DE19531912C1 - Heizsystem für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizsystem für Schienenfahrzeuge, insbesondere ein Fußbodenheizsystem für den Betrieb an Fahrdrahtnetzen.

Beschreibung

Fußbodenheizplatten als Unterstützung zu Grundheizungen wie Umluftgeräten, Heizkanälen und Konvektionsheizkörpern werden in Schienenfahrzeugen des öffentlichen Personennahverkehrs bereits seit ca. 15 bis 20 Jahren eingesetzt.

Der Einsatz als Vollheizung scheiterte bisher jedoch daran, daß der extra dafür benötigte Energiebedarf sehr teuer ist und zudem schwere Umrichter erforderlich sind, da alle auf dem Markt bekannten Flächenheizsysteme auf der Basis von 24-110 V DC bzw. 220-380 V AC-Netzen aufgebaut sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Heizsystem für Schienenfahrzeuge zu entwickeln, welches einen Betrieb an Fahrdrahtnetzen von 600-750 V DC, wie sie im Personennahverkehr vorkommen, erlaubt und somit für die Heizenergie keine zusätzliche Umrichterspannungskapazität erforderlich wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das System sich aus mindestens einer Heizplatte zusammensetzt, welche in einer Trägerplatte per Nut eingebettete und durch geerdete Flachstahlstreifenelemente nach oben und/oder unten hin versenkte und vollständig abgedeckte Heizleiter aufweist, die für für eine Fahrdrahtspannung von 600-750 DC ausgelegt sind.

Die für die Fahrdrahtspannung ausgelegten Heizleiter innerhalb der Heizplatte ermöglichen es, daß für die Heizenergie keine Umrichterspannungskapzität erforderlich ist.

Der Flachstahlstreifen ist geerdet und dient somit als zusätzliche Schutzerde, ergänzend zur üblichen Umflechtung des Heizleiters, der ebenfalls geerdet ist.

Die Flachstahlstreifen sind in nicht geradlinigen Bereichen Bogenelemente, die über eine Federkonstruktion mit den geradlinigen Bereichen der Flachstahlstreifenelemente miteinander verbunden sind.

Durch die erfindungsgemäße Einbettung der Heizleiter und Abdeckung durch geerdeten Flachstahlstreifen bestehen ausreichende Sicherheitsvorkehrungen, so daß ein versehentliches Anbohren erheblich erschwert wird.

Abhängig von der Last/m² und je nach verwendeter Plattendicke kann die Abdeckung auch nach unten erforderlich sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind in der Heizplatte Thermostate eingebaut, so daß über einen Mikrorechner eine Temperaturregelung der Raumtemperatur erfolgen kann.

Eine besondere Ausführung der Erfindung beinhaltet, daß ein Thermostat ein Übertemperaturschutz mit Handreset ist, wodurch erhöhte Sicherheitsvorkehrungen geschaffen werden.

Die Verbindung zwischen Heizleiter und Hochspannungskabel ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung innerhalb der Heizplatte vorgesehen, so daß sich der Anschluß der Heizplatte auf 2 Leitungen und 2 Steuerleitungen beschränkt.

Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist das Trägermaterial, indem die Heizleiter eingebettet sind, schwerentflammbares, selbsttragendes Konstruktionssperrholz, welches geeignet, ist die eigentliche Fußbodenkonstruktion des Fahrzeuges selbst zu bilden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung beinhaltet, daß die Heizplatten in Modulbauweise den fahrzeugbaulichen Gegebenheiten angepaßt werden können. Das Heizsystem kann damit in jedem möglichen Fahrzeug- bzw. Wagentyp eingepaßt werden.

Die einzelnen Heizplatten können nach einem anderen Merkmal der Erfindung auch zu Heizgruppen zusammengefaßt werden und durch einen extemen Raumtemperaturregler gemeinsam oder getrennt geregelt werden, wodurch sich ein universeller und effizienter Einsatz ergibt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden.

In den Abbildungen zeigt

Fig. 1 eine Heizplatte mit eingebetteten Heizleiter und Flachstahlstreifen

Fig. 2 eine Heizplatte mit Verbindung zum Hochspannungskabel und Steuerleitungen.

Bei dem erfindungsgemäßen Heizsystem können Heizplatten 1 in Modulbauweise entsprechend den fahrzeugbaulichen Gegebenheiten angepaßt werden, und die einzelnen Heizplatten 1 können zu Heizgruppen zusammengefaßt werden und durch einen externen Raumtemperaturregler gemeinsam oder getrennt geregelt werden.

Der Aufbau einer einzelnen Heizplatte 1 ist in der Fig. 1 dargestellt. Mit 2 und 2′ sind die Flachstahlstreifen bezeichnet, welche den in einer Trägerplatte 3 eingebetteten Heizleiter 4 nach oben und/oder unten abdecken.

Die Flachstahlstreifen 2 und 2′ sind unter Berücksichtigung der zu erwartenden Wärmeausdehnung in der Trägerplatte 3 angeordnet (Wärmeausdehnungsfuge 5). Bei dem Material der Flachstahlstreifen 2, 2′ handelt es sich um ein Edelstahlmaterial V2A.

Aus physikalischen Gründen werden die Flachstahlstreifen 2, 2′ zur Abdeckung der Heizleiter 4 nicht in einem Stück gefertigt. Daher werden im Bogenbereich Bogenelemente 2′ mit Federkonstruktionen (nicht dargestellt) zur festen Anordnung bzw. Verbindung der einzelnen Flachstahlstreifenelemente 2 und 2′ eingesetzt.

Die Trägerplatte 3 mit den darin angeordneten Heizleitern 4 und Flachstahlstreifen 2 und 2′ wird fest mit einer Deckplatte verbunden, z. B. verleimt.

In Fig. 2 ist die Heizplatte 1 mit Verbindung 6 zum Hochspannungskabel 7 und Steuerleitungen für die Thermostaten 8 und 9 dargestellt. Bei der Verbindung 6 zum Hochspannungskabel 7 kann es sich um eine hochspannungsfeste Leitung oder um eine sonstige Übergangsstelle handeln.

Bei der beispielhaften Ausführungsform findet die Temperaturregelung über zwei in der Platte eingebaute Thermostate 8 und 9 sowie einem nicht dargestellten Mikrorechner statt, der auch die Raumtemperatur regeln kann.

In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich beim Thermostaten 8 um eine Sonderausführung in Form eines Übertemperaturschutzes, d. h. bei Abschalten bedingt durch Temperaturüberschreitung erfolgt die Wiedereinschaltung des Thermostaten 8 per Hand und nicht automatisch nach Absinken der Auslösetemperatur. Der Übertemperaturschutz ist so dimensioniert, daß ein Abschalten nur bei Vorliegen eines Störfalles erfolgt und somit eine technische Überprüfung erforderlich wird. Erst nach Störungsbeseitigung ist ein Wiedereinschalten zulässig.

Durch das erfindungsgemäße Heizsystem wird eine Energieabgabe an den Fahrgastraum von ca. 350 W/m² bei ca. 40°C Oberflächentemperatur erreicht, so daß der Einsatz als Grundheizung möglich ist. Diese Oberflächentemperatur ist möglich, da es sich nicht um einen Wohnbereich handelt und die Fahrgäste ohnehin in der Heizperiode mit entsprechendem Schuhwerk ausgerüstet sind.

Claims (9)

1. Heizsystem für Schienenfahrzeuge, insbesondere Fußbodenheizsystem für den Betrieb an Fahrdrahtnetzen, wobei das System sich aus mindestens einer Heizplatte (1) zusammensetzt, welche in einer Trägerplatte (3) per Nut eingebettete und durch geerdete Flachstahlstreifenelemente (2, 2′) nach oben und/oder unten hin versenkte und vollständig abgedeckte Heizleiter (4) aufweist, die für eine Fahrdrahtspannung von 600-750 V DC ausgelegt sind.

2. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachstahlstreifen in nicht geradlinigen Bereichen Bogenelemente (2′) sind, die über eine Federkonstruktion mit den geradlinigen Bereichen der Flachstahlstreifenelemente (2) verbunden sind.

3. Heizsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (3) mit einer Deckplatte fest verbunden ist.

4. Heizsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizplatte (1) Thermostate (8, 9) zur Temperaturregelung enthält.

5. Heizsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (8) ein Übertemperaturschutz mit Handreset ist.

6. Heizsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (6) zwischen Heizleiter (4) und Hochspannungskabel (7) innerhalb der Heizplatte (1) vorgesehen ist.

7. Heizsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial, in dem die Heizleiter (4) eingebettet sind, schwerentflammbares, selbsttragendes Konstruktionssperrholz ist und die eigentliche Fußbodenkonstruktion des Fahrzeuges darstellt.

8. Heizsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Heizplatte (1) in Modulbauweise den fahrzeugbaulichen Gegebenheiten angepaßt werden kann.

9. Heizsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Heizplatten (1) zu Heizgruppen zusammengefaßt werden können und durch einen externen Raumtemperaturregler gemeinsam oder getrennt regelbar sein können.