DE1234765B - Device for temperature control in hot air heating systems for vehicles, especially rail vehicles - Google Patents
Device for temperature control in hot air heating systems for vehicles, especially rail vehiclesInfo
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
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Description
Einrichtung zur Temperaturregelung bei Warmluft-Heizanlagen für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Temperaturregelung bei Warmluftheizanlagen für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, bei der ein mit einem Temperaturfühler außerhalb des Fahrzeuges angebrachtes Thermometer mit einem summierenden Relais zusammenwirkt das durch die Innentemperatur des Fahrzeuges beeinflußt ist, und wobei durch dieses Zusammenwirken die zentrale Heizanlage steuerbar ist.Influenced means for temperature control at hot-air heating systems for vehicles, in particular rail vehicles The invention concerns a device for temperature control in hot-air heating systems for vehicles, in particular rail vehicles, in which a mounted with a temperature sensor outside the vehicle thermometer with a summing relay cooperates with the internal temperature of the vehicle is, and the central heating system can be controlled by this interaction.
In einer derartigen bekannten Einrichtung erfolgt die Kupplung des Summenstromreglers mit dem Regelorgan der Heizung unter Anwendung eines festen oder flüssigen Ausdehnungskörpers, beispielsweise einer Metallspirale od. dgl., welcher bei Anstieg der ihn beeinflussenden Temperatur iin Sinne einer Herabsetzung der Heizmittelzufahr auf das Regelorgan einwirkt.In such a known device, the coupling takes place Summation current controller with the control element of the heating using a fixed or liquid expansion body, for example a metal spiral or the like. Which when the temperature influencing it rises in the sense of a reduction in the Heating medium supply acts on the control element.
Diese Einrichtung weist eine proportionale Regelcharakteristik auf, was insbesondere bei elektrischen Luft-Heizanlaggen mit größeren Totzeiten innerhalb der Temperaturregelungseinrichtung zu großen Ab- weichungen der Temperatur der in die Fahrgasträume eingeblasenen Luft vom gewünschten Sollwert ergibt.This device has a proportional control characteristic, which results in particular when the electric air-Heizanlaggen with dead times greater within the temperature control means to exhaust large temperature deviations of air blown into the passenger compartments air from the desired value.
Ferner ist eine Temperaturregelung mittels einer außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Einrichtung bekannt, die die Gestalt eines den Außeneinflüssen ausgesetzten Vergleichsbehälters in Form eines Fahrzeugmodells aufweist.Furthermore, a temperature control by means of an outside of the vehicle arranged device known, the shape of an exposed to external influences Has comparison container in the form of a vehicle model.
Der Vergleichsbehälter ist mit einem Thermostaten und einem Heizkörper von kleiner Kapazität ausgerüstet. Das Verhältnis zwischen der Heizleistung des Heizkörpers im Vergleichsbehälter und dem Wärmeverlust des Vergleichsbehälters muß dem Verhältnis zwischen der maximalen Heizleistung des Heizsystems des Fahrzeuges und den Wärmeverlusten des Fahrzeuges gleich sein. Der Thermostat des Heizkörpers im Vergleichsbehälter bewirkt gleichzeitig das Ein- und Abschalten der Heizanlage am Fahrzeug wie auch des Heizkörpers am Vergleichsbehälter. Bei Anwendung der erwähnten bekannten Temperaturregelung, ist eine genaue Anpassung der Verhältnisse zwischen den Heizleistungen und den Wärmeverlusten des Vergleichsbehälters und des gesamten Fahrzeuges schwierig.The comparison tank is with a thermostat and a radiator equipped of small capacity. The ratio between the heating power of the Radiator in the reference tank and the heat loss of the reference tank the ratio between the maximum heating output of the vehicle's heating system and the heat losses of the vehicle must be the same. The radiator thermostat in the comparison tank causes the heating system to be switched on and off at the same time on the vehicle as well as the radiator on the comparison tank. When using the mentioned well-known temperature control, is a precise adjustment of the relationships between the heating capacities and heat losses of the reference tank and the whole Vehicle difficult.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine besonders gute Regelwirkung in Form einer Zweipunktregelung aufweist und sicher wirkt. Dabei soll sie weitgehend unabhängig von den Schwankungen der Netzspannung arbeiten.The invention is based on the object of a device of the initially to create the type mentioned, which has a particularly good control effect with a simple structure has in the form of a two-point control and acts safely. In doing so, she should largely work independently of the fluctuations in the mains voltage.
Als Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Heizeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Thermometer in an sich bekannter Weise ein manometrisches Thermometer ist und das summierende Relais aus einer ebenfalls an sich bekannten heizbaren Bimetallplatte besteht, deren Heizwiderstand in Serie mit einer Parallelschaltung eines Widerstandes und mehreren jeweils einen Widerstand und einen Raumthermostaten enthaltenden Zweicen sowie einer stromstabilisierten Gleichspannungsquelle liegt, und daß ein die Heizanlage schaltender Mikroschalter räumlich zwischen der Federspirale des Thermometers und der Bimeallplatte angeordnet ist.In the case of a heating device, the solution to this problem is the one at the outset mentioned type according to the invention provided that the thermometer in per se known Way is a manometric thermometer and the summing relay from one as well known heatable bimetal plate, the heating resistor in series with a parallel connection of a resistor and several one resistor each and a double room containing a room thermostat and a current-stabilized one DC voltage source is, and that a microswitch switching the heating system spatially arranged between the spring coil of the thermometer and the Bimeallplatte is.
Der Gegenstand nach der Erfindung bewirkt einen Wärmehnpulszyklus mit einer verzögerten Wärmerückführung durch unabhängig einstellbare Heiz- und Kühlzeitkonstanten. Die erfindungsgemäße Einrichtung entspricht in ihrer Wirkungsweise der Regelung einer Zweipunktregeleinrichtung mit verzögerter Rückführung und mit einer die hieraus resultierenden proportional-integral-differentialen Regelcharakteristik.The article according to the invention effects a thermal pulse cycle with delayed heat recovery through independently adjustable heating and cooling time constants. The device according to the invention corresponds in its mode of operation to the regulation a two-point control device with delayed feedback and one of the resulting resulting proportional-integral-differential control characteristic.
Gegenüber der eingangs erwähnten bekannten Einrichtung zeigt die Erfindung den Vorteil der wesentlich größeren Mög glichkeiten ihrer Anpassung an die verschiedensten Luftheiz- und Klimaanlagen, insbesondere wenn diese große Totzeiten und einen großen Wert des Verhältnisses der Totzeiten zur Zeitkonstante aufweisen, wobei sich die vorübergehenden Temperaturabweichungen der in das Fahrzeug eingeblasenen Luft vom Sollwert durch die Vergrößerung der Impulsfrequenz durch Verändern eines Hilfswiderstandes im Summenkreis sich als so klein erweis2-n, d. aß sie außer acht gelassen werden können.Compared to the known device mentioned at the beginning, the invention shows the advantage of the much greater possibilities of their adaptation to the most diverse Air heating and air conditioning systems, especially if these have large dead times and a large one Have the value of the ratio of the dead times to the time constant, the temporary Temperature deviations from those blown into the vehicle Air from the setpoint by increasing the pulse frequency by changing a Auxiliary resistance in the sum circle turns out to be so small2-n, i.e. ate them disregarded can be left.
Die Erfindun- ist nachstehend an Hand von in der Zeichnung darggesielltenAusführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Einrichtung zur Temperaturregelung in Warmluft-Heizanlagen, F i g. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Temperaturreglers, F i g. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel für die Befestigung des Außentemperaturfühlers außerhalb des Fahrzeuges.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. It shows F i g. 1 a device for temperature control in hot air heating systems, F i g. 2 shows another embodiment of a temperature controller, FIG. 3 shows another exemplary embodiment for fastening the outside temperature sensor outside the vehicle.
Die Einrichtung zu.r Temperaturregelung ist mit einem zur Summierung der Temperatureinflüsse bestimmten Gerät ausgerüstet, in dem ein summierendes Relais aus einer heizbaren Bimetallplatte mit einem manometrischen Thermometer zusammenwirkt, wobei das Relais die Temperatureinflüsse summiert, die von den im Innern der einzelnen Abteile angeordneten Thermostaten übertragen werden, während das manometrische Thermometer die Einflüsse aufnimmt, die von der Außentemperatur herrühren.The device for temperature control is with a for totalizing the temperature influences certain device equipped in which a summing relay a heatable bimetal plate interacts with a manometric thermometer, whereby the relay sums up the temperature influences from the inside of each Compartments arranged thermostats are transferred while the manometric thermometer absorbs the influences resulting from the outside temperature.
Das summierende Relais besteht aus einer Bimetallplatte 1 und einem Heizwiderstand 2. Die Bimetallplatte 1 ist auf einer in einem Gehäuse 4 eingebauten Grundplatte 3 aufgesetzt. Das freie Ende der Bimetallplatte 1 trägt eine an ihm befestigte Druckplatte 5. Der Heizwiderstand ist mittels Leitungen 6 parallel zu einem regulierbaren Widerstand 7 und einem Satz von einstellbaren Widerständen 8 geschaltet, wobei diese durch in den einzelnen Abteilen des Fahrzeuges angeordnete Thermostaten 9 gesteuert werden. Das System der Widerstände 2, 7 und 8 wird mit Gleichstrom mit einer Spannung von 17 bis 24 Volt über eine Sicherung 10 und einen Strom-ZD stabilisator 11 gespeist.The summing relay consists of a bimetal plate 1 and a heating resistor 2. The bimetal plate 1 is placed on a base plate 3 built into a housing 4. The free end of the bimetal plate 1 carries a pressure plate 5 attached to it. The heating resistor is connected by means of lines 6 in parallel to an adjustable resistor 7 and a set of adjustable resistors 8 , these being controlled by thermostats 9 arranged in the individual compartments of the vehicle. The system of resistors 2, 7 and 8 is fed with direct current with a voltage of 17 to 24 volts via a fuse 10 and a current ZD stabilizer 11.
Das manometrische Thermometer besteht aus einem mit Quecksilber gefüllten Fühler 12, einem mit ihm verbundenen Kapillarrohr 13, einer Federspirale 14, mit welcher ein einstellbares Stoßstück 15 in Verbindung steht, dessen freies Ende einen Mikroschalter 16 trägt, der von einem Schalthebel 17 überragt wird. Dieser Schalthebel ist mit Hilfe der auf der Bimetallplatte 1 angeordneten Druckplatte 5 betätigbar. Der Mikroschalter 16 steuert die Zentralheizanlage des Fahrzeuges mittels eines bekannten Relais und eines Schützes. Für die Einstellung des durch den Thermometerfühler zu regelnden Temperaturbereiches ist im Gehäuse 4 eine Stellschraube 18 vor-"e or sehen, mit deren Hilfe eine Druckfeder 19 spannbar ist, deren anderes Ende mit dem Ende der Federspirale 14 verbunden ist.The manometric thermometer consists of a mercury-filled probe 12, a capillary tube 13 connected to it, a spring coil 14 with which an adjustable push piece 15 is connected, the free end of which carries a microswitch 16 over which a switching lever 17 protrudes. This shift lever can be actuated by means of the bimetal plate 1 arranged on the pressure plate. 5 The microswitch 16 controls the central heating system of the vehicle by means of a known relay and a contactor. To set the temperature range to be regulated by the thermometer sensor, an adjusting screw 18 is provided in the housing 4, with the aid of which a compression spring 19 can be tensioned, the other end of which is connected to the end of the spring coil 14.
Die Durchbiegung der Birnetallplatte 1 ist nicht nur von der durch den Heizwiderstand 2 zugeführten Wärmemenge abhängig, sondern auch von der Umgebungstemperatur, was eine ungenaue Wirkung der gesamten Regeleinrichtung bewirkt.The deflection of the pear-shaped plate 1 is not only dependent on the amount of heat supplied by the heating resistor 2, but also on the ambient temperature, which causes an inaccurate effect of the entire control device.
Um den Einfluß der Umgebungstemperatur auf die Regeleinrichtung auszuschalten, ist diese (F i g. 2) mit einer ebenfalls auf der Grundplatte 3 aufgesetzten Ausgleichsbimetallplatte 20 versehen, an deren Ende der mittels der Druckfeder 19 nach links abgezogene Mikroschalter 16 befestigt ist. Das Stoßstück 15 dagegen ist zwischen dem Ende der Federspirale 14 und der Bimetallausgleichsplatte 20 angeordnet. Der Fühler befindet sich in einem Luftkanal 21, in dem sowohl die von außen durch einen Kanal 22 angesaugte Frischluft als auch die Luft aus der Umluftleitung 23 strömt. Die Gruppe der Raumthermostaten 9 beeinflußt über das summierende Relais das zentrale Heizsystem des Fahrzeuges mit einer gewissen Verzögerung, die durch die Wärmekapazität des Fahrzeuges und den Unempfindlichkeitsbereich der Thermostaten 9 verursacht wird; dieses bewirkt eine die zulässigen Grenzen überschreitende Temperaturänderung in den einzelnen Abteilen. Diese Verzögerung wird durch das Manometer-Thennometer mit Hilfe des im Kanal 21 eingesetzten Fühlers 12 teilweise ausgeglichen, da dieses Thermometer auf die Einflüsse der Temperatur der mit der Umluft vermischten Außenluft reagiert, die in das Fahrzeug eingeführt wird; es reagiert jedoch nicht auf andere Einflüsse, die die Wärmeverluste beeinflussen, wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Windrichtung und -geschwindigkeit.In order to switch off the influence of the ambient temperature on the control device, this ( FIG. 2) is provided with a balancing bimetal plate 20 which is also placed on the base plate 3 , at the end of which the microswitch 16 is attached to the left by means of the compression spring 19. The thrust piece 15, on the other hand, is arranged between the end of the spring coil 14 and the bimetallic compensation plate 20. The sensor is located in an air duct 21 in which both the fresh air drawn in from the outside through a duct 22 and the air from the circulating air line 23 flow. The group of room thermostats 9 influences the central heating system of the vehicle via the summing relay with a certain delay caused by the thermal capacity of the vehicle and the insensitivity range of the thermostats 9 ; this causes a temperature change in the individual compartments that exceeds the permissible limits. This delay is partially compensated for by the manometer-thennometer with the aid of the sensor 12 inserted in the duct 21, since this thermometer reacts to the influences of the temperature of the outside air mixed with the ambient air which is introduced into the vehicle; however, it does not react to other influences that affect the heat losses, such as vehicle speed, wind direction and speed.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das manometrische Thermometer einen aus dem Kanal 21 teilweise herausragenden Fühler 12 auf (F i g. 3), das herausragende Teil befindet sich in einem Rohrmantel 24 mit Schlitzen 25, die mit einstellbaren Blenden 26 versehen sind.According to a further embodiment, the manometric thermometer one out of the channel 21 partially protruding probe 12 (F i g. 3), the protruding part is located in a tubular sheath 24 with slots 25 which are provided with adjustable irises 26.
Diese Anordnung des Fühlers 12 ermöglicht eine Einflußnahme der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges sowie der Windrichtung und -geschwindigkeit auf el die Regelanlage.This arrangement of the sensor 12 enables the driving speed to be influenced of the vehicle as well as the wind direction and speed on the control system.
Nach Betäti-en des Schalthebels 17 am Mikroschalter 16 mittels der auf der Bimetallplatte 1 aufgesetzten Druckplatte 5 und durch Umschalten der Kontakte des Mikroschalters 16 erfolgt das Abschalten der Zentralheizanlage, wodurch die Innenraumtemperatur ziemlich schnell unter die zulässige Grenze sinkt.After actuating the switching lever 17 on the microswitch 16 by means of the pressure plate 5 placed on the bimetallic plate 1 and by switching the contacts of the microswitch 16 , the central heating system is switched off, whereby the interior temperature falls fairly quickly below the permissible limit.
Um ein Absinken der Lufttemperatur im Fahrzeuginnern unterhalb der zulässigen Grenze zu verhindern, sind in den Stromkreis des Heizwiderstandes 2 ein einstellbarer Hilfswiderstand 27 und parallel zu ihm auch Arbeitskontakte 28 des Relais eingeschaltet. Das Relais wird mit Hilfe des Mikroschalters 16 gesteuert. Durch Abschalten des Mikroschalters und der Arbeitskontakte 28 des Relais erfolgt ein Einschalten des zusätzlichen einstellbaren Hilfswiderstandes 27 in den Stromkreis des Heizwiderstandes 2, wodurch der durch den Heizwiderstand fließende Strom vermindert wird; dadurch kehrt die Bimetallplatte 1 schneller in ihre Ausgangsstellung zurück.In order to prevent the air temperature in the vehicle interior from falling below the permissible limit, an adjustable auxiliary resistor 27 and, in parallel with it, also working contacts 28 of the relay are switched on in the circuit of the heating resistor 2. The relay is controlled with the aid of the microswitch 16 . By switching off the microswitch and the working contacts 28 of the relay, the additional adjustable auxiliary resistor 27 is switched on in the circuit of the heating resistor 2, whereby the current flowing through the heating resistor is reduced; as a result, the bimetal plate 1 returns more quickly to its starting position.
Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung ist wie folgt: Die Warmluftheizanlage im Fahrzeuginneren stellt ein mit Hilfe des Mikroschalters steuerbares Zentralheizungssystem dar. Dieses Zentralheizungssystem führt die aufgewärmte Luft den einzelnen Ab- teilen zu, in denen die mit den einstellbaren Widerständen 8 reihengeschalteten Thermostaten angeordnet sind.The operation of the control device is as follows: The hot air heating in the vehicle interior is a controllable with the aid of the microswitch central heating system, this central heating system, the heated air to the individual waste parts to where the series-connected with the adjustable resistors 8 thermostats are arranged..
Der stabilisierte Strom fließt durch zwei Stromkreise, wobei im ersten der Heizwiderstand 2 der Bimetallplatte und gegebenenfalls der Hilfswiderstand 27 angeordnet sind, im zweiten parallelen Stromkreis sind der Regelwiderstand 7 sowie parallel mit demselben die einstellbaren Widerstände 8 mit den Kontakten der Raumthermostate 9 vorgesehen.The stabilized current flows through two circuits, the heating resistor 2 of the bimetal plate and possibly the auxiliary resistor 27 being arranged in the first, the regulating resistor 7 and the adjustable resistors 8 with the contacts of the room thermostats 9 being provided in the second parallel circuit.
In Abhängigkeit von der Temperatur in den einzelnen Fahrzeu-abteilen werden Widerstände 8 ein-C oder abgeschaltet, wodurch eine Änderung der Stromstärke erfolgt, die durch den mit der Bimetallplatte 1 des Relais verbundenen Heizwiderstand 2 fließt.Depending on the temperature in the individual vehicle compartments, resistors 8 are switched on or off, which results in a change in the current intensity flowing through the heating resistor 2 connected to the bimetal plate 1 of the relay.
Falls die Innenraumtemperatur die eingestellten Sollwerte überschreitet, öffnen sich die Kontakte der Thermostaten 9, wodurch ein stärkerer Strom über den Heizwiderstand 2 fließt, der ein Ausbiegen der Bimetallplatte 1 bewirkt; mittels der an dieser Platte befestigten Druckplatte 5 wird der Hebel 17 des Mikroschalters 16 verschoben. In dieser Lage wird das zentrale Heizsystem über das bekannte System von Relais und Schützen abgeschaltet.If the interior temperature exceeds the set target values, the contacts of the thermostats 9 open, as a result of which a stronger current flows through the heating resistor 2, which causes the bimetallic plate 1 to flex; by means of the pressure plate 5 attached to this plate, the lever 17 of the microswitch 16 is displaced. In this position, the central heating system is switched off via the familiar system of relays and contactors.
Bei abgeschalteter Heizanlage beginnt die Raumtemperatur langsain zu sinken; erreicht die Temperatur den untersten der eingestellten Werte, so schalten sich selbsttätig die Thermostaten 9 ein, dadurch fließt ein schwächerer Strom durch den Heizwiderstand 2, wodurch ein Zurückbiegen der Bimetallplatte 1 bewirkt wird, die in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt und die ganze Heizanlage wird wieder eingeschaltet.When the heating system is switched off, the room temperature slowly begins to decrease; If the temperature reaches the lowest of the set values, the thermostats 9 switch on automatically, as a result of which a weaker current flows through the heating resistor 2, causing the bimetal plate 1 to bend back, which returns to its original position and the entire heating system is switched on again.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch zur Temperaturregelung auf Schiffen, Flugzeugen, in Gebäuden usw. Verwendung finden.The device according to the invention can also be used for temperature control on ships, airplanes, in buildings etc. use.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL1234765X | 1963-05-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1234765B true DE1234765B (en) | 1967-02-23 |
Family
ID=19949780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEJ25858A Pending DE1234765B (en) | 1963-05-18 | 1964-05-16 | Device for temperature control in hot air heating systems for vehicles, especially rail vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1234765B (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE721321C (en) * | 1939-09-13 | 1942-06-06 | Julius Pintsch Kom Ges | Device for the automatic regulation of heating, especially for railway vehicles |
| DE850944C (en) * | 1949-04-27 | 1952-09-29 | Vapor Heating Corp | System for controlling the temperature of a number of enclosed spaces |
| DE1064975B (en) * | 1958-03-24 | 1959-09-10 | Hagenuk Neufeldt Kuhnke Gmbh | Air heating system, preferably for railway vehicles with several rooms or compartments to be heated |
-
1964
- 1964-05-16 DE DEJ25858A patent/DE1234765B/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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