DE2038912B2 - Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einem Luftheiz- und Kühlaggregat und zwei von diesem ausgthenden luftführenden Kanälen, von denen der eine einen ständig vorhandenen Luftstrom als Grundenteil führt, dessen Temperatur zentral durch einen das Heiz- und Kühlaggregat steuernden Außenthermostaten geregelt ist, der die Einflüsse der Außentemperatur sowie weitere Außeneinflüsse auf die Temperatur in den Fahrgasträumen erfaßt, und der andere Kanal einen den Fahrgasträumen über von Raumthermostaten gesteuerte Auslässe getrennt zuteilbaren Luftstrom als Zusatzanteil führt, dessen Temperatur unabhängig von der Außen- und Innentemperatur auf einen vorzugsweise konstanten Sollwert eingeregelt ist, wobei der Querschnitt des den Grundanteil liefernden Kanals für einen den Wärmebedarf des vollbesetzten Fahrzeuges im Heizbetrieb deckenden Durchsatz bemessen ist und in

to einer Kühlstufe der Kanal für den Grundanteil durch Kühlluft und der Kanal für den Zusatzanteil durch Heizluft beaufschlagt sind.

Diese bekannte Anlage zeichnet sich gegenüber konventionellen Luftheizanlagen durch eine erhöhte Präzision und beschleunigten Ablauf des Regelvorganges aus und hat darüberhinaus den Vorteil, daß der Raumbedarf für beide Luftkanäle dennoch nicht größer als bei einer Einkanal-Luftheizung ist. Die Unterbringung der beiden Luftkanäle bereitet daher auch bei den beengten räumlichen Verhältnissen im Inneren von Schienenfahrzeugen keinerlei Schwierigkeiten. Die beiden Kanäle können beispielsweise entlang der inneren Wagenlängswand verlaufen; diese Anordnung gewährleistet geringste Wärmeverluste, sie ist jedoch bei Zweikanalluftheizungen üblicher Bauart nicht anwendbar, da von den beiden Kanälen der eine ausschließlich Kaltluft und der andere Warmluft führt, und somit beide jeweils für den vollen Luftdurchsatz bemessen sein müssen. Die bekannte Klimaanlage zeichnet sich durch hohe Wirtschaftlichkeit aus, da die aufgewendete Heiz- und Kühlenergie optimal ausgenützt wird.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei der bekannten Klimaanlage der in seinem Querschnitt auf die Verhältnisse des Heizbetriebes abgestimmte, den Grundanteil liefernde Kanal für den Kühlbetrieb bei extremen Temperaturverhältnissen nicht genügend eroß dimensioniert ist.

Dabei ist zu beachten, daß im bekannten Falle der den Grundanteil der HeJz- bzw. Kühlluft führende Kanal für die Beheizung bzw. Kühlung von vollbesetzten Fahrgastabteilen ausgelegt sein sollte, wobei die: für minder besetzte Abteile zusätzlich benötigte Wärmeenergie zum Erreichen der gewünschten Temperatur diesen Abteilen über den Zusatzkanal zugeführt wird. Die Ursache, weshalb sich bei der bekannten Einrichtung die Abmessungen des den Grundanteil liefernden Kanals, die im wesentlichen durch die beschränkten Raumverhältnisse limitiert sind, bei extremen Verhältnissen für den Kühlbetrieb häufig als zu klein erweisen, liegt darin, daß im Heizbetrieb mit einer wesentlich höheren Temperaturdifferenz (Temperatur der Heizluft abzüglich der Raumlufttemperatur) gearbeitet werden kann als dies im Kühlbetrieb der Fall ist Auch wenn berücksichtigt wird, daß die Temperaturdifferenz zwischen der Außen- und Innentemperatur im Kühlbetrieb wesentlich kleiner ist und nur etwa 8—10⁰C beträgt, ergeben sich ungünstigere Verhältnisse gegenüber dem Heizbetrieb, da die Temperatur der eingeblasenen Kühlluft nicht unter +5° C gesenkt werden darf, um eine Vereisung des Kältemittelverdampfers im Kühlaggregat zu vermeiden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung der bekannten Klimaanlage in dem Sinne zu erreichen, daß auch im Kühlbetrieb gleich günstige Verhältnisse wie im Heizbetrieb geschaffen werden und auch bei sehr hohen Außentemperaturen in den Fahrgasträumen eine von den Reisenden als angenehm empfundene Temperatur aufrecht erhalten werden kann.

Als Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß zum Umstellen der Klimaanlage in eine zweite Kühlstufe sämtliche Raumthermostate auf einen oberen vorgewählten Temperaturwert und der Außenthermostat auf einen oberen Grenzwert eingestellt sind, in der beide Kanäle Kühlluft führen und über einen Thermo-Verzögerungsschalter eine Umschaltvorrichtung aktivierbar ist, über deren Schaltstrecken die «o Versorgungsleitungen der Antriebselemente, z. B. Drehmagnete, der verstellbaren Auslässe des den Zusatzanteil führenden Kanales geführt sind und die im aktivierten Zustand eine Änderung der Arbeitsrichtung der Antriebselemente in bezug auf die Schaltzustände « des jeweils zugeordneten Raumthermostaten bewirkt. Die erste Kühlstufe stellt dabei den Übergangsbetrieb von der Heizung zur Kühlung dar, welche bis zum Einsetzen extremer klimatischer Bedingungen anhält. In diesem Regelzustand ist die verfügbare Kälteleistung so des Kühlaggregates noch nicht voll ausgenützt und es kann die auch im Heizbetrieb als obere Grenze festgelegte Raumtemperatur, welche vorzugsweise bei etwa 23° C liegt, noch eingehalten werden. Die erste Kühlstufe unterscheidet sich somit vom reinen Heizbetrieb im wesentlichen nur durch die reduzierte Temperatur des den Fahrgasträumen ständig zugeführten Grundanteiles, wogegen die Steuerung der Auslässe des weiterhin von Heizluft beaufschlagten Zusatzluftkanals, welcher lediglich die durch wechselnde Beset- f>o zung der einzelnen Fahrgasträume, das öffnen von Türen od. dgl. entstehende Differenz des Wärmebedarfes auszugleichen gestattet, im gleichen Sinn wie im reinen Heizbetrieb erfolgt.

Eine Änderung dieser Betriebsweise tritt erst ein, wenn als Folge extremer Außenverhältnisse in den Fahrgasträumen die vorbestimmte maximale Regeltem-Deratur überschritten wird. Die Raumthermostaten steuern daher die Umschaltvorrichtung an, welche die Anlage von der ersten auf die zweite Kühlstufe umschaltet, vorausgesetzt, daß auch der Außenthermostat ein Oberschreiten einer vorbestimmten oberen Grenztemperatur registriert Das in den Stromkreis des Umschaltrelais geschaltete Verzögerungsrelais stellt dabei sicher, daß das Uinschaltrelais nicht durch kurzzeitige für die Klimatisierung der Tahrgasträume an sich unbedeutende Abweichung der Raumtemperatur von der vorbestimmten Regeltemperatur beeinflußt wird und durch oftmaligen Wechsel der Betriebsweise des Klimaaggregates ein unnötiger Energieverbrauch eintritt Das Umschaltrelais spricht daher erst an, wenn die Regelabweichung der Raumtemperatur von längerer Dauer als die voreingestellte Verzögerung des Thermorelais, z. B. zwei Minuten, ist

Der dem Zusatzluftkanal zugeordnete Teil des Heiz- und Kühlaggregates wird bei extremen Verhältnissen auf reinen Kühlbetrieb umgeschaltet, so daß nun über die Querschnitte beider Kanäle Kühlluft in die Fahrgasträume strömen kann. Der Ausgleich der durch wechselnde Besetzung der einzelnen Abteile verursachten Differenzen des Kühlbedarfes erfolgt auch bei der zweiten Kühlstufe durch Steuerung der Auslässe des Zusatzluftkanals durch die Raumthermostaten, jedoch in einem der Steuerung bei der ersten Kühlstufe und im reinen Heizbetrieb entgegengesetzten Sinne. Das bedeutet also, daß auch in dem für den Kühlbetrieb ungünstigsten Falle, vollbesetzter Fahrgasträume und extrem hoher Außentemperaturen, der Kühlbedarf mittels der über beide Luftkanäle in die Fahrgasträume strömenden Kühlluft gedeckt werden kann.

Durch die Umkehrung der Verstellbewegung der Schieber an den Auslässen des Zusatzluftkanals wird bei geringstem Aufwand und insbesondere ohne nennenswerten zusätzlichen Platzbedarf die bereits für die Heizluftzumessung erforderliche Einrichtung auch im Kühlbetrieb voll ausgenützt.

Um eine ausreichende Belüftung der Fahrgasträume sicherzustellen, ist der den Grundanteil liefernde Luftkanal derart bemessen, daß er auch im Alleinbetrieb die pro Person festgelegte Luftrate zu liefern in der Lage ist.

Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Regeleinrichtung für die erfindungsgemäße Klimaanlage mit von einem Drehmagneten betätigter Luftklappe an jedem Auslaß des den Zusatzteil führenden Kanals und je einem mit dem Raumthermostaten in Serie geschalteten Steuerrelais ausgeschildert, das ein im Speisestromkreis des Drehmagneten liegendes Kontaktpaar aufweist. Diese Regeleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung aus einem Umschaltrelais mit vier je einen Ruhe- und einen Arbeitskontakt aufweisenden Kontaktpaaren besteht, das über den Ruhekontakt seines ersten Kontaktpaares und die Kontakte dreier weiterer in seinem Erregerstromkreis in Serie geschalteter Relais erregbar ist, von denen das erste (Maximalrelais) bei Überschreiten der jeweils vorgewählten Regeltemperatur in allen Fahrgasträumen, das zweite bei Einschalten des Kühlaggregates und das dritte bei Überschreiten einer vorbestimmten oberen Grenztemperatur des Außenthermostaten im Schließsinn betätigt ist, daß die Kontakte des zweiten Kontaktpaares des Umschaltrelais je über eine Leitung mit jeweils einem der beiden Kontakte eines jeden Drehmagnet-Steuerrelais und die Kontakte des dritten Kontaktpaares je über eine Leitung mit auf verschieden hohen Ansprechtemperaturen eingestellten Schaltfüh-

lern der Raumthermostaten verbunden sind und daß der Arbeitskontakt des vierten Kontaktpaares und ein bei Überschreiten einer vorbestimmten unteren Grenztemperatur des Außenthermostaten geschlossener Relaiskontakt in einem separaten Haltestromkreis des ^r> Umschaltrelais in Serie liegen. Mit dieser in ihrem Auioau verhältnismäßig einfachen Regeleinrichtung ist ein vollkommen selbsttätiger Ablauf des Regelgeschehens auch beim Übergang von der einen auf die andere Kühlstufe gewährleistet.

Beim Übergang von der zweiten auf die erste Kühlstufe sorgt der im Haltestromkreis des Umschaltrelais gelegene, vom Außenthermostaten gesteuerte Relaiskontakt dafür, daß das Umschalten erst dann erfolgt, wenn der Außenthermostat einen Temperaturrückgang bis unter seine untere Grenztemperatur und somit ein Absinken der Außentemperatur auf einen Wert registriert, welcher das Einhalten der vorgesehenen Regeltemperatur auch in der ersten Kühlstufe ermöglicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung weist das Steuerrelais für einen jeden Drehmagneten ein zweites, über den Ruhekontakt des zweiten Kontaktpaares des Umschaltrelais an den Speisestromkreis angeschlossenes Kontaktpaar auf, über dessen Ruhekontakt das Maximalrelais und über dessen Arbeitskontakt der Außenthermostat an den Speisestromkreis anschaltbar ist. In diese Steuerung können erforderlichenfalls auch noch weitere elektrisch betätigte Organe der Klimaanlage, beispielsweise eine den Anteil von Frischluft und Abluft steuernde Umluftklappe, ein Windfahnenrelais od. dgl. sinngemäß miteinbezogen werden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt F i g. 1 das Schema einer Klimaanlage,

F i g. 2 und 3 Einzelheiten zu der Anlage nach F i g. 1, wobei F i g. 2 den Schnitt nach der Linie H-II und F i g. 3 den Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1 darstellen, und

F i g. 4 das Prinzipschaltbild einer elektrischen Regeleinrichtung für die Klimaanlage.

Bei der für den Einbau in ein Schienenfahrzeug bestimmten Klimaanlage wird je nach Stellung einer mittels zweier Drehmagnete 1 betätigten Umluftklappe 2 entsprechend den jeweiligen Betriebserfordernissen Frisch-, Misch- oder Umluft von einem Gebläse 3 mit Antriebsmotor 4 angesaugt Die mit vollen Linien eingezeichnete Lage der Umluftklappe 2 entspricht dem reinen Frischluftbetrieb und die mit gestrichelten Linien dargestellten Klappenlagen dem reinen Umluftbetrieb.

Die vom Gebläse 3 geförderte Luft gelangt über ein Luftfilter 5 zum Klimaaggregat 6, dessen Kühlaggregat von den Rohrschlangen 7 und 7' eines Kältemittelverdampfers gebildet ist und dessen Heizteil aus getrennt an die Speisespannung schaltbaren Heizspiralen 8 und 8' bzw. 9 besteht

Innerhalb des Heizteiles des Klimaaggregates 6 findet eine Unterteilung des Luftstromes in zwei separate Luftkanäle 10 und 11 statt, von denen der eine 10 den größeren Querschnitt aufweist und die beiden Heizspiralen 8 und 8' enthält, wogegen die Heizspirale 9 in dem den kleineren Querschnitt aufweisenden Luftkanal 11 untergebracht ist Entsprechend seiner Bestimmung wird der Luftkanal 10 im folgenden als Grundanteilkanal und der Luftkanal 11 als Zusatzanteilkanal bezeichnet

In den beiden Kanälen 10 und 11 ist je eine Übertemperatur-Schutzeinrichtung 12 angeordnet, welche zum Abschalten der Speisespannung der Heizspiralen 8, 8' und 9 im Falle von Überhitzungen dienen. Ein solcher Fall tritt beispielsweise bei Steckenbleiben eines Hochspannungsheizschützes in der Heizstellung ein. Den Schutzeinrichtungen 12 folgt in jedem der beiden Kanäle ein Dampflufterhitzer 13 bzw. 13', welcher im Falle der Dampftraktion die Aufgabe der Heizspirale 8 und 8' bzw. 9 übernimmt. Die Steuerung der Dampflufterhitzer 13 und 13' erfolgt durch Hochdruckmagnetventile 14 bzw. 14', die über einen Wasserabscheider 15 mit Heizdampf beaufschlagt sind. Dem Klimaaggregat 6 ist in beiden Kanälen 10 und 11 je ein Begrenzungsthermostat 16 und ein Sicherheitsthermostat 17 nachgeschaltet und ein im Zusatzanteilkanal 11 zusätzlich angeordneter Thermostat 18 steuert die Heizlufttemperatur in diesem Kanal während des Klimabetriebes. Ein hinter dem Gebläse 3 im Luftstrom angeordnetes Windfahnenrelais 19 verhindert das Einschalten der Heizung bei unzureichendem Luftstrom bzw. schaltet die Heizung ab, falls während des Betriebs aus irgendeinem Grund die Geschwindigkeit des Luftstromes unter eine gewisse Größe absinkt.

Über den Grundanteilkanal 10 und den Zusatzanteilkanal 11 werden die Fahrgasträume und der Korridor mit von Klimaaggregat 6 temperierter Luft versorgt und daher je nach den Erfordernissen beheizt, belüftet bzw. gekühlt. Das im folgenden noch näher erläuterte Regelprinzip der Klimaanlage sieht vor, daß über den Kanal 10 ein im Klimaaggregat 6 entsprechend temperierter Luftstrom (Grundanteil) den Fahrzeugräumen ständig zugeführt wird, dessen Temperatur zentral durch einen das Klimaaggregat 6 steuernden Außenthermostaten 20 geregelt wird, welcher nicht nur die Einflüsse der Außentemperatur, sondern auch noch weiterer Außenverhältnisse auf die Temperatur in den Fahrgasträumen erfaßt. Der Außenthermostat 20 ist zu diesem Zweck auf dem Dach des Fahrzeuges, den Witterungsverhältnissen ausgesetzt, angeordnet Dieser auch als Pulsateur bezeichnete Außenthermostat 20 besteht aus einem Vergleichsbehälter 21, dessen Innenraum über eine Leitung 22 mit dem Grundanteilkanal 10 verbunden ist. Das eigentliche Meßelement des Außenthermostaten 20 bildet ein im Vergieichsbehälter 21 angeordneter Temperaturfühler 23. Die Größe und die Abschirmung des Vergleichsbehälters 21 ist derart ausgelegt, daß in seinem Inneren annähernd dieselben Temperaturverhältnisse wie in den Fahrgasträumen herrschen. Durch den Anschluß des Vergleichsbehälters 21 an den Grundanteilkanal 10 wird sichergestellt, daß die von Temperaturfühler 23 erfaßte Temperatur unabhängig von der Temperatur im Fahrgastraum bleibt Die Abluft aus dem Vergleichsbehälter 21 gelangt über ein Abzugrohr 24 in den Dachraum des Fahrzeuges. Durch den Außenthermostat 20 werden also neben den Einflüssen der Außentemperatur auch die der Witterungsverhältnisse, beispielsweise der Sonnenbestrahlung, des Fahrtwindes und der Niederschläge auf die Temperatur in den Fahrgasträumen berücksichtigt

Für die Bemessung des Querschnittes des Grundanteilkanals 10 ist jener Luftdurchsatz maßgeblich, welcher im Heizbetrieb der Klimaanlage den Wärmebedarf des vollbesetzten Fahrzeuges bei ausreichender Luftrate für die Fahrgäste zu decken vermag.

Der Kanal 11 führt hingegen einen den Fahrgasträumen über vom Raumthermostat 25 gesteuerte Auslässe 34 getrennt zuteilbaren Luftstrom als Zusatzanteil,

dessen Temperatur von dem Thermostaten 16 bzw. 18 auf einen von der Außen- und Innentemperatur unabhängigen Sollwert eingeregelt ist. Im reinen Heizbetrieb ist der Thermostat 16 wirksam, dessen Ansprechtemperatur etwa 8O⁰C beträgt, wogegen im Kühlbetrieb der Thermostat 18 eine Solltemperatur von etwa 50⁰C aufrechterhält.

Der Luftaustritt aus den Kanälen 10 und 11 in einen der Fahrgasträume ist aus Fig.2 und 3 ersichtlich, wobei Fig.2 einen Querschnitt der Mischeinrichtung unterhalb eines Abteilfensters und F i g. 3 einen entsprechenden Querschnitt unterhalb der Sitze zeigt. Die Mischeinrichtung besteht aus einem Sammelgehäuse 28, in welches die Luft aus dem Grundanteilkanal 10 und dem Zusatzteilkanal 11 einströmt und dort vermischt wird. Zusätzlich wird noch Raumluft durch eine öffnung 29 angesaugt. Das Ausströmen der Mischluft erfolgt über Öffnungen 30 am oberen Rand des Sammelgehäuses 28.

Der Kanal 10 weist im Bereich unterhalb des Abteilfensters 31 Austrittsöffnungen 32 auf, welche erforderlichenfalls durch einen Lochschieber 33 steuerbar sind. Der Kanal 11 enthält den Auslaß 34 (Fig. 1), welche durch eine von einem Drehmagneten 36 betätigte Luftklappe 35 steuerbar ist. Durch diesen Auslaß 34 tritt die Luft aus dem Zusatzanteilkanal 11 in einen Raum 37 aus, von welchem sie in das Sammelgehäuse 28 gelangt.

Die Luftklappe 35 wird von dem Drehmagneten 36 in Abhängigkeit von der Raumtemperatur verstellt. An der Luftklappe 35 könnte z. B. eine mit dem Lochschieber 33 gekoppelte Stange 38 derart angelenkt sein, daß die Austrittsöffnungen 32 und der Auslaß 34 gegenläufig gesteuert werden. Auf diese Weise würde bei abnehmender Besetzung im Abteil die Luftzufuhr aus dem Kanal 11 über den Auslaß 34 vergrößert und gleichzeitig die Luftzufuhr aus dem Kanal 10 über die Austrittsöffnungen 32 entsprechend vermindert. Die im Bereich unter den Abteilsitzen 39 ersichtlichen, nicht steuerbaren Austrittsöffnungen 40 des Grundanteilkanals 10 können gegebenenfalls auch entfallen.

Die Klimatisierung der übrigen Fahrzeugräume erfolgt über die Abzweigungen 10' und 11' der Luftkanäle 10 und 11 und ist hier, weil für die Erfindung unwesentlich, nicht näher erläutert

Das Regelprinzip der Klimaanlage sieht nun folgende Betriebsstufen vor: Den reinen Heizbetrieb, in dem den Fahrgasträumen über den Grundanteilkanal 10 ständig Warmluft zugeführt wird und im Zusatzanteilkanal 11 stärker vorgewärmte Heizluft zum Ausgleich des mit der Besetzung der Fahrgasträume schwankenden Wärmebedarfes zur Verfügung steht, und den Kühlbetrieb in dem in zwei Stufen gearbeitet wird, und zwar in einer ersten Kühlstufe, bei der der Grundanteilkanal 10 mit Kühlluft beaufschlagt ist, wogegen im Zusatzanteilkanal 11 weiterhin Heizluft zum Ausgleich der besetzungsbedingten Wärmebedarfsschwankungen zur Verfugung steht

In der zweiten Kühlstufe führen hingegen beide Luftkanäle 10 und 11 Kühlluft Der Ausgleich des sich mit der Besetzung ändernden Kühlbedarfes erfolgt auch bei diesem Betriebszustand durch die beschriebene Steuerung der Auslässe des Zusatzanteilkanals 11, was aber im Kühlbetrieb nur dann möglich ist, wenn die Arbeitsweise der die Auslässe 34 steuernden Drehmagnete 36 umgekehrt wird Nach dem erfindungsgemäßen Regelprinzip erfolgt dies durch eine sowohl von den Raumthermostaten 25 als auch vom Außenthermostat 20 gesteuerte Umschaltvorrichtung, die in einer bevorzugten Ausführung in F i g. 4 schematisch dargestellt ist.

Die Umschaltvorrichtung nach Fig.4 besteht im s wesentlichen aus einem Umschaltrelais 41 mit vier je einen Ruhe- (r) und einen Arbeitskontakt (a) aufweisenden Kontaktpaaren I —IV. Die Speisespannung aus der Fahrzeugbatterie 42 wird dem Umschaltrelais 41 über einen Hauptschalter 43, den Kontakt eines Steuerstromrelais 44 und die Kontakte dreier weiterer, in Serie geschalteter Relais 45 bis 47 über den Ruhekontakt Ir seines ersten Kontaktpaares I und den Schaltkontakt 48 eines Thermo-Verzögerungsrelais 49 zugeführt. Das Steuerstromrelais 44 zeigt durch seine Schließlage an, daß im System Heizenergie vorhanden ist Das Maximalrelais 45 schließt bei Überschreiten der zulässigen Regeltemperatur in sämtlichen Fahrgasträumen. Das Relais 46 dient zum Überwachen des Betriebszustandes des Kühlaggregates und schließt bei Einschalten desselben. Das Relais 47 ist dem Außenthermostaten 20 zugeordnet und schließt, wenn eine vorbestimmte obere Grenztemperatur des Außenthermostaten 20 überschritten ist. Diese obere Grenztemperatur liegt beispielsweise bei 14° C.

Das Kontaktpaar II des Umschaltrelais 41 liegt unmittelbar über den Hauptschalter 43 an Speisespannung. Der Ruhekontakt Hr ist über eine Leitung 50 mit den Arbeitskontakten Va von den einzelnen Fahrgasträumen zugeordneten Steuerrelais 52 verbunden, die je über einen Temperaturwahlschalter 53 mit den zugehörigen Raumthermostaten 25 in Serie geschaltet sind. In gleicher Weise ist auch der Arbeitskontakt Ha über eine Leitung 51 mit den Ruhekontakter Vr sämtlicher Steuerrelais 52 verbunden. Über die Kontaktpaare V werden die Drehmagnete 36 für die Luftklappen an den Auslässen 34 angesteuert.

Die Raumthermostate 25 weisen in der in Fig.4 dargestellten Ausführung insgesamt drei Schaltfühler 54 bis 56 auf, von denen der eine (54) bei einer Temperatur von 21⁰C, der zweite (55) bei einer Temperatur von 23° C und der dritte (56), welcher nur in der zweiten Kühlstufe in Aktion tritt, bei einer Temperatur von 26° C anspricht Die Schaltfühler 54 und 55 sind über je eine Diode 58 über eine gemeinsame Leitung 57 an den Ruhekontakt HIr des Umschaltrelais 41 angeschlossen, wobei die Speisespannung dem Kontaktpaar III über den Hauptschalter 43 und das Steuerstromrelais 44 zugeführt wird. Der Temperaturwahlschalter 53 ermöglicht es, abwechselnd den Schaltfühler 54 oder 55 in Betrieb zu nehmen und damit die gewünschte Regeltemperatur vorzuwählen.

Der dritte Schaltfühler 56 des Raumthermostaten 25 ist über eine Leitung 59 mit dem Arbeitskontakt IHa des Umschaltrelais 41 verbunden. Der Arbeitskontakt IVa des Umschaltrelais 41 liegt in einem separaten Haltestromkreis 60 des Umschaltrelais 41 mit dem Schaltkontakt eines weiteren, dem Außenthermostaten 20 zugeordneten Relaisschalters 61 in Serie, welcher bei Überschreiten einer vorbestimmten unteren Grenztemperatur des Außenthermostaten 20 schließt Diese untere Grenztemperatur kann beispielsweise 12° C betragen.

Die von den Raum thermostat en 25 gesteuerten Relais 52 weisen je ein weiteres Kontaktpaar Vl auf. Diese Kontaktpaare Vl erhalten ihre Spannung über die Leitung 50. Die Ruhekontakte VIr sämtlicher Steuerrelais 52 sind an eine gemeinsame Steuerleitung 63 und die Arbeitskontakte VIa an eine weitere Steuerleitune 62

to

angeschlossen. Über die Steuerleitung 62 erhält einerseits der Temperaturfühler 23 des Außenthermostaten 20 Spannung und wird andererseits die Umluftklappe 2 gesteuert. Über die andere Steuerleitung 63 wird einerseits das Windfahnenrelais 19 und andererseits das oben erwähnte Maximalrelais 45 angesteuert.

Für die Umschalteinrichtung nach F i g. 4 ergibt sich nun folgendes Betriebsverhalten: Im reinen Heizbetrieb ist das Umschaltrelais 41 stromlos und befindet sich in der aus F i g. 4 ersichtlichen Ruhelage. In der Annahme, daß der Hauptschalter 43 und das Steuerstromrelais 44 geschlossen sind, gelangt Speisespannung über den Kontakt Ur und die Leitung 50 an die Arbeitskontakte Va der Steuerrelais 52 und andererseits über den Ruhekontakt IHr, die Leitung 57 und die beiden Dioden 58 an die Schaltfühler 54 und 55 der Raumthermostaten 25. Je nach der Lage des Temperaturwahlschalters 53 gelangt somit bei Überschreiten der jeweils eingestellten Regeltemperatur Spannung an das zugehörige Steuerrelais 52, welches anzieht und dabei den Drehmagneten 36 über den Arbeitskontakt Va an Spannung schalteL Der Drehmagnet 36 schließt dabei die Luftklappe 34, so daß Warmluft nur mehr über den Grundanteilkanal 10 in die einzelnen Abteile gelangt. Zugleich wird über den Arbeitskontakt VIa des betreffenden Steuerrelais 52 die Leitung 62 unter Spannung gesetzt. Diese Leitung war in der vorangehenden Vorheizperiode stromlos, in der mit voller Heizleistung bei auf ausschließlichen Umluftbetrieb μ eingestellter Umluftklappe 2 geheizt worden war. Der gleichfalls an die Leitung 62 geschaltete Außenthermostat 20 war während der Vorheizperiode außer Betrieb.

Mit dem Schließen des Arbeitskontaktes VIa wird die Umluftklappe 2 umgesteuert und zugleich der Außenthermostat 20 in Betrieb genommen. Der Ausgleich der von der wechselnden Besetzung verursachten Wärmebedarfsdifferenzen wird nun in jedem Abteil selbsttätig durch den Raumthermostaten 25 vorgenommen, wobei je nach der herrschenden Raumtemperatur die Luftklappe des Auslasses 34 geschlossen bleibt oder Heizluft aus dem Zusatzanteilkanal 11 über den geöffneten Auslaß 34 in das Abteil gelangt. Dieser Regelvorgang beeinflußt die Temperatur in den übrigen Fahrgasträumen in keiner Weise.

Die Leitung 63 erhält hingegen über die Ruhekontakte VIr solange Spannung, als sich noch ein einziges Steuerrelais 52 in der Ruhelage befindet. Über das an die Leitung 63 angeschlossene Windfahnenrelais 19 erhält daher auch das Maximalrelais 45 Spannung, wodurch die Heizung in normalem Umfang aufrecht bleibt. Mit dem Anziehen auch des letzten Relais 52 wird auch die Leitung 63 spannungslos und über das Maximalrelais 45 wird die gesamte Heizleistung unterbrochen.

Die gleiche Betriebsweise ergibt sich auch bei der ersten Kühlstufe, mit dem einzigen Unterschied, daß über den Grundanteilkanal 10 nunmehr Kühlluft in die Fahrgasträume strömt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Klimaanlage für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, mit einem Luftheiz- und Kühlaggregat und zwei von diesem ausgehenden luftführenden Kanälen, von denen der eine einen ständig vorhandenen Luftstrom als Grundanteil führt, dessen Temperatur zentral durch einen das Heiz- und Kühlaggregat steuernden Außenthermostaten geregelt ist, der die Einflüsse der Außentemperatur sowie weitere Außeneinflüsse auf die Temperatur in den Fahrgasträumen erfaßt, und der andere Kanal einen den Fahrgasträumen über von Raumthermostaten gesteuerte Auslässe getrennt zuteilbaren Luftstrom als Zusatzanteil führt, dessen Temperatur unabhängig von der Außen- und Innentemperatur auf einen verzugsweise konstanten Soliwert eingeregelt ist, wobei der Querschnitt des den Grundanteil liefernden Kanals für einen den Wärmebedarf des vollbesetzten Fahrzeuges im Heizbetrieb dekkenden Durchsatz bemessen ist und in einer Kühlstufe der Kanal für den Grundanteil durch Kühlluft und der Kanal für den Zusatzanteil durch Heizluft beaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umstellen der Klimaanlage in eine zweite Kühlstufe sämtliche Raumthermostate (25) auf einen oberen vorgewählten und der Außenthermostat (20) auf einen oberen Grenzwert eingestellt sind, in der beide Kanäle (10 und 11) Kühlluft führen und über einen Thermo-Verzögerungsschalter (48,49) eine Umschaltvorrichtung (41) aktivierbar ist, über deren Schaltstrecken die Versorgungsleitungen der Antriebselemente der verstellbaren Auslässe des den Zusatzanteil führenden Kanals (11) geführt sind und die im aktivierten Zustand eine Änderung der Arbeitsrichtung der Antriebselemente in bezug auf die Schaltzustände des jeweils zugeordneten Raumthermostaten (25) bewirkt.

2. Regeleinrichtung für eine Klimaanlage nach Anspruch 1, mit von einem Drehmagneten betätigter Luftklappe an jedem Auslaß des den Zusatzanteil führenden Kanals und je einem mit dem Raumthermostaten in Serie geschalteten Steuerrelais, das ein im Speisestromkreis des Drehmagneten liegendes Kontaktpaar aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung aus einem Umschaltrelais (41) mit vier je einen Ruhe- (r) und einen Arbeitskontakt (a) aufweisenden Kontaktpaaren (I—IV) besteht, das über den Ruhekontakt (\r) seines ersten Kontaktpaares (I) und die Kontakte dreier weiterer in seinem Erregerstromkreis in Serie geschalteter Relais (45, 46 und 47) erregbar ist, von denen das erste (Maximalreiais 45) bei Überschreiten der jeweils vorgewählten Regeltemperatur in allen Fahrgasträumen, das zweite (46) bei Einschalten des Kühlaggregates (7, T) und das dritte (47) bei Überschreiten einer vorbestimmten oberen Grenztemperatur des Außenthermostaten (20) im Schließsinn betätigt ist, daß die Kontakte (r und a) des zweiten Kontaktpaares (II) des Umschaltrelais (41) je über eine Leitung (50 bzw. 51) mit jeweils einem der beiden Kontakte (Va bzw. Vr) eines jeden Drehmagnet-Steuerrelais (52) und die Kontakte (r und a)dts dritten Kontaktpaares (III) je über eine Leitung (57 bzw. 59) mit auf verschieden hohe Ansprechtemperaturen eingestellten Schaltfühlern (54 und 55 bzw. 56) der Raumthermostaten (25) verbunden sind, und daß der Arbeitskontakt (IVaJ des vierten Kontaktpaares (IV) und ein bei Überschreiten einer vorbestimmten unteren Grenztemperatur des Außenthermostaten (20) geschlossener Relaisschalter (61) in einem separaten Haltestromkreis (60) des Umschaltrelais (41) in Serie liegen.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerrelais (52) für einen jeden Drehmagneten (36) ein zweites, über den Ruhekontakt (Ur) des zweiten Kontaktpaares (II) des Umschaltrelais (41) an den Speisestromkreis angeschlossenes Kontaktpaar (VI) aufweist, über dessen Ruhekontakt (Wr) das Maximalrelais (45) und über dessen Arbeitskontakt (VIa) der Außenthermostat (20) an den Speisestromkreis anschaltbar ist