AT393729B - Anordnung zur belueftungsregelung von laengsbeluefteten tunnels - Google Patents

Description

AT 393 729 B

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Belüftungsregelung von längsbelüfteten Tunnels, in denen zur Belüftung Ventilatoren bzw. Gebläse, insbesondere Strahlventilatoren, angeordnet sind, die in Abhängigkeit von aus dem Tunnelinneren erhaltenen, die Luftströmungsverhältnisse im Tunnel betreffenden und von zumindest einer Meßeinrichtung gemessenen Meßwerten einzeln oder in Gruppen und gegebenenfalls zur Einstellung der Blasleistung 5 auch mit verschiedenen Leistungsstufen von einer Gebläsesteuerung einschaltbar sind und zur Einstellung der Blasrichtung bzw. zum wahlweisen Fördern der Luft in entgegengesetzte Föidenichtungen umschaltbar sind. Eine Anordnung ähnlicher Art ist aus der DE-PS 1006 449 bekannt.

Die Anordnung gemäß der DE-PS 1006 449 ist nicht zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit im Tunnel vorgesehen. Durch die vorgenommene Messung der Portaldruckdifferenz kann nur der meteorologische Einfluß auf 10 die Luftgeschwindigkeit im Tunnel erfaßt werden, wobei der Umsetzungsfaktor von mehreren, nicht genau bestimmbaren Teilfaktoren (Wandreibung, Eintritts- und Austrittsverluste, Druckverluste durch Tünneleinbauten, Massenträgheit der Luftsäule im Tunnel) abhängt. Keinesfalls kann mit den Meßeinrichtungen gemäß da* DE-PS der Einfluß von Belüftungseinrichtungen (z. B. Strahlgebläse) und die Pumpwirkung von Fahrzeugen, die wesentlichen Einfluß auf die Strömungsgeschwindigkeit haben, erfaßt werden. IS Die Messung der Portaldruckdifferenz ist wegen der kleinen auftretenden Differenzdrücke (ca. 1 bis 20 Pa) und der großen Entfernung der Meßpunkte (Tunnellänge) technisch nur sehr schwer mit ausreichender Genauigkeit durchführbar. Prinzipiell ist mit einem Differentialdruckmanometer allein, wie es gemäß der DE-PS 1 006 449 eingesetzt wird, ohne weitere zugehörige Meßeinrichtungen nur ein Druckgefälle meßbar.

Die DE-OS- 2 800 188 zeigt ein Luftströmungsregelsystem, bei dem eine lediglich in eine Richtung strömende 20 Luftströmung von einem Geschwindigkeitsfühler überwacht wird, wobei die Stellung von in der Luftströmung befindlichen Drosselschaufeln überwacht wird, wobei diese beiden Ist-Werte einem Vergleicher zugeführtwerden, in dem ein Vergleich mit Soll-Werten stattfindet, und wobei in Abhängigkeit des Vergleichs eine Verstellung der Drosselschaufeln erfolgt. Dieses bekannte Luftströmungsregelsystem ist von anderer Art und anderem Aufbau als die eingangs beschriebene Anordnung. Diese Anordnung sieht vor, daß die zur Einstellung der Luftströmungs-25 Verhältnisse in einem Tunnel vorgesehenen Gebläse in entgegengesetzte Förderrichtungen umschaltbar sind, wobei zur Durchführung und zur Bestimmung des Zeitpunktes der Umschaltung spezielle Meßeinrichtungen und Schalteinrichtungen vorgesehen sind.

In längsbelüfteten Tunnels werden zur Belüftung insbesondere Strahlventilatoren eingesetzt, diebei Überschreiten bestimmter Grenzen für verschiedene Schadstoffkonzentrationen in bestimmter Anzahl eingeschaltet werden und 30 eine Luftströmung in Längsrichtung des Tunnels bewirken. Üblicherweise sind mehrere Schaltstufen vorgesehen, so daß die Förderleistung auf Grund der Tendenz der Schadstoffkonzentrationen stufenweise erhöht oder verringert werden kann.

Durch meteorologische Einflüsse und durch die Pumpwirkung des Fahrzeugverkehrs stellt sich aber auch ohne Einsatz von Gebläsen eine natürliche Luftströmung ein. Fördern die Ventilatoren, die in Richtung der vorhandenen 35 Strömung eingeschaltet werden, infolge einer Änderung der meteorologischen Verhältnisse oder der Hauptverkehrsrichtung nun entgegen einer natürlichen oder durch den Verkehr hervorgerufenen Strömung, kann es dazu kommen, daß die Strömungsgeschwindigkeitzu gering wird (Steigerung von Sichttrübung und Abgaskonzentration, eventuell Tunnelsperre nötig), oder daß mehr Ventilatoren laufen, als nötig. Es ist, wenn ein Einschalten der Tunnellüftung erforderlich wird, wichtig, daß die Ventilatoren in Richtung der natürlichen Luftströmung fördern, da 40 dann eine erheblich geringere Förderleistung der Ventilatoren erforderlich ist, als bei einer Förderrichtung entgegen der natürlichen Luftströmung. Um dies in einfacher Weise durchführen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Meßeinrichtung im Tunnel zumindest einen die Geschwindigkeit und Richtung der Luftströmung im Tunnel messenden Strömungswächter umfaßt,daß die vom Strömungswächter gemessenen Meßwerte an den einenEingang einer Vergleicherschaltung angelegt sind, an deren anderen Eingang die von der Förderleistung und Fördemchtung 45 der Gebläse abhängigen Sollwerte der Strömungsgeschwindigkeit und Richtung angelegt sind und daß das Ausgangssignal der Vergleicherschaltungzur Einstellung der Übereinstimmung der Förderrichtung der Gebläse mit der Richtung der durch den Verkehr und die meteorologischen Verhältnisse verursachten Strömung der Gebläsesteuerung zugeführt ist.

Erfindungsgemäß werden die Strömungsgeschwindigkeit und die Strömungsrichtung erfaßt und zur Regelung 50 herangezogen, ein Vorgang, der mit der Messung eines Druckgefälles nicht vergleichbar ist. B ei der erfmdungsgemäßen Anordnung wird eine Vergleicherschaltung verwendet, um aufgrund eines Vergleiches dielst-GeschwindigkeitderLuftströmungineinemTunnelmiteiner gewünschten Soll-Geschwindigkeitfestzustellen, ob die Förderrichtung der Ventilatoren die natürliche im Tunnel vorhandene Strömung unterstützt.

Die Vergleicherschaltung dient nicht zur Regelung der Strömungsgeschwindigkeit, sondern sie dient als 55 Instrumentarium zum Erhalteines Kriteriums für den Einfluß von Verkehr und meteorologischen Gegebenheiten auf die in einem Tunnel vorhandene natürliche oder künstlich erzeugte Luftströmung.

Bisher war es nicht bekannt, die durch den Tunnel strömende Luftmenge mit dem Schaltzustand der Ventilatoren -2-

AT 393 729 B zu vergleichen bzw. in Beziehung zu bringen. Das bedeutet, daß es bei einem durch meteorologische oder verkehrstechnische Umstände hervorgerufenen Absinken da- durch den Tunnel strömenden Luftmenge unter sonst gleichen Bedingungen zuerst zu einem Ansteigen der Schadstoffkonzentrationen und in Folge zu einer zusätzlichen Einschaltung von Ventilatoren kommt, was einen erhöhten Leistungsbedarf hervorruft. Der Schub dieser zusätzli-5 eben Ventilatoren kann nun zwar unter Umständen ausreichen, die vorhandenen Widerstände zu überwinden und die benötigte Frischluftmenge zu fördern, es ist aber wesentlich wirtschaftlicher, die Förderrichtung umzukehren und eine kleinere Anzahl von Ventilatoren in Richtung der natürlichen Strömung arbeiten zu lassen.

Der Strömungswächter dient zur Kontrolle der Förderrichtung und Förderleistung der Ventilatoren, gibt beim Einschalten der Ventilatoren die richtige Förderrichtung an, in die nötigenfalls die Ventilatoren fördern sollen und 10 überwacht auch während des Laufes der Ventilatoren, ob die Förderrichtung und die Richtung der natürlichen Strömung übereinstimmen, da sich während des Laufes da- Ventilatoren durch Änderung der meteorologischen Verhältnisse oder des Verkehrs die Richtung der natürlichen Strömung ändern kann.

Der Strömungswächter mißt kontinuierlich Richtung und Geschwindigkeit der Strömung und gibt, falls die Ventilatoren nicht in Betrieb sind, die Solleinschaltrichtung (= Soll-Strömungsrichtung) in Form einer optischen 15 Anzeige und/oder in Form eines elektrischen Signals an.

Das optische Signal soll dem Bedienungspersonal das Einschalten der Gebläse in der richtigen Richtung bei Handsteuerungermöglichen. ImFalleeinerautomatischenSteuerungwirddaselektrischeSignalder Gebläsesteuerung zugeführt und bewirkt das Einschalten in der richtigen Richtung.

Wenn die Gebläse laufen, erfolgt die Überwachung der Förderrichtung auf Grund folgender Überlegungen: 20 Für jede Schaltstufe der Ventilatoren und Anzahl der eingeschalteten Ventilatoren wird eine Sollgeschwindigkeit errechnet. Das ist jene Strömungsgeschwindigkeit, die sich entsprechend der Förderleistung und Anzahl der laufenden Ventilatoren bei einer bestimmten Schaltstufe einstellen würde, wenn Imine durch Verkehr oder meteorologische Gegebenenheiten bewirkte natürliche Strömung vorhanden wäre. Sinkt nun währenddes Betriebes der Ventilatoren die Strömungsgeschwindigkeit unter den der gerade geschalteten Schaltstufe entsprechenden 25 Sollwert, oder stellt sich eine Strömung ein, deren Richtung der Förderrichtung der Ventilatoren entgegengesetzt ist, so fördern die Ventilatoren entgegen der natürlichen Strömung und die Förderrichtung muß umgekehrt werden.

Die den einzelnen Schaltstufen entsprechenden Sollgeschwindigkeiten werden in der Vergleicherschaltung in Form von einstellbaren Spannungen gespeichert. Außerdem mißt der Strömungswächter RichtungundGeschwindigkeit der Strömung im Tunnel und formt diese Größen in elektrische Spannungen um. Eine dem bzw. den 30 Strömungswächter(n) zugeordnete Auswerteeinrichtung dient zum Vergleich der Signale des Strömungswächters betreffend Förderrichtung der Gebläse bzw. Richtung der natürlichen Strömung im Tunnel und Strömungs-geschwindigkeit mit vorgegebenen, von der Anzahl, der Förderleistung sowie der Förderrichtung der eingeschalteten Gebläse abhängigen Sollwerten. Dabei werden der Vergleicherschaltung von einer Meldeschaltung bzw. von einer Gebläsesteuerung Signale über die Förderrichtung bzw. den Stillstand der Gebläse und/oder die Anzahl der 35 eingeschalteten Gebläse und/oder über die eingeschaltete Fördergeschwindigkeit zugeführt und in der Vergleicher stufe das der Sollströmungsgeschwindigkeit gemäß der eingeschalteten Förderrichtung bzw. den Stillstand der Gebläse und/oder Förderleistung und/oder Anzahl der laufenden Gebläse entsprechende Signal mit dem vom S trömungswächter abgegebenen Signal betreffend die von diesem gemessene Strömungsgeschwindigkeit verglichen.

Die Vergleicherschaltung vergleicht somit die einlangenden Signale mit den Sollwerten und überprüft, ob die 40 tatsächücheFörderrichtungunddiegemesseneStrömungsrichtung übereinstimmen. Aus diesen Vergleichsoperationen wird nun die richtige Förderrichtung ermittelt. Das unten stehende logische Diagramm erläutert die Ermittlung der richtigen Förderrichtung:

Beim Aufbau der Anordnung wurden noch folgende Gesichtspunkte berücksichtigt: -3-

AT 393 729 B a) Aus konstruktionsbedingten Gründen dürfen die Ventilatoren und insbesondere Strahlgebläse nicht in beliebig kurzen Zeitabständen ein- oder ausgeschaltet werden.

Daher wird man bei der Einstellung der Sollgeschwindigkeiten einen etwas kleineren, als den errechneten Wert einstellen müssen, so daß ein Umkehren der Richtung nur dann erfolgt, warn eine natürliche Strömung, die der Fördenichtung der Gebläse entgegengesetzt ist, einen bestimmten Betrag überschreitet Diese Einstellung muß entsprechend den jeweiligen Verhältnissen erfolgen. Außerdem ist eine Umkehr de* Förderichtung nur dann sinnvoll, wenn die natürliche Strömung über einen längeren Zeitraum entgegen der Fördenichtung wirkt Eine kurzzeitige Umkehr der natürlichen Strömung (z. B. durch vorbeifahrende Fahrzeuge, Wirbelbildung hinter großen Lastzügen usw.) darf nicht zur Umschaltung führen.

Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, daß die Vergleicherschaltung ein Zeitglied aufweist, mit dem nach einer Änderung des Schaltzustandes der Gebläse (Richtung oder Leistung) eine Änderung des Schaltzustandes für eine vorbestimmte Zeitspanne verhinderbar istNach dem Umschalten der Gebläse, insbesonderedurch Verhinderung einer Signalabgabe des bzw. der Strömungswächter für eine bestimmte Zeitspanne, z. B. einige Minuten ist somit ein neuerliches Umschälten der Gebläse gesperrt

Der Strömungswächter ermittelt in einem, auf die jeweiligen Verhältnisse abzustimmenden Zeitraum (Größenordnung z. B. mehrere Minuten), z. B. 256-mal, ob die Förderrichtung umzukehren ist oder nicht

Nur wenn in diesem Zeitraum des Zeitgliedes die Bedingung „Umschalten“ um einen einstellbaren Betrag überwiegt, wird der Befehl zum Umkehren der Förderrichtung über die Unterbrecherschaltung weitergegeben (d. h. nur wenn im Abfragezeitraum die Bedingung „Umschalten“ mindestens (128+n)-mal vorkommt, soll umgeschaltet werden; n ist einstellbar). b) Nach jedem Schaltvorgang der Gebläse dauert es eine bestimmte Zeit bis sich wieder eine der neuen Förderleistung der Ventilatoren entsprechende stationäre Strömung eingestellthat(GrößenordnungeinigeMinuten). In diesem Zeitraum werden die Signale des Strömungswächters zur Umkehr der Förderrichtung unterdrückt, um Fehlschaltungen zu vermeiden. (Z. B.: Förderleistung wird erhöht, Strömungsgeschwindigkeit braucht einige Minuten, bis sie den neuen stationären Wert erreicht. In dieser Zeit kann trotz richtiger Fördenichtung die Strömungsgeschwindigkeit kleiner sein, als es der Förderleistung der Gebläse entspricht, es darf aber nicht umgeschaltet werden.)

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß der innerhalb der Luftströmung im Tunnel angeordnete Strömungswächter zwei im Abstand von einer Wärmequelle angeordnete Temperaturfühler aufweist, wobei die von der Wärmequelle abgegebene Wärme über einen von der Luftströmung umströmten bzw. der Luftströmung ausgesetzten, in Strömungsrichtung angeordneten Wärmeleiter, z. B. eine Messingplatte oder einen Messinghohlkörper, den mit dem Wärmeleiter verbundenen Temperaturfühlern zugeführt ist

Bevorzugt ist es, wenn als Meßwert für die Strömungsgeschwindigkeit die Spannungsdifferenz an den von gleichen Speiseströmen durchflossenen Temperaturfühlern (3) einer Absolutwert-bildungsstufe (13) der Vergleicherschaltungundals Meßwerte für die Richtung der Strömung diePolarität dieser Spannungsdifferenz einer Richtungserkennungsstufe (12) der Vergleicherschaltung zugeführt sind. Zweckmäßig ist es ferner, wenn als Wärmeleiter (1) des Strömungswächters eine plattenförmige Hülse mit rechteckigem Querschnitt mit gerundeten Kanten vorgesehen ist, wobei die Wärmequelle (2) in der Mitte der Hülse und die Temperaturfühler (3) an der angeströmten und der in Strömungsrichtung gegenüber üegenden Schmalseite in gleichen Abständen von der Wärmequelle (2) angeordnet sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung«! näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Strömungswächter in Seitenansicht und im Schnitt, Fig. 2 eine Schaltungsanoidnung und Fig. 3 ein logisches Schema.

Der erfindungsgemäße Strömungswächter, der an der Tunnelwand oder Decke montiert wird, mißt den Betrag und die Richtung der Strömungsgeschwindigkeit und formt diese Informationen in elektrische Signale um.

DerStrömungswächter besteht aus einem oberflächenvergüteten Messinghohlkörper (l)in der Form einer Platte. Der Körper (1) wird von vier paarweise angeordneten Heizwiderständen (2) auf eine Oberflächentemperatur von ca 120 °C gebracht An den Enden des plattenförmigen Körpers (1) befindet sich je ein temperaturabhängiger Meßwiderstand (3). Bei Strömungsgeschwindigkeit Null werden beide Meßwiderstände (3) gleichmäßig erwärmt Wird der Körper (1) jedoch in Längsrichtung umströmt, kühlt der in Strömungsrichtung gesehen vordere Teil des Körpers (1) und somit der eine Meßwiderstand (3) mehr ab als der hintere Teil bzw. der gegenüberliegende Meßwiderstand. Zur Signalauswertung ist vorgesehen, daß die Spannungsdifferenz der bzw. die Größe der Spannung an den Widerständen (3) als Maß für die Strömungsgeschwindigkeit und die Polarität der Spannung als Richtung der Strömung ein« Auswerteinheit zugeführt sind.

Bevorzugt ist es, wenn im Tunnel zwei Strömungswächter (1) an auseinanderliegenden Stellen vorgesehen sind, und daß die temperaturabhängigen Widerstände (3) der beiden Strömungswächter (1) in Form einer Wheatstonbrücke zur Erhöhung der den Meßwerten entsprechenden Spannungen geschaltet and. Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 2. Durch die Temperaturunterschiede beim Ausströmen der vier in Form einer Wheatstone’sehen Brücke -4-

AT 393 729 B zusammengeschalteten Widerstände ergibt sich eine Verstimmung der Brücke, deren Polarität die Richtung anzeigt und deren Größe ein Maß für die Geschwindigkeit ist. Diese Signale werden der Auswerteeinheit bzw. Vergleicherschaltung zugeführt.

Dieser Messinghohlkörper (1) ist mittels eines Isolierkörpers (5) isoliert auf eines· Grundplatte (4) montiert, die ihrerseits in ein Schutzrohr (6) eingesetzt wird.

An den Enden des Schutziohres (6) sitzen jeweils eine Stauscheibe (7) und eine Drosselblende (8). Mit dem Abstand dieser beiden Drosselorganekann die Empfindlichkeit des S trömungswächters (1) reguliert werden. Außerdem wird der Messingkörper (1) vor Spritzwasser und Staub geschützt. Die Anordnung der Strömungswächter im Tunnel ist je nach den örtlichen Gegebenheiten verschieden, sollte jedoch so gewählt werden, daß ein möglichst guter Mittelwert der Luftgeschwindigkeit gemessen werden kann (z. B. an da- Tunneldecke oder an den Seitenwänden).

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltung von zwei Strömungswächtem (1 und 1'), bei denen die temperaturabhängigen Widerstände zu einer Wheatstone’schen Brücke zusammengeschaltet sind, erfolgt die Aufheizung der Heizwiderstände (2) (je 20 Ω) mit einer Heizstromstabilisierung (9) mit einem konstanten Gleichstrom von 1,2 A. Die Versorgung der Brückenschaltung, bestehend aus den temperaturabhängigen Widerständen (3) erfolgt aus einer konstanten Gleichstromquelle (10) mit 10 mA. Für Heizung und Brückenversorgung wurden Konstantstromquellen gewählt, weil dadurch Übergangswiderstände in Steckern und Leitungen ohne Einfluß bleiben, außerdem kann leicht rechnerisch nachgewiesen werden, daß der Einfluß der Umgebungstemperatur (Temperaturänderung all»· vier Meßwiderstände (3)) bei einer Versorgung der Brückenschaltung mit konstantem Strom sehr klein ist (bei Versorgung mit einer Konstantspannung wäre dieser Einfluß wesentlich größer).

Die durch die Brückenverstimmung von der Brücke abgegebene Spannung wird in einem Gleichspannungs-Verstärker (11) verstärkt Da die Strömungsrichtung eine sehr wichtige Information vor allem für das Einschalten der Ventilatoren in der richtigen Richtung ist, wird unmittelbar nach der Verstärkung der Brückenausgangsspannung in einer Richtungserkennungsstufe (12) mit Leitungstreiber (14) dieRichtungder Strömung bestimmt und in ein binäres Signal (+ 20 m A für die eine Richtung, - 20 mA für die andere Richtung) umgewandelt, so daß die Information über die Strömungsrichtung unabhängig von den unvermeidlichen Temperaturdriften der nachfolgenden analogen elektronischen Schaltkreise an die Auswerteinheit bzw. Vergleicherschaltung in einer Schaltzentrale übermittelt wird.

In der Absolutwertbildungsstufe (13) wird eine dem Betrag der Strömungsgeschwindigkeit proportionale Spannung gebildet Um diesen analogen Wert möglichst störungsfrei über längere Leitungen übertragen zu können, wird diese Spannung in der Frequenzmodulierschaltung (15) mit einem Leitungstreiber (16) frequenzmoduliert (Strömung Null entspricht 100 Hz. Meßbereichsendwert entspricht 1000 Hz) und als Rechtecksignal (± 20 mA) an die Auswerteinheit übertragen.

Alle Leitungen zwischen den Widerständen (3) und der Richtungserkennungsstufe (12) sowie der Absolutwertbildungsstufe (13) sind durch spannungsabhängige Schaltelemente (Varistoren, Zenerdioden) gegen induzierte Überspannungen geschützt.

Die Leitungen zwischen den Stufen (12 und 13) und der Auswerteinheit sind an beiden Enden der Leitung durch Gasspannungsableiter geschützt und durch Optokoppler von den elektronischen Schaltkreisen der Signalaufbereitungseinheit bzw.der Auswerteinheit galvanisch getrennt, so daß Schäden durch Überspannungen (z.B.Blitzschlag) auf ein Minimum reduziert werden.

In Fig. 3 ist eine als Vergleicherschaltung ausgebildete Auswerteeinheit dargestellt. In Fig. 3 bedeuten:

Sj.......sn Meldekontakte der Ventilatoren einer Meldeschaltung (32) (Kontakt Sj geschlossen, wenn

Ventilator Nr. i läuft) rj, T2 Meldekontakte für Fördeirichtung einer Meldeeinrichtung (31) (Richtung 1, Richtung 2)

Uy elektrische Spannung proportional der Strömungsgeschwindigkeit v

Usi.....Ugjj elektrische Spannungen proportional den Sollgeschwindigkeiten für die Schaltstufen 1____n (Schaltstufe k bedeutet, daß k Gebläse laufen) k............Anzahl der laufenden Gebläse (= Schaltstufe)

Logische Pegel werden mit 1 und 0 bezeichnet. ZI, Z2........Zählerinhalte der Zähler (25,26).

Die Auswerteinheit muß an die Schnitttstellenbedingungen der Gebläsesteuerung angepaßt werden, die Ausführung kann daher je nach Gebläsesteuerung in einige Details unterschiedlich sein.

Das Blockschaltbild gilt für folgende Bedingungen:

Die Informationsübergabe zwischen Strömungswächter und Gebläsesteuerung erfolgt über potentialfreie Kontakte. Die Schaltstufen werden durch das Zu- und Abschalten einzelner Gebläse realisiert, für jedes laufende Gebläse wird -5-

AT 393 729 B von der Gebläsesteuerung ein Kontakt geschlossen.

Ein Kontakt gibt an, daß die Ventilatoren in Förderrichtung (1) laufen, ein zweiter Kontakt gibt an, daß die Gebläse in Fördemchtung (2) fördern, wenn kein Gebläse läuft sind alle Kontakte offen.

Die von den Strömungswächtemkommenden Signale werden zunächst umgeformt. Aus dem frequenzmodulierten Signal für den Betrag der Strömungsgeschwindigkeit wird im FM-Demodulator (20) eine der Strömungsgeschwindigkeit proportionale Gleichspannung Uv gewonnen, das Signal für die Richtung wird in der Signalumformung-Richtung (21) in die logischen Pegel 1 für Strömungsrichtung 1 und 0 für Strömungsrichtung (2) umgeformt.

In der Encoder-Schaltstufe (22) wird die Anzahl der laufenden Gebläse (= Schaltstufe) gezählt und die entsprechende Spannung (proportional der Sollgeschwindigkeit bei Schaltstufe k) an dieUmschaltlogik (23) geschaltet, weiters werden der Umschaltlogik (23) die Spannung Uv (proportional der gemessenen Strömungsgeschwindigkeit) und zwei logische Signale, durch die die Ist-Förderrichtung der Ventilatoren bzw. die gemessene Strömungsrichtung dargestellt werden, zugeführt.

Die Umschaltlogik (23) ermittelt aus diesen Signalen laufend, ob die Förderrichtung umgeschaltet werden soll oder ob die Förderrichtung stimmt

Da ein Umschalten der Förderrichtung der Ventilatoren nur dann erfolgen soll, wenn im zeitlichen Mittel die Umschaltbedingung deutlich überwiegt, wird das von der Umschaltlogik (23) ermittelte logische Signal (logischer Pegel 1=umschalten, 0= nicht umschalten) übereinen Zyklus von mehreren Minuten verfolgt Dieser Zeitraum wird bestimmt durch einen Taktgeber (24) und einen Zähler (25) (Zj), der die Taktimpulse zählt. Ein Zyklus dauert z. B. 256 Taktimpulse.

Ein Umschalten soll also nur erfolgen, wenn während eines Zyklus von 256 Taktimpulsen mindestens an 128 + n Taktzeitpunkten die Umschaltbedingung vorliegt

Die Zahl n ist über Schalter vorwählbar und legt fest, in welchem Ausmaß die Umschaltbedingung gegenüber der Bedingung „nicht umschalten“ überwiegen muß, damit ein Umschalten der Soll-Förderrichtung erfolgt

Zu Beginn eines Zyklus (Zählerinhalt von Z j=0) wird ein Rückwärtszähler (26) (Z^) auf die Zahl 128+n gesetzt Bei jedem Taktimpuls zählt nun der Zähler (25) (Zj) um eins weiter, der Zähler (26) (Z^) zählt um eins zurück, wenn zum Taktzeitpunkt die Bedingung "Umschalten" besteht, wenn die Bedingung "nicht Umschalten" vorliegt, bleibt der Zählerstand (Z^) unverändert

Nach Ablauf von 128 Taktimpulsen wird ein binärer Speicher (27), dessen Ausgang die Soll-Förderrichtung angibt, in jene Lage gebracht, die der momentanen Ist-Förderrichtung entspricht (Die beiden Richtungen stimmen im Normalbetrieb immer überein, so daß dieses Setzen auf die Ist-Fördemchtung keine Zustandsänderung bedeutet Ausnahmen sind z. B. bei Handsteuerung, bei Defekten an der Ventilatorsteuerung oder im-Brandfall möglich).

Erreicht der Zählerstand des Zählers (25) (Zj) seinen Höchststand (255) und ist (Z^ ungleich Null, beginnt der Zyklus von neuem, ohne daß der Zustand des binären Speichers (27) geändert wird, <l· h. die von Ausgang dieses Speichers (27) angegebene Soll-Förderrichtung ist gleich der Ist-Fördenichtung. Dieser Speicher (27) bleibt so lange unverändert, als während der Meßzyklen der Zählerinhalt von 2^ Φ Null ist (d. h. bei den 256 Tastungen während eines Zyklus wurden weniger als 128 + n Umschaltbedingungen gezählt).

Erreicht der Zähler (26) (Zj) während eines Meßzyldus den Stand Null (d. h. es wurden während des Zyklus 128 + n Umschaltbedingungen gezählt) wird an dem binären Speicher (27) für die Soll-Förderrichtung ein Umschaltimpuls abgegeben unddieangezeigte Soll-Fördemchtungkehrtum.DieVergleichsschaltungSoU-Förderrichtung - Ist-Förderrichtung (28) spricht an und startet ein Zeitglied (29), dieses setzt die Zähler (25 und 26) in den Ausgangszustand zurück und unterbricht die weitere Abfrage für eine Sperrzeit^, während der Zustand des Ausganges (Soll-Förderrichtung) unverändert bleibt. Erfolgt innerhalb der Sperrzeit tj ein Umschalten der Gebläse auf die vom Strömungswächter angegebene Soll-Förderrichtung wird das Zeitglied (29) zurückgesetzt, durch den Schaltvorgang wird ein weiteres Zeitglied (30) gesetzt, daß nun weiterhin die Zähler (25,26) in der Ausgangslage hält (Inhalt vom Zähler (25): Zj=0, Inhalt vom Zähler (26): Z2= 128+n)bisdieZeittj abgelaufen ist Nach Ablauf der Zeit tj beginnt ein neuer Meßzyklus, tj ist so zu wählen, daß sich die Strömung im Tunnel innerhalb dieser Zeit auf den dem neuen Schaltzustand der Ventilatoren entsprechenden Wert einstellen kann (tj berücksichtigt die Trägheit der Strömung). Wenn nach Ablauf der Sperrzeit tj keine Übereinstimmung von Soll-Förderrichtung und Ist-Förderrichtung hergestellt wurde (Defekt der Ventilatorsteuerung, Bedienungsfehler bei Handsteuerung, oder Fördemchtung durch übergeordnete Geräte fixiert, dies kann z. B. für den Brandfall vorgesehen sein) beginnt ein neu»' Meßzyklus, wobei nach 128 Taktimpulsen der Speicher (27) für die Soll-Förderrichtung wieder in die Ist-Fördemchtung umgeschaltet wird. Haben sich inzwischen die Strömungsverhältnisse so geändert, daß die Ist-Förderrichtung nun stimmt, bleibt der Zustand unverändert. Ist dagegen die Ist-Förderrichtung noch immer falsch, »folgt neuerlich eine Umschaltung des Speichers (27) für die Soll-Förderrichtung nach Zählung von 128+n Umschaltbedingungen. Das Zeitglied (30) spricht bei jedem Schalten von Gebläsen an und bewirkt, daß in der Zeit tj der Zustand des Ausgangs unverändert bleibt und daß nach Ablauf von tj ein neuer Meßzyklus beginnt Dadurch wird v»hindert, daß während des -6-

Claims (10)

1. AT 393 729 B Zeitraums,dendieStrömung infolge ihrerTrägheitbenötigt, um sichnachÄnderungderFörderleistungderVentilatoren auf einen stationären Wert einzustellen, unrichtige Schaltbefehle gegeben werden. Der Ausgang des Strömungswächters für die Soll-Förderrichtung wird einerseits der Gebläsesteuerung zugeführt um ein automatisches Umschalten zu ermöglichen, für den Fall der Handsteuerung wird die Soll-Fördemchtung optisch angezeigt, außerdem wird eine optische Warnung gegeben, wenn die Ist-Förderrichtung der Gebläse mit da Soll-Fördemchtung nicht übereinstimmt. Die Funktion der Schaltung bei stehenden Gebläsen (Angabe der Einschaltrichtung) ist prinzipiell die gleiche. AlsSollgeschwindigkeitwirdderUmschaltlogik(23)derWertNullzugefuhrt(d.h.Uv>Ujs)statt der Ist-Förderrichtung wird der Ausgang des Strömungswächters, d. h. die vorgegebene Soll-Förderrichtung rückgekoppelt Diese Rückkopplung bewirkt, daß nun von der Umschaltlogik (23) verglichen wird, ob die Soll-Förderrichtung mit da Strömungsrichtung übereinstimmt und nötigenfalls die Soll-Fördemchtung in Richtung der Strömung umgeschaltet wird. Da in diesem Fall weder das Zeitglied (30) (keine Schaltvorgänge) noch das Zeitglied (29) (am Vergleicher Soll-Fördemchtung - Ist-Förderrichtung (28) liegen identische Signale) ansprechen kann, folgen in diesem Fall die Zyklen ohne Pause aufeinander. PATENTANSPRÜCHE 1. Anordnung zur Belüftungsregelung von längsbelüfteten Tunnels, in denen zur Belüftung Ventilatoren bzw. Gebläse, insbesondere Strahlventilatoren, angeordnet sind, die in Abhängigkeit von aus dem Tunnelinneren erhaltenen, die Luftströmungsverhältnisse im Tunnel betreffenden und von zumindest eina Meßeinrichtung gemessenen Meßwerten einzeln oder in Gruppen und gegebenenfalls zur Einstellung da Blasleistung auch mit verschiedenen Leistungsstufen von eina Gebläsesteuaung einschaltbar sind und zur Einstellung der Blasrichtung bzw. zum wahlweisen Fördern der Luft in entgegengesetzte Fördarichtungen umschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung im Tunnel zumindest einen die Geschwindigkeit und Richtung der Luftströmung im Tunnel messenda Strömungswächter umfaßt, daß die vom Strömungswächter gemessenen Meßwerte an den einen Eingang eina Vagleicherschaltung angelegt sind, an deren anderen Eingang die von da Förderleistung und Fördemchtung der Gebläse abhängigen Sollwerte da Strömungsgeschwindigkeit und Richtung angelegt sind, und daß das Ausgangssignal der Vagleicherschaltung zur Einstellung da Übereinstimmung da Fördemchtung der Gebläse mit der Richtung der durch den Verkehr und die meteorologischen Vahältnisse verursachten Strömung der Gebläsesteuerung zugeführt ist.
2. 2. Anordnung nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb der Luftströmung im Tunnel angeordnete Strömungswächter zwei im Abstand von einer Wärmequelle (2) angeordnete Temperaturfühla (3) aufweist, wobei die von der Wärmequelle (2) abgegebene Wärme über einen von der Luftströmung umströmten bzw. der Luftströmung ausgesetzten, in Strömungsrichtung angeordneten Wärmeleiter (1), z. B. eine Messingplatte oder einen Messingholdkörper, den mit dem Wärmeleiter (1) verbundenen Temperaturfühlern (3) zugeführt ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmequelle (2) von zumindest einem Heizwiderstand, insbesondere von vier, paarweise angeordneten Heizwiderständen gebildet ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturfühler (3) von temperaturabhängigen Widerständen gebildet sind.
5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßwert für die Strömungsgeschwindigkeit die Spannungsdifferenz an den von gleichen Speiseströmen durchflossenen Temperaturfühlern (3) einer Absolutwert-bildungsstufe (13) der Vergleicherschaltung und als Meßwerte für die Richtung der Strömung die Polarität dieser Spannungsdifferenz einer Richtungserkennungsstufe (12) der Vergleicherschaltung zugeführt sind.
6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Wärmeleiter (1) des Strömungswächters eine plattenförmige Hülse mit rechteckigem Querschnitt mit gerundeten Kanten vorgesehen ist, wobei die Wärmequelle (2) in der Mitte der Hülse und die Temperaturfühler (3) an der angeströmten und der in Strömungsrichtung gegenüber liegenden Schmalseite in gleichen Abständen von der Wärmequelle (2) angeordnet sind. -7- AT 393 729 B
7. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Tunnel zwei Strömungswächter in gegenseitigem Abstand voneinander vorgesehen sind, und daß die die Temperaturfühler (3) bildenden temperaturabhängigen Widerstände der beiden Strömungswächter als Wheatstonbrücke geschaltet sind.
8. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß da Vergleichaschaltung Signale einerden Stillstand bzw. die Förderrichtung der Gebläse feststellenden Meldeeinrichtung (31) bzw. einer die Anzahl da eingeschalteten Gebläse, oder die eingeschaltete Fördaleistung feststellenden Meldeschaltung (32) zugeführt sind.
9. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichaschaltung ein Zeitglied aufweist, mit dem nach einer Ändoung des Schaltzustandes der Gebläse (Richtung oda Leistung) eine Änderung des Schaltzustandes für eine vorbestimmte Zeitspanne verhinderbar ist
10. 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswächter in einem Schutzrohr (6) angeordnet ist, das an den Enden mit vorzugsweise austauschbaren Drosseln bestehend aus einer Stauscheibe (7) und einer Blende (8) zur Einstellung eines bestimmten Luftgeschwindigkeitsverhältnisses zwischen der Luftgeschwindigkeit außerhalb und innohalb des Schutzrohres versehen ist Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -8-