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Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Raumtemperatur bei Eisenbahnwagen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Raumtemperatur in Eisen- bahnwagen mit Temperaturfühlern, die der Raumtemperatur ausgesetzt sind und die bei Überschreitung einer bestimmten Temperaturgrenze Heizkörper abschalten, bei Unterschreitung dieser Temperatur- grenze dagegen wieder anstellen.
Bei dieser Regelart wird, wenn durch die Erwärmung der Raumluft ein gewisser Temperaturpunkt erreicht ist, durch den Temperaturfühler die Heizung abgestellt und, wenn dieser Temperaturpunkt wieder unterschritten ist, wieder angestellt. Es gibt daher, wie man sieht, nur zwei Regelstellungen ; die eine, bei welcher die Heizung angestellt ist, und die andere, bei welcher sie abgestellt ist. Die regelnde Wirkung besteht in einem ständigen wechselweisen Unterbrechen und Wiederanstellen des Heizvorgangs.
Solche Regler nennt man daher"Unterbrechungsregler"zum Unterschied von Drosselreglern. Letztere suchen stets einen Gleichgewichtszustand aufrechtzuerhalten. Ein Drosselregler wäre z. B. ein Temperaturfühler, der, der Raumtemperatur ausgesetzt, das Einlassventil der Heizung stets so verstellt, dass die Dampfzufuhr zu den Heizkörpern bei sinkender Raumtemperatur in dem Masse vermehrt und bei steigender Raumtemperatur in dem Masse gedrosselt wird, dass das System stetig auf die Konstanthaltung der Raumtemperatur hinarbeitet.
Während nun im Dauerbetrieb der Drosselregler keine Schwankungen der Raumtemperatur zulässt, bedingt im Gegensatz dazu der Unterbrechungsregler, wie aus seiner oben geschilderten Arbeitsweise hervorgeht, ständige periodische Schwankungen der Raumtemperatur um eine bestimmte Normaltemperatur herum. Die angestrebte Normaltemperatur des Raumes kann also mittels eines Unterbrechungsreglers nur mit periodischen Abweichungen nach auf-und abwärts konstant gehalten werden.
Die Grösse dieser Schwankungen richtet sich nach der Trägheit der Heizung beim Abkühlen und Warmwerden ; aber auch der Temperaturfühler selbst arbeitet mit einer gewissen Trägheit und vergrössert dadurch die in Rede stehenden Temperaturschwankungen, denn seine Eigentemperatur bleibt sowohl beim Steigen als auch beim Sinken hinter der Lufttemperatur zurück, so dass seine Wirkung immer mit einer gewissen Verspätung einsetzt.
Die Erfindung beruht nun darauf, dass die durch den Unterbrechungsregler bewirkten Temperaturschwankungen nicht überall im geheizten Raum gleich gross sind, und besteht darin, dass der Temperaturfühler an der Stelle der grössten periodischen Temperaturschwankung angeordnet wird. Dadurch wird letztere auf das Mass seiner Eigenträgheit, vermehrtum die Trägheit der Heizung, verringert, so dass sich für alle andern Stellen des geheizten Raumes kleinere Temperaturschwankungen ergeben.
Die Stelle der grössten periodischen Temperaturschwankung ist bei Eisenbahnwagen der unmittelbar unter dem Wagendaeh liegende Luftraum. Das Dach des Eisenbahnwagens bildet nämlich, im Gegensatz zu der Decke eines Zimmers, eine Abkühlungsfläche. Während nun beim Anheizen die warme Luft rasch aufwärts bis unter die Decke steigt, solange die Heizkörper heizen und sich dort also die heisseste Luft ansammelt, kühlt sie, da das Wagendach eine Abkühlungsfläehe ist, bei abgesperrten Heizkörpern auch rasch ab, rascher sogar als die Luft an den Seitenwänden des Wagens, da das Temperaturgefälle gegenüber der Aussenluft beim Dach grösser ist als bei der Seitenwand.
Es kommt hiebei nicht auf die Temperatur selbst an, sondern nur auf die Grösse ihrer Änderung. Wird nun der Temperaturfühler in
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dieser Luftschicht angeordnet, so ist er den grösstmöglichen Schwankungen der Raumluft ausgesetzt. Er dämpft sie aber, da er es ja ist, der die Heizung steuert, auf das Mass seiner Eigenträgheit, vermehrt um die Trägheit der Heizung, ab. Daher werden an allen andern Punkten des Raumes, also auch in der Nähe der Reisenden, nur kleinere Temperaturschwankungen auftreten können. Die Regelung der Raumtemperatur in der Nähe der Reisenden gelingt also bei Anbringung des Temperaturfühlers an der Decke in engeren Grenzen, als wenn er z. B. an einer Wand in Kopfhöhe angebracht wäre.
Der Erfindung gemäss werden daher die als Unterbrechungsregler wirkenden Temperaturfühler (z. B. Kontaktthermometer) in dem unmittelbar unter dem Wagendaeh liegenden Luftraum entweder an der Decke selbst oder an den ihr unmittelbar benachbarten Teilen der Aussenwände angeordnet.
Diese Anbringungsart der Temperaturfühler in Daehhöhe hat ausserdem noch den praktisehen Vorteil, dass die Temperaturfühler, die immerhin empfindliche Vorrichtungen darstellen, dem Eingriff der Reisenden entzogen sind. Die sie schützenden Gehäuse können daher auch so gebaut sein, dass ein besserer Luftumlauf um den Fühler herum möglich ist, was seine Eigenträgheit verringert.
Die Erfahrung hat nun gelehrt, dass mit dieser Anordnung der Temperaturfühler auch ein Nachteil verknüpft ist. Es vergehen nämlich beim Anheizen vom Zeitpunkt der ersten automatischen Abschaltung der Heizung bis zur Erreichung der normalen Durchschnittstemperatur bzw. der normalen Temperaturmaxima und-minima mehrere Stunden. Während dieser Zeit steigt die Raumtemperatur nur langsam an. Es sieht so aus, als trete der Temperaturfühler während der ersten Stunden bei zu niedriger Temperatur schon in Funktion. Die Ursache dieser Erscheinung liegt darin, dass die Luft beim Anheizen früher warm wird als die Wände und Bänke.
Um diese Zeit abzukürzen, wird der Erfindung gemäss an irgendeiner Zwischenwand ein zusätzlicher Temperaturfühler angebracht, u. zw. so, dass er von der Temperatur der Wand selbst oder von der ihr anhaftenden Luftschicht beeinflusst wird, der so mit dem Regelsystem in Verbindung gebracht ist, dass er eine Regelung der Heizung seitens des an der Decke angeordneten Fühlers erst zulässt, wenn diese - Wand und somit auch die andern Wände entsprechend erwärmt sind. Dies geschieht folgendermassen :
Der unter der Decke angeordnete die Heizung beeinflussende Temperaturfühler steht mit dem Heizkörper in einer direkten oder indirekten Kraftverbindung, die ihn befähigt, den Heizkörper an-oder abzustellen.
Der vorerwähnte Zusatzfühler wird nun in diese Verbindung erfindungsgemäss so eingebaut, dass er sie nur dann betriebsfähig hält, wenn er selbst eine gewisse Temperatur übersehritten hat.
Zur Regelung der Raumtemperatur von Eisenbahnwagen verwendet man nun vorzüglich elektrische Einrichtungen, bei welchen die Temperaturfühler als Kontaktthermometer ausgebildet sind und bei steigender Temperatur durch Schliessen oder Öffnen ihrer Kontakte die Energie einer elektrischen Stromquelle zur Ausübung ihres regelnden Einflusses auf die Heizkörper benutzen. Erfindungsgemäss wird dann der an der Wand angebrachte zusätzliche Temperaturfühler ebenfalls von einem solchen Kontaktthermometer gebildet, welches direkt oder durch eine Relaiseinrichtung indirekt die elektrische Einrichtung für die andern Temperaturfühler nur dann betriebsbereit geschaltet hält, wenn die Temperatur des Zusatzfühlers über einer gewissen vorbestimmten Temperaturgrenze liegt.
Der Zusatzfiihler wird an einer solchen Wand angebracht, die zwischen zwei geheizten Räumen liegt. Die Endtemperatur einer solchen Wand stimmt mit der Raumtemperatur überein, ist also von der Aussentemperatur unabhängig und kann den Regelvorgang nicht beeinflussen.
Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. In der Fig. 1 ist ein Eisenbahnwagen im Schnitt dargestellt, mit an den Decken der einzelnen Abteile angebrachten Temperaturfühlern zur Regelung der die Abteile erwärmenden Heizkörper. Die Fig. 2 zeigt das Schaltungssehema für eine elek- trische Regeleinrichtung mit Kontaktthermometern für ein im Wagen angeordnetes zentral geregeltes Heizsystem. wobei jeder einzelne an der Decke angeordnete Temperaturfühler einen Einfluss auf das zentrale Heizsystem nehmen kann. In der Fig. 3 ist ein Schaltungssehema einer elektrischen Regeleinrichtung für eine Waggonheizanlage dargestellt, in welcher jeder einzelne an der Wagendecke angeordnete Temperaturfühler einen ihm zugehörigen Heizkörper beeinflusst.
In der Fig. 1 sind in den einzelnen Abteilen des Waggons an der Decke die Temperaturfühler 1 angebracht, so dass sie den grössten im Abteil auftretenden Schwankungen der Raumtemperatur bevorzugt ausgesetzt sind.
In der Fig. 2 sind diese Temperaturfühler 1 als Kontaktthermometer eines elektrischen Regelsystems gezeichnet. An die elektrische Stromquelle 2 ist ein elektrischer Apparat. 3 geschaltet, welcher, solange er vom Strom durchflossen wird, die Heizung abgestellt hält, während er, wenn er stromlos ist, die Heizung wirken lässt. Der Schalter 4 wird durch ein zwischen den Netzpunkten 6 und 7 des Leitungsnetzes geschaltetes Solenoid 5 beeinflusst, u. zw. in folgender Weise.
Zwischen den Netzpunkten 6 und 7 ist nicht nur die Solenoidspule ! ? eingeschaltet, sondern noch ein Stromkreis, in welchem die Kontaktthermometer 1 parallel geschaltet liegen und zu ihnen in Serie auch noch das besondere Kontaktthermometer 8, welches an irgendeiner Stelle der Wand des Wagens, z. B. wie in Fig. 1 gezeichnet, so angeordnet ist, dass es von der Temperatur der Wand selbst oder von der ihr unmittelbar benachbarten Luftschichte beeinflusst wird.
Dieser zweite Stromkreis hat nun im
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Verhältnis zu dem Widerstand der Solenoidspule 5 einen so kleinen Widerstand, dass, wenn das Kontaktthermometer 8 und mindestens eines der Kontaktthermometer 1 geschlossen sind, der Strom, der zwischen den Punkten 6 und 7 über die Solenoidspule 5 fliesst, so schwach wird, dass das Solenoid 5 den oberen Kontakt des Schalters 4 nicht halten kann, sondern herabfallen lässt. Dadurch wird der Stromkreis über den elektrischen Apparat 3 geschlossen und dieser stellt die Heizung ab.
Die selbsttätige Regelung der Raumtemperatur vollzieht sich folgendermassen :
Vor dem Anheizen sind sämtliche Kontaktthermometer 1 und auch das zusätzliche Kontaktthermometer 8 geöffnet. Daher wird das Solenoid 5 von einem entsprechend starken Strom durchflossen und hält den Kontakt 4 nach oben gezogen, so dass der elektrische Apparat 3 stromlos ist. Die Heizung ist also angestellt und die Raumtemperatur wird steigen. Erst wenn die Heizung alle Abteile so weit durchwärmt hat, dass auch ihre Wände genügend erwärmt sind und somit auch jene Wand, an welcher das besondere Kontaktthermometer 8 angebracht ist, wird dieses Kontaktthermometer, wenn es eine vorbestimmte Temperatur überschreitet, seinen Kontakt schliessen, und jetzt erst können die an der Decke der Wagenabteile angeordneten Kontaktthermometer regelnd eingreifen.
Erreicht nun eines von den Kontaktthermometern 1 die Temperatur, auf welche es eingestellt ist, so schliesst es seinen Kontakt. Dadurch wird der Stromkreis über die Kontaktthermometer zwischen den Netzpunkten 6 und 7 geschlossen, der Strom über das Solenoid 5 wird so geschwächt, dass der Kontakt 4 nach abwärts fällt und den Stromkreis über dem Apparat 3 schliesst, der nun das Heizsystem zentral abstellt.
Von diesem Moment an sinkt mangels eines weiteren Wärmezuf1usses von den Heizkörpern her die Temperatur der Raumluft, bis wieder entweder sämtliche an der Decke angeordneten Kontaktthermometer 1 ihre Kontakte unterbrochen haben oder das besondere Kontaktthermometer 8, das der Wandtemperatur ausgesetzt ist. Von diesem Moment an wird wieder das Solenoid 5 von einem genügend starken Strom durchflossen werden, der den Schalter 4 öffnet und den elektrischen Apparat 3 stromlos macht. Dadurch wird aber das Heizsystem wieder angestellt, und das Anheizen der Abteile des Wagens beginnt von neuem.
In der Fig. 3 sind statt eines zentralen Heizsystem mehrere Heizsysteme (Heizkörper) im Wagen
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