welchen ein von einem Elektromotor 22 .angetriebener Ventilator 2o eingesetzt
ist. Die Luft entweicht aus dem Raum durch einen Ab-
zugskanal 24. Zwischen
den Kanälen ist eine Verbindungsöffnung oder ein Verbindungskanal 26 vorhanden,
in welchem ein Ventil oder eine Klappe 28 angebracht ist. Ein gleichartiges Ventil
oder eine Klappe 30 sitzt im Kanal i8 auß,erlia:lb der Öffnung 26. ,Die Stellungen
der Ventile 28, 30 werden durch mindestens einen umsteuerbaren Motor 32 mit
doppelten Wicklungen über Gelenksysteme 36 geregelt. Dieser Klotor und die Ventilklappen
sind in: einem Apparateraum 34 untergebracht, in welchem auch eine elektrische Schaltzentrale
35 vorhanden ist.
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In dem zwischen dem Ventilator 20 und dem Raum io gebildeten Luftweg
sitzt ein temperaturempfindliches Organ bzw. ein Thermostat 38. Zwei gleichartige
!Organe 40, 42 werden von der Temperatur im Innern des Lagerraums io beeinflußt.
Ein viertes temperaturempfindliches Organ 44 ist der Temperatur der Außenluft ausgesetzt
und vorteilhaft in dem äußersten Teil des Kanals 18 untergebracht, wobei ein Strahlungsschutz
46 es gegen direkte Sonnenbestrahlung und ähnliche Beeinflussung schützen kann.
Diese temperaturempfindlichen Organe steuern einerseits den Ventilatormotor 22 und
andererseits den die Ventile 28, 30 regelnden Motor 3,2, so daß ein Luftwechsel
im Lagerraum eintritt, sobald seine Temperatur die zulässigen Grenzwerte überschreitet
und die Außenluft die richtigen Voraussetzungen für die Änderung des Temperaturzustandes
im Lagerraum in der vorgesehenen Richtung aufweist. Man muß hierbei darauf bedacht
sein, daß der Motor 22, sobald der Temperaturzustand im Lagerraum nicht der vorgesehene
ist, unmittelbar Startbereitschaft besitzt, wenn das Organ 44 anzeigt, daß
die Temperatur der Außenluft zweckdienlich ist.
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Zur Durchführung dieser Üt)erwachung kann vorteilhaft eine Apparatur
mit dem in der Fig. 2 veranschaulichten Schaltschema zur Anwendung kommen. Hierbei
ist der Elektromotor 22 an das elektrische Netz 48 angeschaltet, während der Motor
32 an ein Schwachstromnetz 5o angeschlossen ist, das über einen Transformator 52
vom Netz 48 gespeist wird. Ferner sind alle temperaturempfindlichen Organe 38, 40,
42 und 44 an das Schwachstromnetz 5o angeschlossen.
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Der bewegliche Teil des Organs 44 ist mit einem Gleitkontakt 54 verbunden,
der über eine Leitung 55 an das Schwachstromnetz 5o angeschlossen ist und der an
einer elektrischen Widerstandsspule 56 anliegt. Bei steigender Temperatur am Organ
44 bewegt sich der Gleitkontakt 54 nach rechts in bezug auf die Fig. 2 und bei sinkender
Temperatur nach links. Die Veränderung des Widerstands zwischen dem Gleitkontakt
54 und den Endpunkten 58, 6o der Spule 56 ist der Temperaturveränderung proportional.
Das Organe 40 ist dem Organ 44 analog ausgebildet. Es ist mit einem Gleitkontakt
62 verbunden, der an das Netz 5o durch eine Leitung 63 angeschaltet ist und an einer
Widerstandsspule 64 anliegt. Bei steigender Temperatur am Organ 40 wird der Gleitkontakt
zum linken Endpunkt 66 der Spule geführt und bei sinkender Temperatur zu ihrem anderen
Endpunkt 68 hin. Damit die Gleitkontakte 54, 62 von der Mittellage her einen der
Endpunkte erreichen, kann eine Temperaturänderung von beispielsweise io° plus oder
minus erforderlich sein. Die Spulen 56, 64 sind
beide an Solenoide
7o bzw. 72 angeschlossen. Diese Solenoide sind einander gleich und enthalten längs
verschiebbare Kerne 74, 76, die an eine Wiege 78 angelenkt sind, wobei die letztere
über ein Gelenksystem 8o oder eine ähnliche Vorrichtung mit einem bei 84 schwenkbar
gelagerten und über eine Leitung 86 an das Schwachstromnetz 5o angeschalteten Kontaktarm
82 verbunden ist. Je nach der Lage der Gleitkontakte 54, 62 zueinander kann der
eine der Solenoide 70, 72 stärker werden als der andere und dadurch der Kontaktarm
82 zum Anliegen an den einen oder anderen zweier Kontakte 88, 9o gebracht werden.
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Das Organ 42 hat einen bei 94 drehbar gelagerten Kontakt 92, der über
eine Leitung 96, in welcher eine Relaisspule 98 sitzt, an das Schwachstromnetz 5o
angeschlossen ist. Der Kontaktarm 92 kann zum Anliegen an einen zweier Kontakt Zoo,
102 gebracht werden, welche über Leitungen 1o4, 1o6 an die Kontakte 88, 9o angeschlossen
sind. Der Kontaktarm 92 ist so geeicht (kalibriert), daß er, wenn die Temperatur
im Lagerraum den gewünschten Wert hat, eine Mittellage einnimmt, um bei Steigen
dieser Temperatur um einen bestimmten Wert zum Anliegen an den Kontakt Zoo und bei
Absinken der Temperatur um einen bestimmten Wert zum Anliegen an den Kontakt 102
gebracht zu werden.
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Wenn die Relaisspule 98 unter Spannung gesetzt wird, schließt sie
zwei Kontakte 1o8, 11o. Von diesen Kontakten sitzt der erstere in einer Leitung
112, die über eine Relaisspule 116 die Leitung 1o6 mit dem Schwachstromnetz 5o verbindet,
und der letztere in einer Leitung 114, die den Motor 22 mit dem Netz 48 verbindet.
Wenn der Kontakt 11o geschlossen wird, beginnt der Ventilatormotor 22 zu arbeiten.
Die Relaisspule 116 betätigt zwei gleichzeitig wirkende Kontakte 118, 120 und schaltet
sie, wenn sie stromführend wird, von der mit voll ausgezogenen Linien in Fig.2 gezeigten
Lage in die mit gestrichelten Linien gezeigte Lage um.
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Das Organ 38, welches von der Temperatur derjenigen Luft beeinflußt
wird, die der Ventilator 2o in das Innere des Raumes treibt, trägt ebenfalls einen
bei 124 gelagerten und über eine Leitung 126 an das Netz 5o angeschlossenen Kontaktarm
122. Von einer Mittellage kann dieser Arm zum Anliegen an einen zweier Kontakte
128, 130 gebracht werden, von welchen Leitungen zum Motor 32 ausgehen. In diesen
Leitungen, sind die Kontakte 118, 120 angebracht. Sie umfassen zwei Zweigleitungen
132, 134 und 136, 138, welche so angeordnet sind, daß der Motor, wenn die Kontakte
118, 12o sich in der einen Lage befinden, für den Umlauf in einer Richtung eingeschaltet
ist und, wenn sie sich in der anderen Lage befinden, für den Umlauf in der entgegengesetzten
Richtung.
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Im Hauptnetz 48 kann über eine Leitung 14o ein Zeitschalter 142 eingekoppelt
sein, welcher mit seinem in der Leitung 114 angeordneten einen Kontakt 144 den Ventilatormotor
22 in Betrieb setzt, z. B. einige Male während 24 Stunden und jedesmal einige Minuten
lang. Der andere Kontakt 146 des Zeitschalters 142 sitzt in einer an das Netz 5o
angeschalteten Leitung 148. Der Kontakt 146 vermittelt beim Einschalten Spannung
zu einer Relaisspule 150, welche zwei Kontakte 152, 154 betätigt. Von diesen Kontakten
sitzt ersterer in einer an die gemäß der Figur rechte Wicklung des Motors 32 angeschlossenen
Leitung 156 und letzterer in einer ans die linke Wicklung des Motors angeschlossenen
Leitung 158.
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Die vorbeschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Angenommen,
man befindet sich in einer Jahreszeit, wo die Mitteltemperatur während 24 Stunden
höher ist als die Temperatur, die im Lagerraum herrschen soll, z. B. -I- 2°' C,
so hat, sobald die Temperatur in diesem Raum die gewünschte Temperatur übersteigt,
das in dem Raum untergebrachte Organ 42 den Arm 92 dahin beeinflußt, daß er am Kontakt
Zoo anliegt. Dies bedeutet an sich noch nicht, daß der Ventilator in Betrieb gesetzt
wird. Denn wenn am Organ 44, das unter dem Einfluß der Außenluft steht, dieselbe
Temperatur herrscht wie an dem im Lagerraum befindlichen Organ 40, 'befindet sich
der @Kontaktarm 82 in seiner Mittellage. Wenn nun aber, beispielsweise in der Nacht,
die Temperatur der Außenluft genügend gesunken ist, bringen die Solenoide 74, 76
in der oben beschriebenen Weise den Arm 82 zur Berührung mit dem Kontakt 88, woraufhin
der Stromkreis durch die Relaisspule 98 geschlossen wird. Dies hat zur Folge, daß
deren beide Kontakte 1o8, 11o geschlossen werden und der Ventilatormotor 22 in Gang
gesetzt wird, so daß der Ventilatormotor 2o Kühlluft in den Raum einbläst. Nachdem
dessen Temperatur unter + 2° C gesenkt worden ist, unterbricht das Organ 42 die
Berührung des Armes 92 mit dem Kontakt Zoo, so daß der Ventilatormotor gestoppt
wird. Falls die Außentemperatur schon vorher auf die Temperatur des Raumes gestiegen
sein sollte, unterbricht der Kontaktarm 92 den Stromkreis und geht in die Mittellage
zurück. Ist die Außentemperatur höher als die Temperatur des Raumes, so bewegt sich
der Kontaktarm 82 zum Kontakt 9o; herbei erfolgt keine Beeinflussung der Regelorgane.
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Es kann auch der Fall eintreten, daß infolge einer Kältewelle die
Außentemperatur so tief absinkt, daß die eingeblasene kalte Außenluft die eingelagerten
Erzeugnisse schädigen könnte. Dies wird dadurch verhindert, daß sich dann der Kontaktarm
122 des Organs 38 an den Kontakt 130 anlegt, wodurch die rechte Wicklung des Motors
32 Spannung erhält, so daß die Ventilklappe 3o den Kanal 18 abdrosselt, während
die Ventilklappe 28 die Verbindung zwischen diesem Kanal und dem Abzugskanal 24
öffnet. Dies hat zur Folge, daß die vom Ventilator dem Lagerraum zugeführte Luft
mit Abluft vermischt wird, wodurch die Temperatur innerhalb zulässiger Grenzwerte
gehalten wird.
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Wenn aber während des Winters die Mitteltemperatur während 24 Stunden
unter der gewünschten Raumtemperatur liegt, kehren sich die Verhältnisse gegenüber
den soeben beschriebenen um. So bewegt sich der Arm 92, wenn die Temperatur auf
einen gewissen Grenzwert, z. B. o° C, gesunken ist,
zum Kontakt
zog. Ist die Temperatur an den Organen <1o, 4.4 gleich niedrig, nimmt der Arm
8-2 die Mittellage ein. Ist hingegen am Organ 44 die Temperatur niedriger als am
Organ 4.o, legt sich der Arm 82 an den Kontakt 88. In beiden Fällen erfolgt kein
Beeinflussung der Regelorgane. Sobald hingegen :die Temperatur der Außenluft, beispielsweise
um die Tagesmitte oder infolge eingetretenen Tauwetters, die Temperatur am Organ
4o übersteigt, wird der Arm 82 zum Anliegen an den: Kontakt 9o gebracht. Hierdurch
wird der Stromkreis durch die Relaisspule 98 geschlossen und der Ventilatormotor
22 in Gang gesetzt.
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Es kann eintreffen, daß die Ventilklappen 28, 30 die eben erwähnt--
Labe einnehmen, wenn der Motor 22 in Betrieb gesetzt worden ist. Da man die wärmere
Außenluft in weitest möglichem Umfang einzuführen wünscht, muß das Ventil28 die
Öffnung 26 schließen und das Ventil 30 geöffnet werden. Dies geschieht dadurch,
daß zur gleichen Zeit, wo die Relaisspule 98 Strom erhält und der Kontakt io8 geschlossen
wird, Strom durch die Relaisspule 116 geht, welche dadurch die Kontakte i 18,
120 so umschaltet, daß die linke Wicklung des Motors 32 Strom erhält und
der Motor in entgegengesetzter Richtung als zuvor umläuft. Durch (nicht gezeigte)
Grenzlagenschalter wird der :Motor 32 gestoppt, sobald die Ventilklappen ganz geöffnet
bzw. geschlossen sind.
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In dem Fall, wo das Lagergut 16 Wärme entwickelt, was eintritt, wenn
es z. B. aus Hackfruchten besteht, kann es zweckmäßig sein, einige Male während
2.I Stunden eine Luftumwälzung im Lagerraum herbeizuführen, so daß diese Wärme besser
in, die Raumluft übergeführt wird und dabei die Organe 40, 42 beeinflussen kann.
Dies geschieht mit Hilfe des Zeitschalters 142, der den Kontakt 144 schließt, so
daß der Motor 22 in Gang kommt. Gleichzeitig wird der Kontakt 164 geschlossen, wodurch
die Relaisspule i5o unter Spannung gesetzt wird und deren Kontakte 152, 154
aus der mit vollen Linien dargestellten Lage in die mit gestrichelten Linien dargestellte
umgeschaltet werden. Dadurch wird der rechten Wicklung des Motors 32 Strom zugeführt
und demzufolge die Ventilklappe 30 geschlossen und die Ventilklappe 28 geöffnet,
so daß keine Außenluft in den Raum hineingelangen kann. Wenn die Kontakte 146, 144
wieder ausgeschaltet `verden, wird die Relaisspule i5o stromlos, und ihre Kontakte
152, 154 kehren in die mit vollen Strichen angegebenen Lage zurück. Gleichzeitig
stoppt der Ventilator 20, soweit nicht durch diese Zwangsumwälzung inzwischen der
Relaiskontakt i io geschlossen worden ist. Durch die soeben beschriebene Einrichtung
wird der Vorteil erzielt, daß die temperaturempfindlichen Organe :I0, 42 nicht in
das Lagergut hineingesteckt zu werden brauchen.
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Falls die klimatischen Verhältnisse solcher Art sind, daß ein Erwärmen
oder Kühlen des Lagerraumes nicht erforderlich ist, können die hierzu bestimmten
Teile der Apparatur weggelassen: werden.
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Es versteht sich, daß die vorgeschriebene Vorrichtung nicht nur die
Temperatur des Lagerraumes um einen bestimmten gewünschten Wert herum regelnd zu
halten vermag, sondern auch während und unmittelbar nach dem Einlagern des Gutes
in den Raum selbsttätig wirksam wird, wenn es sich also darum handelt, den Lagerraum
auf die Igewünschte Temperatur zu kühlen bzw. zu erwärmen. In einem solchen Fall
ist z: B. bei Kühlung die Vorrichtung immer dann in Betrieb; wenn die Temperatur
der Außenluft die im Lagerraum unterschreitet.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte und beschriebene
Ausführungsform begrenzt, sondern läßt sich im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens
des ihr zugrunde liegenden Leitgedankens abwandeln. So können Befeuchtungsanlagen
zur Anwendung kommen, um den Feuchtigkeitsgehalt der in die Räumlichkeit eingeführten
Luft auf einen Wert einzustellen, der für das Lagergut, z. B. pflanzliche Erzeugnisse,
günstig ist. Die Anlage kann eine Kühlmaschinerie umfassen, um bei ständig warmem
Wetter die Raumtemperatur herabzudrücken. Eine solche Maschinerie kann aber dann
kleinere Abmessungen erhalten und wird dadurch, sowohl was die Anschaffung als den
Betrieb anbelangt, billiger, als wenn sie allein die Raumtemperatur zu regeln hätte.