DE663381C

DE663381C - Elektrische Luftheizung, insbesondere fuer Eisenbahnfahrzeuge

Info

Publication number: DE663381C
Application number: DEA82357D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Wuensche
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-03-19
Filing date: 1937-03-19
Publication date: 1938-08-05

Description

Die Heizung der Abteile von Eisenbahnfahrzeugen wird normalerweise durch Heizkörper bewirkt, die unter den Sitzen angebracht sind. Der Luftwechsel geht dabei je nach den vorliegenden Verhältnissen durch die Undichtigkeiten der Fenster und Türen oder der kleinen, in jedem Abteil vorhandenen Lüftungsklappen vor sich. Bei starker Kälte ist jedoch ein derartiger Luftwechsel für den Daueraufenthalt in den Abteilen völlig ungenügend. Man ist daher dazu übergegangen, eine Luftheizung der Eisenbahnwagen einzuführen, wodurch der Luftwechsel in den Abteilen bedeutend erhöht werden kann. Die Lüftung kann dann im Sommer gleich im verstärkten Maße zur Abführung der Hitze benutzt werden. Bei Eisenbahnfahrzeugen, die aus einem Raum, wie beispielsweise bei Triebwagen, oder höchstens aus zwei Räumen, wie bei Speisewagen, bestehen, wird die Luftheizung meist durch eine zentrale Heizanlage vorgenommen.

Es ist nun ferner bekannt, durch Unterteilung der zentralen Heizanlage in einzelne Gruppen die Heizleistung entsprechend dem Heizbedarf bei der jeweiligen. Außentemperatur zu regeln. Man erreicht dies dadurch, daß die einzelnen Heizgruppen entsprechend der Temperatur der Außenluft durch Wärmefühler zu- oder abgeschaltet werden. Weiterhin ist es bekannt, eine Zusatzheizung zu verwenden, die durch Raumwärmefühler in dem zu erwärmenden Raum gesteuert wird. Dabei kann die Zusatzheizung auch mittels einer Gruppe der zentralen Heizanlage vorgenommen werden.

Bei der Luftheizung der üblichen Schnellzug- oder Personenzugwagen ist. die Aufgabe gestellt, viele kleine Abteile den Anforderun-

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gen der jeweils darin befindlichen Personen entsprechend zu heizen. Im allgemeinen sind drei Heizstufen je Abteil wählbar, und die Regelung erfolgt durch Raumwärmefühler Diese Aufgabenstellung bedingt, daß die zentrale Heizanlage nur zum Vorheizen der Ltii£ genommen wird, wobei die Luft auf den njecl·· rigsten noch zulässigen Wert erwärmt wird. In den Abteilen befinden sich noch zusätzliche ίο Heizkörper, die dann zeitlich oder räumlich eine Regelung auf halbe oder volle Heizung vornehmen. Die Aufgabenstellung bedingt weiterhin, daß die Erwärmung der in die Abteile eintretenden Luft in engen Grenzen gleichgehalten wird.

Die Lösung dieser Aufgabe kann beispielsweise durch starke Unterteilung der Heizgruppen der zentralen Heizanlage erreicht werden. Ein derartiger Weg ist aber wegen des großen Aufwandes an Steuereinrichtungen nicht gangbar, und man wird höchstens mit 4 bis 6 Heizgruppen rechnen können. Die Vorheizung muß also unter allen Umständen grobstufig erfolgen. Eine ,gleichbleibende Eras wärmung kann noch durch zeitlich abwechselndes Zu- und Abschalten einer Heizgruppe erreicht werden. Es ist dazu nötig, den regelnden Wärmefühler, der der Kanalluft hinter der Heizanlage ausgesetzt ist, mit sehr hoher Ansprechempfindlichkeit auszulegen. Hierbei bestehen aber insofern Schwierigkeiten, als derartige Wärmefühler auch empfindlich gegen die Stöße im Fahrzeugbetrieb werden und durch die hohe Schalthäufigkeit ein schneller Verschleiß ihrer Kontaktteile erfolgt. Alle diese Nachteile lassen sich aber vermeiden, wenn erfindungsgemäß die letzte Heizgruppe als Speicherheizkörper ausgebildet ist, so daß trotz grobstufiger Einstellung der Außentemperaturfühler eine regelmäßige Vorheizung der Abteile durch den Hauptlufterhitzer und eine Verringerung der Schalthäufigkeit der Abteilwärmefühler und insbesondere des Luftkanalwärmefühlers erzielt ist.

Im folgenden sei der Aufbau und die Wirkungsweise einer elektrischen Luftheizung nach der Erfindung beispielsweise an Hand der Abbildungen beschrieben, und zwar zeigt: Abb. ι ein Schaltschema der gesamten Anlage,

Anlage 2 eine Darstellung der Abhängigkeit der Wärmemenge von der Außentemperatur und

Abb. 3 eine Darstellung des Temperaturspiels ohne und mit Wärmespeicherung.

Wie die Abb. 1 erkennen läßt, werden die Heizkörper mit Heizspannung über die durchgehende Kupplungsleitung mit den beiden Heizkupplungen K₁ und K₂ über eine nicht näher bezeichnete Sicherung gespeist. Die Heizung ist in zwei Hauptgruppen unterteilt, und zwar in die Heizgruppen H₁ bis H₄ der . zentralen Heizanlage und die Heizgruppen H₅ .'bis Hg der einzelnen Abteile. Im vorliegenden !.Fälle sind fünf Abteile angenommen. Zu irjt'der Gruppe gehört ein Heizsehütz Hs. Diese Heizschütze Hs werden durch Wärmefühler F₁ bis F₄ und F₅ bis F₉ gesteuert. Die Wärmefühler F₁ bis F₄ schalten die einzelnen Gruppen entsprechend der Außentemperatur der Luft, die Wärmefühler F₅ bis F₉ entsprechend der Lufttemperatur in den Abteilen.

Die Außenluft wird von einem Lüfter L durch die zentralen Heizgruppen H₁ bis Ii₄ gedruckt und geht von dort durch die einzelnen Abteile, durch den Gang usw. ins Freie. Der Lüfter L wird durch die Batterie I oder II über einen Wagenheizschalter WHS gespeist. Dieser hat folgende vier Stellungen:

O = Aus.

V = Vorheizen, in der die Drosselklappe im Ansaugkanal geschlossen ist, so daß die Heizung im Umluftbetrieb vorgenommen wird,

B == Betrieb, in der die Drosselklappe wieder geöffnet ist und mit Frischluft geheizt wird,

L = Lüftung, in der die Heizung abge- _ schaltet ist.

Die Spannungszuführung zur zentralen Heizanlage wird durch ein Sicherheitsrelais SR überwacht, das nur bei Strom- durchgang im Lüfterkreis, d. h. bei laufendem Lüfter, eine Heizung ermöglicht.

Die Wärmefühler F₁ bis F₄ in der Außenluft regeln nun die Heizkörper H₁ bis H₄ in der Weise, daß mit steigender Außentemperatur zuerst der Wärmefühler F₁ anspricht und den Heizkörper Ji₁ ausschaltet. Dann folgen die Heizgruppen 2, 3 und 4. Die Heizgruppe H₄ ist also die letzte Gruppe, die mit steigender Temperatur noch in Betrieb ist. Sie wird außerdem von einem Luftkanalwärmefühler KF₁ gesteuert, der in Reihe mit dem Wärmefühler F₄ liegt. Der in der Abb. 1 angegebene Luftkanalwärmefühler KF₂ ist lediglich ein Sicherheitsorgan, das bei allzu no hoher örtlicher Erhitzung die Gesamtheizung abschaltet.

Die Wirkungsweise der Heizeinrichtung ist aus der Abb. 2 zu ersehen. Die Wärmemenge, die benötigt wird, um den Abteilen Luft von

leichbleibender Temperatur, beispielsweise von 20°, abhängig von der Außentemperatur, zuzuführen, ist durch die stark ausgezogene Gerade dargestellt. Bei —io° sind sämtliche Heizkörper H₁ bis H₄ eingeschaltet. Bei — 5° schaltet sich die erste Heizgruppe H₁, bei o° die zweite Heizgruppe H₂ und jeweils

bei 5° Temperaturanstieg eine weitere Heizgruppe laufend ab. Ohne aussetzende Regelung der Heizgruppe Jf₄ durch den Luftkanalwärmefühler KF₁ würde die einzuhaltende Warmlufttemperatur von beispielsweise 20° nur bei vier genau feststehenden Temperaturen der Außenluft eintreten, nämlich bei

— io° durch die Heizung H₁ bis H₄, bei

— 5° durch die Heizung H₂ bis H₄, bei o° ίο durch die.Heizung H_a und H₄ und schließlich bei +5° durch die Heizung Zi₄ allein. Liegt aber die Temperatur der Außenluft zwischen den angegebenen Werten, so würde immer Luft von höherer Temperatur als 2O° den Abteilen zugeführt werden. Diese höhere Erwärmung entspricht der überschüssigen Wärmemenge, die die Heizgruppen H.₂ bis H₁ über den theoretisch notwendigen Wert hinaus abgeben. Beim Ansprechen des Luftkanalwärmefühlers KF₁ wird nun die Heizgruppe H₁ abgeschaltet, wobei die den Abteilen zugeführte Luft kühler wird entsprechend der Wärmemenge, die theoretisch mehr erforderlich ist, als die Heizgruppen H₂ und /Z₈ abgeben. Es ergibt sich dann für die Heizung ein Temperaturspiel, wie es in Abb. 3 links gezeichnet ist. Da die Heizkörper allgemein aus Drahtspiralen oder Heizelementen bestehen, die hohe Temperatur, aber geringe Masse aufweisen, die bei den großen Luftgeschwindigkeiten in den Heizgruppen also praktisch gar keine Wärmespeicherung haben, erfolgt das Temperaturspiel sehr schnell. Der Wärmefühler KF₁ im Luftkanal spricht daher mehrmals in der Minute an.

Wenn die letzte Heizgruppe jedoch als Speicherheizkörper ausgeführt wird, so ergibt-sich der rechts dargestellte Temperaturverlauf, wobei die Schalthäufigkeit des Luftkanalwärmefühlers KF₁ um ein Vielfaches geringer ist. Als Vorteil dieser Ausbildung der unterbrechend regelnden Heizgruppe H₄ ergibt sich somit eine Verringerung der Schalthäufigkeit des Luftkanalwärmefühlers, der die Temperatur der Luft zu den Abteilen iegelt. Andererseits werden aber auch die Abteilwärmefühler F₅ bis F₉ sehr geschont, da sie nur den Wärmezustand im Abteil zu regeln haben. Schließlich ergibt sich noch der Vorteil, daß man wegen des verlangsamten Anstieges und Abfalles der Temperatur im Luftkanal den Luftkanalwärmefühler nicht mehr so empfindlich einzustellen braucht wie bei den bisher üblichen Heizanordnungen.

Claims

Patentanspruch:

Elektrische Luftheizung, insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge mit Einzelabteilen, deren Hauptlufterhitzer aus einzelnen Heizgruppen besteht, von denen jede in Abhängigkeit von der Außentemperatur und die letzte in der Reihenfolge der von den Außentemperaturfühlern abgeschalteten Gruppen außerdem in Abhängigkeit von der Temperatur der Luft in dem zu den Abteilen führenden Kanal geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese letzte Gruppe (H₄) als Speicherheizkörper ausgebildet ist, so daß trotz grobstufiger Einstellung der Außentemperaturfühler (-F₁ bis F₄) eine regelmäßige Vorheizung der Abteile durch den Hauptlufterhitzer (H₁ bis H₄) und eine Verringerung der Schalthäufigkeit der Abteilwärmefühler (F₅ bis F₉) und insbesondere des Luftkanalwärmefühlers (Kf₁) erzielt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen