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Druckregelung und Höchstdruckbegrenzung bei Dampfheizungen für Kraftwagen
oder Flugzeuge Die Regelung des Druckes des Wärmeträgers ist bei Dampfheizungen
insofern von Bedeutung, ,als durch die Höhe dieses Druckes die Temperatur der Heizkörper
und damit der Wärmeabgabe bedingt ist und andererseits der Dampfdruck im Hinblick
auf die begrenzte Festigkeit der verwendeten Baustoffe eine bestimmte Höhe nicht
überschreiten darf. Eine Druckbegrenzung durch Sicherheits-'ventile ist bei Kraftwagen-
oder Flugzeugheizungen insofern ;nicht zweckdienlich, als der Wärmeträger dem Heizsystem
nicht entzogen werden soll, um dadurch die Notwendigkeit ,des Ersatzes für den entwichenen
Wärmeträger zu vermeiden. Ein solcher Ersatz, z. B. eines flüssigen Wärmeträgers,
ist während des Betriebes des Kessels nur möglich mittels einer Pumpe oder, insofern
die Heizung außer Betrieb bzw. ohne Überdruck ist, -durch Entfernung einer Verschlußschraube,
Nachfüllen der Flüssigkeit und erneutem Verschluß :des Heizsystems. In beiden Fällen
ist die Einhaltung eines, bestimmten Flüssigkeitsinhaltes des Heizsystems ierforderlich.
Alle diese Umstände würden die Heizung und ihre Handhabung schwierig machen und
ihren Gebrauchswert sehr herabsetzen.
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Anden Betrieb einer praktisch brauchbaren Kraftwagen- oder Flugzeugheizung
ist vor allem die Forderung nach äußerster Einfachheit und Anspruchslosigkeit hinsichtlich
der Bedienung zu stellen. Dies bedeutet in erster Linie, @daß das Funktionieren
und die Regelung des Heizsystems ohne irgendwelche substantiellen Verluste des Wärmeträgers
vor sich gellen muß. Hieraus folgt sofort, daß Ventile für die obere Begrenzung
des Betriebsdruckes nicht in Frage kommen, daß vielmehr die Höchstdruckbegrenzung
,auf andere Weise vorzunehmen ist.
Für die selbsttätige Druckregelung
bei Dampfheizungssystemen für Kraftwagen und Flugzeuge sind Regelorgane bekannt,
die in die Zu- und Rückleitung des Wärmeträgers i eingebaut sind und die den Durchflußquerschnitt
für den Dampf bzw. das Kondensat in Abhängigkeit vom inneren Druck des Systems steuern.
Hierbei gelangt im Kessel mehr oder weniger Flüssigkeit zur Verdampfung, was eine
größere bzw. kleinere Wärmezufuhr zu den Heizkörpern und damit eine variierte Wärmeabgabe
derselben bedeutet.
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Es sind ferner durch den Dampfdruck betätigte und gesteuerte Regelklappen
oder ähnliche Vorrichtungen bekannt, die die Größe des .den Heizkessel. umfließenden
Gasstromes verändern bzw. den Gesamtgasstrom in einen Zweig, der zur Heizung des
Kessels dient, und einen Zweig, der thermisch nicht weiter ausgenutzt wird, teilen.
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Die im folgenden beschriebene Erfindung gibt eine neue und fortschrittliche
Möglichkeit, den Druck innerhalb des Heizsystems zu beherrschen. Gemäß der Erfindung
erfolgt die Druckregelung und Höchstdruckbegrenzung durch Veränderung der Wärmeabführung
.an den Heizkörpern selbst.
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Bekanntlich resultiert der mittlere Druck in Räumen von uneinheitlicher
Temperatur -wie es Heizungssysteme ja stets darstellen -einerseits aus der Temperatur
des kältesten Punktes des Raumes, sobald nur ran diesem Punkt Verflüssigung eintritt,
andererseits aus den Temperaturen der wärmeren Teile des Raumes, vor allem des Kessels,
sofern dort ebenfalls Flüssigkeit vorhanden ist. Die auftretenden örtlichen Drücke
richten sich nach der Dampfspannungstabelle, und .es kommt so ein Spannungsgefälle
zustande, das die Zirkulation des Wärmeträgers hervorruft. Durch verstärkte Wärmeabführung
an den Heizkörpern ist es also leicht möglich, die Zirkulation so zu beschleunigen,
.daß durch die gesteigerte Verdampfung im Kessel auch ,die Temperatur es heißesten
Punktes des Systems und damit dessen mittlerer Druck gesenkt wird.
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Die Wärmeabführung von den Heizkörpern geschieht im allgemeinen durch
freie Wegführung. Ersetzt man diese z. B. vorübergehend durch erzwungene Wegführung,
so,ergeben sich sofort wesentlich höhere Wä.rmeübergangszahlen, a darüber hinaus
wird eine größere Luftmenge erhitzt, was abermals ,eine verstärkte Wärmeabfuhr bedeutet.
Die so vergrößerte Kühlung verursacht eine rasche Drucksenkung im Heizsystem, wie
Abb. i zeigt. Die Kurve ist an ,einer praktisch ausgeführten Heizung :experimentell
aufgenommen worden. Die größere Warmluftmienge, die im vorliegenden Falle mit der
Zwangswegführung verbunden ist, ist nicht gleichbedeutend mit einer stärkeren Erwärmung
des zu heizenden Raumes, da die vergrößerte Luftmenge auf eine entsprechend niedere
Temperatur gebracht wird. Ein zeitweise vergrößerter Luftdurchsatz dürfte in einem
Kraftwagen oder Flugzeug nicht als störend empfunden werden.
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Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Druckregelung wird vorgeschlagen,
ein vom Dampfdruck gesteuertes Organ, das sich z. B. mit zunehmendem Dampfdruck
ausdehnt, zur Steuerung eines Schiebers in ,einer besonderen Luftleitung zu verwenden.
Diese wird geöffnet bzw. geschlossen, wenn der Dampfdruck steigt bzw. sinkt, wodurch
der Heizkörper aus der Luftleitung, z. B. mittels Verteilerstutzen o. dgl., in zunehmendem
bzw. abnehmendem Maße angeblasen wird.
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In Abb. 2 ist ein Membranregler i gezeigt, ,der mittels Hebel den
Schieber 2 einer Luftzuleitung 3 öffnet und über Verteilermündungen q. o. adgl.
in zunehmendem Maße Luft an den Heizkörper 5 anströmen läßt. Der zur Bewegung der
Luft ,erforderliche Druck kann dem natürlichen Staudruck des Fahr- oder Flugzeuges
oder der durch einen Ventilator oder Propeller 6 ohnehin erzeugten Druckerhöhung
entnommen werden. Bei Senkung des Dampfdruckes im Heizsystem wird der Luftzustrom
zur: Heizung wieder verringert bzw. ganz unterbrochen, bis sich wieder ein größerer
Dampfdruck einstellt. Als Beispiel. für die Heizungsanlage- ist eine Dampfheiuzng
,dargestellt, bei der ein Verdampfer 7 in der Abgasleitung 8 untergebracht ist.
Von der Dampfleitungg, die zum Heizkörper 5 führt, ist eine Leitung io .abgezweigt,
die zu dem Regelorgan i führt.
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Als Verdampfungsflüssigkeit kann natürlich nicht nur Wasser, sondern
auch jede andere Flüssigkeit mit nicht zu hohem Siedepunkt verwendet werden.
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Die nicht unbeträchtlichen Vorteile der Er- x frndung beruhen in dem
Fortfall aller Regelorgane im Rohrsystem ,des Wärmeträgers und damit von Quellen
des Dampf- bzw. Substanzverlustes, der den praktischen Gebrauchswert solcher Heizungen
hinfällig macht, ferner in i dem Umstand, daß der Schieber den Durchsatz kalter
Luft und nicht sehr heißer Abgase regelt und daher weder der Verbrennung ausgesetzt
noch eine das Arbeiten hemmende Verschmutzung zu befürchten ist. Ferner bietet i
das künstliche Anblasen der Heizkörper den Vorteil, daß auch dann noch Wärmeabfuhr
stattfindet und eine zu große Druckerhöhung vermieden wird, wenn nie Heizkörper
etwa zufällig verhängt bzw. verdeckt sind, wie es z. B. i: bei unter Sitzen .angebrachten
Heizkörpern leicht der Fall ist.