DE674823C - Schaltung fuer eine Luftheizung, insbesondere von Eisenbahnwagen - Google Patents

Description

Bei Luftheizung, bei welcher die dem zu beheizenden Raum zugeführte Luft durch Wärmeaustausch mit den Verbrennungsgasen einer Feuerung erwärmt wird, ist es bekannt, in den Wärmeaustauscher, der durch einen den Ofen umgebenden, von der Frischluft 'durchströmten Mantelraum gebildet wird, und zwar in diesem Mantelraum, also auf der Luftseite des Wärmeaustauschers, einen Temperaturfühler anzuordnen, der den Antrieb des die Frischluft fördernden Ventilators abschaltet, sobald die Temperatur der Heizluft unter eine gegebene Grenze abgesunken ist. Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß dem zu beheizenden Raum ungenügend erwärmte Luft zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es bei solchen Luftheizungen, deren Wärmeaustauscher eine Wärmespeicherfähigkeit besitzt, sei es daß die Heizfläche des Wärmeaustauschers verhältnismäßig starkwandig ist und aus einem Stoff von großer Wärmespeicherfähigkeit besteht oder daß ein Wärmezwischenträger verwendet wird, der Wärme von den Verbrennungsgasen der Feuerung aufnimmt und an die Frischluft abgibt, zweckmäßig ist, nicht wie bei der bekannten Einrichtung das Absinken der Temperatur der Heizluft für die Abschaltung des Lüfterantriebes maßgeblich zu machen, sondern einen Schritt weiter zu gehen und den Lüfterantrieb bereits dann auszuschalten, wenn die das Absinken der Heizlufttemperatur bewirkende Ursache, d. h. eine unbeabsichtigte Unterbrechung der die heißen Verbrennungsgase liefernden Feuerung gegeben ist.

Die Erfindung geht nun von einer Schaltung für eine Luftheizung, insbesondere von Eisenbahnwagen, aus, bei der die Luft durch Wärmeaustausch mit den Verbrennungsgasen einer Feuerung erwärmt wird, wobei der Wärmeaustauscher beispielsweise infolge eines Wärme-Zwischenträgers Wärme speichert, und bei der ein Lüftermotor, Relais, Thermostaten, davon insbesondere einer im Abgasweg der Feuerung (Schornsteinsicherung), angeordnet sind, und ist durch drei Relais gekennzeichnet, welche in folgender Weise gesteuert werden und wirken:

Das erste Relais wird von den Raum- bzw. Kesselthermostaten gesteuert, und seine Kontakte sind bei Erregung geschlossen; das zweite wird vom Zeitrelais bzw. durch die Schornsteinsicherung gesteuert, liegt vorzugsweise zu der Betriebslampe parallel und hält seinen Kontakt bei Nichterregung geschlossen; das dritte Hegt vorzugsweise parallel zur Störungslampe, und sein Kontakt ist ebenso wie der des zweiten Relais bei Nichterregung geschlossen.

Weiterhin ist erfindungsgemäß der Stromkreis des Lüftermotors mit den Relais und Thermostaten so zusammengeschaltet, daß bei beabsichtigter Betriebsunterbrechung infolge zu hoher Raum- oder Kesseltemperatur die Kontakte des ersten Relais sich öffnen und danach

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Kurt Erichsen in Berlin-Karlshorst.

durch Öffnen der. Schornsteinsicherung der Lüftermotor außer Betrieb gesetzt wird, da das dritte- Relais trotz Wiederschließens des Kontaktes des nicht mehr erregten zweiten Relais nicht erregt wird, weil der eine Kontakt des ersten Relais bereits geöffnet ist und somit der Stromkreis des Lüftermotors noch geschlossen bleibt. Bei unbeabsichtigter Betriebsunterbrechung, die das öffnen der Schornsteinsicherung zur Folge hat, wird der Lüftermotor außer Betrieb gesetzt, da das nicht erregte zweite Relais den Stromkreis des dritten Relais über den noch geschlossenen einen Kontakt des ersten Relais schließt, wodurch .der Kontakt des dritten Relais und damit der Stromkreis des Lüftermotors geöffnet wird.

Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber der bekannten besteht darin, daß, da die Luftzufuhr zum Wärmeaustauscher unterbrochen wird, sobald demselben keine Wärme zugeführt wird, diesem die gespeicherte Wärme nicht durch die unter Umständen sehr kalte Frischluft entzogen wird. Dieser Wärmeentzug ist zu vermeiden, da sonst die Gefahr besteht, daß bei Wiederinbetriebsetzung der Feuerung die Frischluft erst nach einer verhältnismäßig langen zum Wiederaufheizen des Wärmeaustauschers erforderlichen Zeit auf die erforderliche Temperatur gebracht wird und bei Verwendung eines Wärme-Zwischenträgers, beispielsweise Wasser oder Dampf, das Wasser oder das Kondensat im Wärmeaustauscher gefriert. Die Zufuhr ungenügend erwärmter Luft würde Zugerscheinungen zur Folge haben, die das Wohlbefinden der Insassen des beheizten Raumes erheblich beeinträchtigen würden; das Einfrieren des Wärmezwischenträgers aber würde die Heizanlage vollständig außer Betrieb setzen oder gar zerstören. Das rechtzeitige Abschalten des Frischluftstromes möglichst unmittelbar, nachdem die Feuerung, beispielsweise infolge aussetzender Brennstoffzufuhr oder Abreißens der Brennerflamme, unterbrochen ist, ist insbesondere bei der Heizungsanlage eines Eisenbahnfahrzeuges, deren Wärmeaustauscher unter dem Boden des Wagens, also im Freien, angeordnet ist und dem daher schon durch die Außenluft die gespeicherte Wärme entzogen wird, unbedingt erforderlich, da ein weiterer Wärmeentzug durch die vom Ventilator geförderte Frischluft die Zeit, innerhalb welcher die Feuerung wieder in Betrieb gesetzt werden muß, wenn die obengenannten Nachteile vermieden werden sollen, in unzulässiger Weise herabsetzen würde. Es wird weiter der Vorteil erreicht, daß bei beabsichtigter Betriebsunterbrechung im Gegensatz zu der unbeabsichtigten Unterbrechung der Feuerung die Frischluftförderung nicht unterbrochen wird, die dann die Herabsetzung der Raum- bzw. Wärmezwischenträgertemperatur bewirkt.

Die Verwendung eines im Abgasweg einer Feuerung angeordneten Temperaturfühlers ist bei Ölfeuerungen schon bekannt; er dient jedoch dort zur Lösung einer anderen Aufgabe, nämlieh zur Abschaltung der Ölzufuhr zum Brenner bei Erlöschen der Flamme, um ein Überfluten des Verbrennungsraumes mit Öl zu verhindern.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine mit einem Wärmezwischenträger arbeitende Luftheizung schematisch dargestellt, und zwar zeigt:

Abb. ι die Anordnung der Anlage mit den temperaturgesteuerten Schaltmitteln,

Abb. 2 die Schaltung des elektrischen Teiles der Anlage.

Die Heizungsanlage besteht aus einem Kessel 1, in dem durch Verbrennen von öl ein Wärmezwischenträger, beispielsweise Wasser, erwärmt wird. Das heiße Wasser kreist durch den Kessel 1 und den Wärmeaustauscher 2 und gibt in diesem seine Wärme an die Frischluft ab, die durch den vom Motor 3 angetriebenen Lüfter 4 gefördert wird. Die erwärmte Frischluft wird dem zu beheizenden Raum 5 zugeleitet. Das Brennöl wird durch die vom Motor 6 angetriebene Pumpe 7 aus dem Vorratsbehälter 8 angesaugt und je nach der Stellung des in Abb. 1 schematisch als Dreiwegehahn dargestellten Wechselventils 9 entweder zu dem im Kessel 1 befindlichen Brenner oder zurück zum Vorratsbehälter8 geleitet. Die Verbrennungsgase verlassen nach Abgabe ihrer Wärme an das kreisende Wasser den Kessel durch die zum Schornstein führende Leitung 10.

Um eine Überheizung des Raumes 5 und eine übermäßige Erhitzung des kreisenden Wassers bzw. des Kessels 1 zu verhindern, sind im Raum5 der Temperaturfühler 12 und im Kessel 1 auf der Wasserseite der Temperaturfühler 13 angeordnet, die bei Überschreiten der zulässigen Raum- bzw. Kesseltemperatur die Feuerung des Kessels 1 durch Umstellen des Wechselventils 9 abschalten und erst wieder in Gang setzen, wenn die betreffende Temperatur wieder auf einen zulässigen Wert abgesunken ist. Bei dieser Außerbetriebsetzung der Kesselfeuerung wird die Luftförderung durch den Ventilator 4 nicht unterbrochen. Durch den im Abgasweg 10 bzw. im Schornstein der Feuerung angeordneten Temperaturfühler 14 wird bei Absinken der Temperatur der Verbrennungsgase infolge Erlöschens der Brennerflamme ebenfalls das Wechselventil 9 umgestellt und der die Ölpumpe 7 antreibende Motor 6 ausgeschaltet und außerdem der den Lüfter 4 antreibende Motor 3 stillgesetzt und so dne Abkühlung des Wärmezwischenträgers im Wärmeaustauscher 2, des Wärmeaustauschers 2 selbst und des Kessels 1 vermieden.

Die Ölfeuerungsanlage wird durch Schließen des Schalters 16 (Abb. 2) in Betrieb gesetzt. Es

kommt folgender Stromkreis für das Relais 17 zustande: Pluspol der Batterie, Raumthermostat 12, Kesselthermostat 13, Schalter 16, Relais 17, Minuspol der Batterie. Am Kontakt 18 wird ein Stromkreis für das Relais 19 geschlossen. Das Relais 19 spricht an und betätigt dabei seinen Kontaktarm 20. Dieser ist derart ausgebildet, daß er bei seiner Bewegung aus der Ruhe- in die Arbeitslage nur einen vorübergehenden Stromschluß herstellt, so daß die von ihm gesteuerten Relais 21 und 22 einen Stromstoß erhalten. Die Relais 21 und 22 ziehen ihre Anker an, wodurch Feder-" werke aufgezogen werden. Während des anschließenden Ablaufens der Federwerke werden die den Relais zugeordneten Kontakte 23 und 24 geschlossen gehalten. Die Kontaktdauer des Kontaktes 23 beträgt etwa 2 bis 3 Minuten, diejenigen des Kontaktes 24 etwa 50 Sekunden.

Der Kontakt 23 schließt einen Stromkreis für die Spule 25 des Wechselventils 9: Minuspol, Kontakt 23, Spule 25, Kontakt 26, Pluspol. Das Wechselventil 9 wird durch seine Spule 25 so gesteuert, daß die Ölzufuhr zur Feuerung freigegeben wird. Über den Kontakt 23 wird ferner ein Motor 6 eingeschaltet, der die Ölpumpe 7 und das Gebläse zur Ölfeuerung antreibt. Parallel dazu wird die Betriebslampe 27 und das Relais 28 eingeschaltet. Dieses öffnet den Kontakt 29 im Stromkreis für das Relais 30 und die Störungslampe 31. Da die Zeit zwischen dem Schließen des Kontaktes 18 und dem Öffnen des Kontaktes 29 außerordentlich kurz ist, erhalten die Störungslampe 31 und das Relais 30 nur einen kurzen Stromstoß. Falls dieses kurze Aufleuchten der Störungslampe vermieden werden soll, so kann dies in einfacher Weise dadurch geschehen, daß das Relais 30 im Ansprechen verzögert und die Störungslampe 31 über einen Arbeitskontakt des Relais 30 eingeschaltet wird.

Am Kontakt 24 wird die Heizspule 32 eingeschaltet, durch die das dem Brenner zugeführte Öl vorgewärmt wird. Parallel zur Heizspule 32 wird der Funkeninduktor 33 eingeschaltet, dessen Funkenstrecke das zugeführte ' vorgewärmte Öl zum Entzünden bringt. Nach etwa 50 Sekunden werden Heizspule 32 und Funkeninduktor 33 wieder ausgeschaltet. Der Kontakt 23 bleibt jedoch noch langer geschlossen. Inzwischen wird der Kontakt 14 durch die vorbeistreichenden Abgase so stark erwärmt, daß er sich schließt und den Kontakt 23 überbrückt. Das Öffnen des Kontaktes 23, das etwa 2 bis 3 Minuten nach der Einschaltung erfolgt, bleibt also im regelmäßigen Betrieb unwirksam.

Zur Einschaltung der Luftheizung wird außer dem Schalter 18 noch der Schalter 34 betätigt, über den der Antriebsmotor 3 des Lüfters 4 an Spannung gelegt wird: Minuspol, Motor 3, Kontakt 35, Schalter 34, Pluspol.

Tritt während des Betriebes eine Unterbrechung der Beheizung des Kessels 1 ein, deren Ursache darin bestehen kann, daß der Ölvorrat erschöpft ist oder die Brennerflamme abreißt, so öffnet sich der Kontakt 14 infolge der Abkühlung der Abgase. Die ölzufuhr wird durch das Wechselventil 9 gesperrt, die Betriebslampe 27 erlischt, der Motor 6 wird abgeschaltet und das abfallende Relais 28, 29 schließt einen Stromkreis für die Störungslampe 31 und das Relais 30: Pluspol, Kontakt 18, Kontakt 29, Störungslampe 31 und parallel dazu das Relais 30, Minus- « pol. Der Kontakt 35 des Relais 30 öffnet den Stomkreis für den Motor 3 der Luftheizung. Auf diese Weise wird verhindert, daß nach Erlöschen der Brennerflamme kalte Luft durch den Wärmeaustauscher 2 und in den zu heizenden Raum 5 geleitet wird. Die Störungsanlage 31 zeigt die Störung an, so daß diese von dem Überwachungspersonal wieder beseitigt werden kann.

Wird während des gewöhnlichen Betriebes der Anlage der Kessel zu heiß, so öffnet der Kontakt 13, wodurch das Relais 17 abgeschaltet wird. Am Kontakt 26 wird sogleich die Spule 25 des Wechselventils 9 abgeschaltet. Dieses sperrt die ölzufuhr zum Kessel 1 und öffnet für das Öl einen Weg zurück zum ölbehälter 8, so daß die ölpumpe 7, die vom Motor 6 angetrieben wird, ruhig weiterlaufen kann. Trotzdem gelangt aber kein Öl mehr zum Brenner. Durch das öffnen des Kontaktes 18 wird das Relais 19 abgeschaltet. Der Anker fällt in die Ruhelage zurück. Am Kontakt 20 wird dabei wieder vorübergehend ein Stromkreis für die Relais 21 und 22 geschlossen, so daß diese ihre Anker anziehen. Der Kontakt 23 wird wieder wie bei der Inbetriebsetzung der Feuerungsanlage etwa 2 bis 3 Minuten, der Kontakt 24 etwa 50 Sekunden geschlossen. Der Motor 6 läuft infolgedessen weiter. Der Kontakt 24 schaltet wieder vorübergehend den Funkeninduktor 33 und die Heizspule 32 ein. Eine Zündung kann jedoch nicht erfolgen, weil die Ölzufuhr gesperrt ist. Die Einschaltung der Zündung dient in diesem Falle nur dazu, die Funkenstrecke von Ölkoks zu reinigen, damit die Anlage bei erneuter Inbetriebsetzung störungsfrei arbeitet. Nach dem öffnen des Kontaktes 23 wird auch die Betriebslampe 27 stromlos, so daß der Zustand der Anlage erkennbar ist. Die Betriebslampe 27 könnte auch so gesteuert werden, daß sie sogleich nach der Abschaltung der ölzufuhr zum Erlöschen kommt. Um dies zu errel· chen, brauchte man beispielsweise nur die Betriebslampe 27 parallel zur Spule 25 des Wechselventils 9 anzuordnen, so daß auch die Lampe 27 vom Arbeitskontakt 26 abhängig wäre.

Nach der Abschaltung der Feuerung durch einen der Temperaturfühler 12 oder 13 wird auch der Temperaturfühler 14 ausschalten. Hierdurch wird jedoch im Gegensatz zu dem Fall, in welchem der Kontakt 14 bei einer zulässigen

Raum- bzw. Kesseltemperatur ausschaltet, der Stromkreis des Motors 3 nicht unterbrochen, da der Stromkreis des Relais 30 bereits am Kontakt 18 unterbrochen ist und somit ein Schließen des Kontaktes 29, das durch öffnen des Kontaktes 14 hervorgerufen wird, unwirksam ist. Bei der betriebsmäßigen Abschaltung der Feuerung durch den Raumtemperaturfühler 12 oder den Kesseltemperaturfühler 13 wird also die Luftförderung durch den Wärmeaustauscher 2 hindurch in den Raum 5 nicht unterbrochen.

Wenn sich der Kessel bzw. der Raum infolge der durch einen der Temperaturfühler 12 oder 13 hervorgerufenen Betriebspause genügend abgekühlt hat, kommt, da der Schalter 16 noch geschlossen ist, der Stromkreis für das Relais 17 wieder zustande. Es spielen sich darauf sämtliche Schaltvorgänge genau so wie bei der ersten Schaltung der Anlage ab.

■ Bei der durch den Temperaturfühler 14 hervorgerufenen Ausschaltung der Ölfeuerungsanlage wird im Gegensatz zur betriebsmäßigen Abschaltung der Anlage die Funkenstrecke 33 nicht erregt. Wird die Erregung auch für den Störungsfall gewünscht, so kann diese in einfacher Weise dadurch herbeigeführt werden, daß in den Stromkreis des Relais 19 ein Ruhekontakt des Relais 30 gelegt wird. Das Relais 30 ist in diesem Falle als Verzögerungsrelais auszubilden, so daß es bei der Inbetriebsetzung der Anlage nicht vorübergehend ansprechen kann. Im Störungsfalle würde dann nach dem Abfallen des Relais 28, 29 durch das Ansprechen des Relais 30 nicht nur der Motor 3, sondern auch das Relais 19 abgeschaltet werden, so daß der Kontakt 20 einen Stromstoß auf die Zeitrelais 21 und 22 leitet. Damit beim Wiederschließen des Kontaktes 23 das Relais 28, 29 nicht wieder ansprechen kann, wodurch der Stromkreis für das Relais 30 und die Störungslampe 31 unterbrochen würde, wird zweckmäßig in den Stromkreis des Relais 28 ein Ruhekontakt des Relais 30 geschaltet.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaltung für eine Luftheizung, insbesondere von Eisenbahnwagen, bei der die Luft durch Wärmeaustausch mit den Verbrennungsgasen einer Feuerung erwärmt wird, wobei der Wärmeaustauscher beispielsweise infolge eines Wärmezwischenträgers Wärme speichert, und bei der ein Lüftermotor, Relais und Thermostaten, davon insbesondere einer im Abgasweg der Feuerung (Schornsteinsicherung), angeordnet sind, gekennzeichnet durch drei Relais (17, 28, 30), von denen das erste (17) von den Raum- bzw. Kesselthermostaten (12, 13) gesteuert wird und dessen Kontakte (18, 26) bei Erregung geschlossen sind, das zweite (28) vom Zeitrelais (21) bzw. durch die Schornsteinsicherung (14) gesteuert wird, vorzugsweise zu der Betriebslampe (27) parallel geschaltet und dessen Kontakt (29) bei Nichterregung geschlossen ist, und das dritte (30) Vorzugsweise parallel zu der Störungslampe (31) geschaltet und dessen Kontakt (35) ebenso wie der des zweiten Relais (28) bei Nichterregung geschlossen ist, sowie durch einen Lüftermotor (3), dessen Stromkreis mit den Relais und Thermostaten so zusammengeschaltet ist, daß bei beabsichtigter Betriebsunterbrechung infolge zu hoher Raum- oder Kesseltemperatur (öffnen der Thermostate 12 und/oder 13) die Kontakte (18,26) des ersten Relais (17) sich öffnen und danach durch öffnen der Schornsteinsicherung (14) der Lüftermotor außer Betrieb gesetzt wird, da das dritte Relais (30) trotz Wiederschließens des Kontaktes (29) des nicht mehr erregten zweiten Relais (28) nicht erregt wird, weil der Kontakt (18) bereits geöffnet ist und somit der Stromkreis des Lüftermotors noch geschlossen bleibt, daß jedoch bei unbeabsichtigter Betriebsunterbrechung, die das Öffnen der Schornsteinsicherung (14) zur Folge hat, der Lüftermotor außer Betrieb gesetzt wird, da das nicht erregte zweite Relais (28) den Stromkreis des dritten Relais (30) über den noch geschlossenen Kontakt (18) go des ersten Relais (17) schließt, wodurch der Kontakt (35) des dritten Relais (30) und damit der Stromkreis des Lüftermotors geöffnet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen