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Warmwasserheizungsarilage mit Zwangumlauf des Heizmittels Die Erfindung
betrifft eine Warmwasserheizungsanlage mit Zwangumlauf des Heizmittels und hat zum
Ziel, dem beispielsweise bei Eisenbahnwagen oft räumlich und zeitlich schwankenden
Wärmebedarf Rechnung zu tragen, d. h. eine gleichmäßige Raumtemperatur einzu:haltem
Eisenbahnwagen, die vom Zug für längere Zeit abgehängt werden, sind gewöhnlich mit
eigenen Heizanlagen ausgerüstet. Die Erfindung ermöglicht eine Vereinfachung solcher
Heizeinrichtungen, wobei die wirksame Strahlungsfläche in verschiedenen Bereichen
des Wagens zum Ausgleich des schwankenden Wärmebedarfs oder zum Ausgleich der Veränderungen
des Wirkungsgrades und der Wärmeabgabe der Heizanlage verändert werden kann.
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Erfindungsgemäß sind in dem Rohrnetz der Heizungsanlage Deckenheizkörper
und Bodenheizkörper hintereinander angeordnet. Parallel zu den Bodenheizkörpern
sind wahlweise einschaltbare Hilfsheizkörper angeordnet. In der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind in den Raumteilen mit schwankendem, starkem Wärmebedarf Thermostaten
vorgesehen, welche in den -Vorlaufleiturigen
der Hilfsheizkörper
angeordnete Ventile steuern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Heizungsanlage
mit einem Wassererhitzer ausgerüstet, der mit zeitlichen Unterbrechungen arbeitet.
Man kann dann mit Hilfe des wahlweisen Einschaltens der Hilfsheizkörper ein besonders
wirtschaftliches Arbeiten der Heizungsanlage erreichen. Sinkt die Lufttemperatur,
was sich zunächst bei den örtlich benachteiligten Stellen, also im Bereich der Thermostaten,
auswirken wird, so wird nicht gleich der abgeschaltete Erhitzer wieder eingeschaltet,
sondern zunächst die Hilfsheizkörper. Der Wassererhitzer steht vorzugsweise unter
Überwachung sowohl eines auf die durchschnittliche Raumtemperatur ansprechenden
Hauptthermostaten als auch eines auf die Heizmitteltemperatur ansprechenden Schalters.
Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß. der auf die durchschnittliche Raumtemperatur
ansprechende Hauptthermostat und die auf die Heizmitteltemperatur ansprechende Schaltvorrichtung
für den Wassererhitzer steuertechnisch in einem Stromkreis liegen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Fig. i ist ein in der Nähe einer Seitenwand geführter Längsschnitt
durch einen Eisenbahnwagen; Fig.2 ist ein waagerechter Längsschnitt nach Linie 2-2
der Fig. i der Zeichnung; Fig. 3 ist ein Schaltbild der Steuerkreise für die in
Fig. i und 2 dargestellte Heizanlage.
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Wie in Fig. i und 2 veranschaulicht, ist ein Eisenbahnwagen io mit
einem mittleren Fahrgastraum i i und an einem Ende mit einer Bühne 12 ausgerüstet,
die durch eine Tür 13 zugänglich ist. Ein Durchgang 14 verbindet das. andere Ende
des Fahrgastraumes i i mit einer Ausgangstür 16 zu anderen Wagen, mit denen der
Wagen io verbunden werden kann.
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Der abgeschlossene Raum i i wird durch einen intermittierend arbeitenden
Wassererhitzer 17 geheizt, der in einem Raum 15 seitlich neben dem Durchgang 14
untergebracht ist. Der Wassererhitzer 17 gibt über eine Leitung 18 Wärme an einen
Deckenheizkörper i9 ab. Dieser ist durch eine Rohrleitung 21 in Reihe mit einem
Rippenrohr-Bodenheizkörper 22 geschaltet, der sich an einer Seite längs des Raumes
i i erstreckt. Der Bodenheizkörper 22 ist durch eine Unterflurrohrleitung 24 mit
einem Bodenheizkörper 23 verbunden, der sich längs der anderen Seite des Raumes
i i erstreckt. Der Umlauf. durch den Deckenheizkörper ig und die Bodenheizkörper
22 und 23 wird durch eine motorbetriebene Pumpe 26 aufrechterhalten, die das Wasser
über eine Rückführleitung 27 zum Erhitzer 17 zurückfördert.
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Der Bodenheizkörper a2 ist mit einem Hilfsheizkörper 28 parallel geschaltet,
wobei der Durchfluß durch den Hilfsheizkörper 28 mittels eines solenoidbetätigten
Ventils 29 gesteuert wird, das seinerseits durch einen Thermostaten 31 geregelt
wird. Dem gegenüberliegenden Bodenheizkörper 23 ist in ähnlicher Weise ein Hilfsheizkörper
32 zugeordnet, der durch ein solenoidbetätigtes Ventil 33 gesteuert wird, das von
einem Thermostaten 34 geregelt wird. lpie Strömung in jedem dieser Hilfsheizkörper
28 und 32 wird bei der Betätigung ihrer jeweiligen solenoidbetätigten Ventile 29
und 33 durch eine venturirohrartige Strömungsvorrichtung 35 unterstützt.
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Die Oberwärme wird dem Raum r i von einem Deckenkanal 4r aus durch
an dessen Unterseite 40 vorgesehene Öffnungen 42 zugeführt. Für die Förderung der
Luft durch den .Heizkörper ig und deren Einblasen in den Raum i r ist ein motorbetriebenes
Gebläse 43 vorgesehen. Die Luft oder mindestens ein Teil von ihr wird aus dem Raum
i i in den Deckenkanal 41 durch ein in einer Trennwand 46 zwischen Heizraum 15 und
Fahrgastraum i i angeordnetes Abluftgitter 44 und ein Deckengitter 47 in der Unterseite
4o des Rückführendes von Kanal 41 abgezogen.
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Gemäß Fig. 3 sind in einem Netz mit Hauptschalter 51, Zuleitung 48
und Ableitung 49 das Deckengebläse 43 und die Umlaufpumpe 26 parallel geschaltet.
Das Deckengebläse 43 liegt in einer die Leitungen 48 und 49 verbindenden Leitung
52, die Umlaufpumpe 26 in einer entsprechenden Leitung 53. Das Deckengebläse 43
und die Umlaufpumpe für das dem Deckenheizkörper ig und den Bodenheizkörpern 22
und 23 zugeführte Wasser können ständig in Betrieb bleiben, solange der Zustand
der umgebenden Luft Wärmezufuhr zum Raum ir erfordert und solange der Schalter 51
geschlossen ist.
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Der Wassererhitzer 17 ist mit einem Brenner 54 ausgerüstet, der über
eine Zufuhrleitung 56 mit Heizöl beliefert wird. Diese Heizölzufuhr wird durch ein
solenoidbetätigtes Ventil 57 gesteuert. Der Brenner 54 ist mit .einem Gebläse 58
versehen, das dem Brennstoff, der durch eine Zündkerze 59 entzündet wird, die erforderliche
Luft zuführt. Die Zündkerze wird mittels Drehumformer 66 und Transformator 67 gespeist
(Fig. 3).
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Gemäß Fig. 3 wird der Erhitzer 17 durch einen Hauptthermostaten 7o
und ein Relais 71 gesteuert. Der Thermostat sitzt im Rückführende des Deckenkanals
44 spricht also auf die Durchschnittstemperatur im Raum i i 'an. Das durch den Thermostaten
7o gesteuerte Relais 71 steuert die Erregung des in der Leitung 78 liegenden Brennstoffventils
57, den in Leitung 81 liegenden Motor 62 für das Erhitzergebläse sowie die Erregung
der Heizspule 93 für die zusätzliche Erwärmung des Thermostaten 70.
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Daher wird, wenn die Temperatur im Raum i r unter einen vorbestimmten
Wert, beispielsweise unter ig,5° C sinkt, über Leitung 73 das Relais 71 erregt,
wodurch das Brennstoffventil 57 geöffnet, der Gebläsemotor 62 in Gang gesetzt und
auch die Zündeinrichtung 59 erregt und damit der Wassererhitzer 17 eingeschaltet
wird. Liegt die Temperatur zwischen 19,5 und #Zo° C, so wird die Heizspule 93 erregt
und dadurch die Temperatur des Thermostaten soweit erhöht, daß die Quecksilbersäule
83 die Kontakte 86, 87 überbrückt und dadurch
das Relais 71 enterregt.
In dieser Stellung des Relais 71 wird das Brennstoffventil 57 enterregt und dadurch
der Wassererhitzer 17 ausgeschaltet, was jedoch nur kurzzeitig geschieht, da das
Schließen der Thermostatkontakte 86, 87 das Relais 71 enterregt und damit zu einem
Wiederingangsetzen des Wassererhitzers 17 führt. Dieses wiederholte Öffnen und Schließen
der Thermostatkontakte 86, 87 und das infolgedessen intermittierende Arbeiten des
Wassererhitzers 17 hört auf, wenn die Temperatur in dem Raum i i hoch genug gestiegen
ist, um den Thermostaten 70 ständig geschlossen zu halten.
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Liegt die Temperatur im Raum i i so niedrig, da.B die Thermostatenkontakte
86, 87 offen bleiben, so kann der Wassererhitzer 17 intermittierend über den Schalter
82 betrieben werden, der auf die Temperatur des umlaufenden Wassers anspricht. Erreicht
beispielsweise das Wasser eine Temperatur von 82° C, so schnappt der Schalter 82
in die Offenstellung und schaltet den Wassererhitzer 17 aus. Sinkt die Wassertemperatur
auf 71° C, so schnappt der Schalter in Schließstellung und schaltet das Brennstoffventil
57 sowie die Zündeinrichtung 59 ein, wodurch der Wassererhitzer 17 wieder in Gang
gesetzt wird.
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Aus der bisherigen Beschreibung ergibt sich, daß der Erhitzer 17 nur
dann in Betrieb gesetzt wird, wenn die Durchschnittstemperatur im Wagen unter einen
bestimmten Mindestbetrag und die Temperatur der umlaufenden Flüssigkeit der Heizanlage
unter einen Höchstwert gefallen sind.
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Die Hilfsheizkörper 28 und 32 stehen, wie bereits erwähnt, unter der
Regelung der Hilfsthermostaten 31 und 34. Sie haben bei der beschriebenen Ausführungsform
die Aufgabe, das Ende des Wagens zu heizen, das im allgemeinen kühler als die anderen
Wagengebiete zu sein pflegt. Die Hilfsheizkörper 28 und 32 sind daher so geschaltet,
daß sie diesem Kühlerwerden des Wagenendes entgegenwirken. Es wird jedoch vorgeschlagen,
die Hilfsheizkörper 28 und 32 in ihrer Länge so zu bemessen, daß sie nicht nur dem
Kühlerwerden eines Wagenendes entgegenwirken, sondern auch einen Ausgleich für das
Kühlerwerden einer Seite des Wagens im Vergleich zur gegenüberliegenden sca.affen,
wenn dies infolge der Bewegung des Wagens oder durch im vorangehenden beschriebene
Umstände erforderlich wird.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, liegt zwischen den Hauptleitungen 48 und 49
ein Relais 96 mit einer Wicklung 97 in Reihe mit einer Leitung 98, die über Dämpfungswiderstände
99 führt. Das Relais 96 hat einen Kontakt IOI, der in einer Leitung io2 liegt, die
die Wicklung des Solenoidventils 29 enthält und dessen Stromkreis schließt, wenn
die Temperatur am vorderen Wagenende an der Seite, an welcher sich der Hilfsheizkörper
28 befindet, unter einen bestimmten - vorliegend mit 24° C angenommenen - Betrag
gefallen ist. Sinkt hier die Temperatur unter diesen Betrag, so fließt also durch
die Wicklung des solenoidbetätigten Ventils 29 ein Strom, das Ventil wird geöffnet,
und durch den Hilfsheizkörper 28 fließt Warmwasser unter Rückführung in die Hauptrohrleitung
an der Anschlußstelle des Hilfsheizkörpers 28 mit dem Querstrang 24.
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Das Relais 96 besitzt ferner einen Kontakt 103, der in eine über einen
Begrenzungswiderstand io6 und über eine Heizspule 107 führende Leitung 104 eingeschaltet
ist. Der Stromkreis wird durch eine zur anderen. Seite der Hauptleitung führende
Leitung iou' vervollständigt. Das Relais 96, das erregt wird, wenn die Temperatur
unterhalb des gewünschten Betrags liegt, schließt daher den über die Heizspule io2
des Thermostaten 31 führenden Stromkreis, so daß die Quecksilbersäule dieses Thermostaten
ähnlich wie beim Thermostaten 70 steigt und dadurch einen Kurzschluß bewirkt. Hierdurch
wird die Wicklung 97 des Relais 96 stromlos, wobei der kurzgeschlossene Kreis aus
der von der Leitung 98 abzweigenden Leitung log, der Quecksilbersäule zwischen der
Kontaktstelle i i i und der Kontaktstelle 112 besteht und durch eine Leitung 113
vervollständigt wird, die über die Leitung 98 zur anderen Seite der Hauptleitung
führt. Durch dieses KurzschlicJen werden die Kontakte toi und 103 geöffnet. Das
Öffnen des Kontaktes ioi bewirkt das Stromloswerden der Solenoidwicklung des solenoidbetätigten
Ventils 29, und das Öffnen des Kontaktes 103 unterbricht die Stromzufuhr zur Heizspule
107, so daß durch das Absinken der Quecksilbersäule der Stromkreis am Kontaktende
i i i unterbrochen wird. Daraus ergibt sich, daß, wenn der Stromkreis am Kontaktende
i i i unterbrochen wird, das Relais 96 wieder erregt wird und der soeben beschriebene
Vorgang sich wiederholt. Andererseits ergibt sich, daß, wenn die Zufuhr von i° Wärme
durch die Heizspule 107 nicht ausreicht, um ein den Kontakt i i i schließendes Ansteigen
der Quecksilbersäule zu bewirken, das Relais stromdurchflossen bleibt, so daß Warmwasser
durch den Hilfsheizkörper 28 fließen kann.
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Der Betrieb des Hilfsheizkörpers 32 wird durch die Erregung des Solenoids
des Ventils 33 beeinflußt, die stattfindet, wenn der Kontakt 114 eines Steuerrelais
116 geschlossen wird, was der Fall ist, wenn die Wicklung I17 erregt wird. Die Wicklung
117 liegt in der die Hauptleitungen 48 und 49 verbindenden Leitung 121 in Reihe
mit den Dämpfungswiderständen 118 und I ig. Diese Wicklung 117 und das Relais 116
bleiben so lange stromdurchflossen, wie die den Thermostaten 34 beeinflussende Temperatur
unterhalb eines bestimmten Betrages liegt. Durch die Erregung der Wicklung 117 wird
ein über den Kontakt 114 und die Wicklung des Solenoidventils 33 führender Stromkreis
geschlossen, dessen Leitung 122 die Hauptleitungen 48 und 49 verbindet.
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Wenn die Temperatur in der Umgebung des Thermostaten 34 auf einen
bestimmten Betrag ansteigt, wird der Stromkreis kurzgeschlossen, der durch die von
der Leitung 121 abzweigende Leitung 123, die Länge der Quecksilbersäule zwischen
den Kontaktpunkten 124 und 126, die Leitung 127
und die zur anderen
Seite der Hauptleitung führende Leitung 121 gebildet wird. Dies hat zur Folge, daß
die Wicklung 117 des Relais 116 stromlos wird. Wenn die Quecksilbersäule ansteigt,
so daB der Kontakt 12q. geschlossen wird, wird die Wicklung 117 stromlos und der
Kontakt 114 geöffnet, so daß die Wicklung des solenoidbetätigten Ventils 33 stromlos
wird. Der Thermostat 34 kann durch den Kontakt 128 des Relais 116 eingeschaltet
werden, der mit der Leitung 129, dem Dämpfungswiderstand 131, der Heizspule a32
des Thermostaten 34 und der zur anderen Seite der Hauptleitung führenden Leitung
133 in Reihe geschaltet ist. Daraus ergibt sich, daß, wenn das Relais 116 erregt
wird, etwa i° C Wärme dem Thermostaten 34 zugeführt wird. Wenn dieser Wärmebetrag
ausreicht, ein Ansteigen der Quecksilbersäule zu bewirken, so daß sich der Kontakt
124 schließt, wird der die Wicklung 117 enthaltende Stromkreis kurzgeschlossen und
damit letztere stromlos. Wie beim Thermostaten 31 wiederholt sich dieses Ein-und
Ausschalten so lange, bis die Temperatur im vorderen Ende des Wagens in der Nähe
des Hilfsheizkörpers so weit abgesunken ist, daß die Zufuhr von i° C Wärme zum Thermostaten
34 keinen Kurzschluß mehr am Kontakt 124 bewirkt.
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Wie sich aus dem Vorangehenden ergibt, wird durch die Erfindung eine
neuartige und zweckmäßige Einrichtung geschaffen zur Regelung der Temperatur in
einem Ens@enbahnwagen, in der Weise, daß diese annähernd gleichbleibend gehalten
wird, unabhängig von den Verhältnissen in der umgebenden Außenluft und der Bewegung
des Wagens in dieser. Hierbei ist zu erwähnen, daß das Deckengebläse und die Umlaufförderpumpe
jederzeit in Betrieb gesetzt werden können, um den im intermittierend arbeitenden
Erhitzer vorhandenen Wärmevorrat auszunutzen und die Luft im Wagen jederzeit wieder
in Umlauf zu setzen. Durch die Verwendung von Hilfsthermostaten und der von diesen
gesteuerten Hilfsrelais für die Regelung der Hilfsheizkörper am vorderen Ende des
Wagens erhält man in diesen oder an anderen gewünschten Stellen eine zusätzliche
Wärmeabgabe, unabhängig davon, ob der. intermittierend .arbeitende Erhitzer in Betrieb
ist oder nicht, da die Hilfsthermostaten 31 und 34 die Abgabe zusätzlicher Wärme
von den Heizkörpern und dem Erhitzer 17 bewirken können.
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Ferner ist zu erwähnen, daß der Brenner 54 und das Gebläse 58 nur
in Betrieb gesetzt werden, wenn das Wasser in der Anlage eine untere Temperaturgrenze
erreicht hat, die normalerweise bei etwa 70° C liegt, und wenn der Hauptthermostat
unter dem Einfluß des Absinkens der Temperatur im Rückführende des Luftkanals 41
Wärme anfordert. Daher können die Hilfsheizkörper 28 und 32 für die Abgabe zusätzlicher
Wärme am vorderen Ende des Wagens verwendet werden, wenn die Temperatur dort unter
einen bestimmten Betrag gesunken ist, wobei sich die zusätzliche Wärmeabgabe wieder
in der Temperatur der in Umlauf gesetzten Luft auswirkt, die im Rückführende des
Deckenkanals 41 gemessen wird. .
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Es ist also mit Hilfe der Einrichtung gemäß der Erfindung möglich,
die Temperatur des Wagens auf der gewünschten Höhe zu halten, was mit Hilfe von
Hilfsheizkörpern geschehen kann, die zum Ausgleich der an verschiedenen Stellen
des Wagens herrschenden niedrigeren Temperaturen in Tätigkeit gesetzt werden. Es
ist daher nicht erforderlich, für den Ausgleichswärmebedarf immer gleich den Wassererhitzer
in Betrieb zu setzen, sondern ein erforderlicher Ausgleich kann zunächst durch die
verschiedenen Hilfsheizkörper geliefert werden.