-
Heizung für Eisenbahntriebfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf
eine Heizung für Eisenbahntriebfahrzeuge, bei der dle im Kühlwasser des Antriebsmotors
@enthaltene Wärme zur Heizung des Wagens benutzt wird, indem das Kühlwasser unmittelbar
durch in den beheizten Räumten angeordnete Heizkörper oder durch einen oder mehrexe
Lufbarhitzer für die den beheizten Räumen zugeführte Luft geleitet wird, und bei
der überdies die Möglichkeit besteht, das Kühlwasser des Motors in einem Kessel
vorzuwänrnen, der auch dazu dient, den über den Abwärmeanfall des Motors hinausgehenden
Wärmebedarf dien Wagenheizung zu befriedigen.
-
Beiden üblichen Heizungen dieser Art sind die Heizkörper oder Lufterhitzer
in den das Ausgleichsgefäß, eine vom Motor angetriebene Pumpe, den Kühlmantel des
Motors und den Kessel enthaltenden Kreislauf zwischen den Kessel und das Ausgleichsgefäß
geschaltet und mit einer absperrbaren ümgangslei=g versehen, durch die bei Absperren
des. Heizkörpers das Kühlwasser unmittelbar zuni Aus: gleichsgefäß ;gelangt. Diese
Schaltung hat den Nachteil, daß das in dem Heizkörper befindliche, bei länger dauerndem
Abstellen des Heizkörpers sich stark abkühlende Wasser bei Wiederanstellen des Heizkörpers
Über,den Ausgleichsbehälter zum Motor gelangt, was Beschädigungen der Zylinderwandungen
des Motors zur Folge haben kann.
-
Es ist bereits eine Heizung für Triebwagen bekannt, bei der das sich
in den Heizkörpern abkühlende Wasser ebenfalls nicht unmittelbar in den Kühlwasserm,antel
gelangt. Dies wird dort jedoch dadurch erreicht, daß der Heizwasserkreislauf und
der Kühlwasserkreislauf völlig voneinander getrennt sind und -nur über einen Wärmetauscher
in Verbindung stellen. Diese Anordnung hat gegenüber der nach der Erfindung .den
Nachbeil, daß ein besonderer Wärmetauscher und für jeden der
beiden
Kreisläufe ein besonderes Ausgleichsgefäß erforderlich sind, während die Heizung
nach der Erfindung keinen derartigen Wärmetauscher benötigt und mit nur einem den
beiden Kreisläufen gemeinsamen Ausgleichsbehälter auskommt.
-
Ferner ist eine Heizung bekannt, bei der der Kühlwasserkreislauf mit
dem Heizwasserkreislauf durch eine von der Verbindungsleitung des Motorkühlmantels
mit dem Kühler abgehende und in die Verbindungsleitung des Kessels mit dem Heizkörper
führende Leitung und durch eine vom Kessel abgehende und in den Ausgleichsbehälter
oder dessen Verbindungsleitung mit dem Kühler mündende Leitung verbunden ist. Bei
dieser Heizung ist lediglich eine vom Fahrzeugmotor angetriebene Pumpe im Kühlwasserkreislauf
vorgesehen, so daß bei Stillstand des Motors der Umlauf sowohl des Kühlwassers durch
den Motor als auch des Heizwassers durch den Heizkörper lediglich durch die Schwerkraft
aufrechterhalten wird. Da diese b,ei verzweigter Leitungsführung nicht zur Erzielung
eines genügend schnellen Umlaufes ausreicht, liegt es nahe, !eine zusätzliche Pumpe
im Heizwasserkreislauf anzuordnen.
-
Der Eifindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizung, bei der der
Heizwasser- und der Kühlwasserkreislauf unmittelbar miteinander verbunden sind,
so auszubilden, daß bei Anordnen einer zusätzlichen, unabhängig vom Motor angetriebenen
Pumpe im Heizwasserkreislauf sowohl der Kühlwasserkreislauf als auch der Heizwasserkreislauf,
abgesehen von dem nur bei großer Kälte eintretenden Fall, da.ß die erforderliche
Heizwassertemperatur höher ist als die höchstzulässige Kühlwassertemperatur und
die beiden Kreisläufe daher voneinander getrennt werden müssen, durch nur jeweils
eine der beiden Pumpen aufrechterhalten wird.
-
Zu dieseln- Zweck mündet bei einer Heizung für Eisenbahntriebfahrzeuge,
bei der das Kühlwasser des Fahrzeugmotors vorgewärmt und die Kühlwasserwärme für
die Raumheizung ausgenutzt wird und der eine vom Motor angetriebene Pumpe enthaltende
Kühlwasserkreislauf mit dem Hüizwa.sserkreislauf durch eine von der Verbindungsleitung
des Mo.torkühlmantels mit dem Kühler abgehende und in die Verbindungsleitung des
Kessels mit dem Heizkörper mündende Leitung und durch eine vom Kessel abgehende
und in den Au:sgleichshehälter oder dessen Verbindungsleitung mit dem Kühler mündende
Leitung verbunden ist, bei Anordnung einer zusätzlichen, unabhängig vom Motor angetriebenen
Pumpe im Heiz-,vasserkreislauf die erstgenannte Verbindungsleitung des Kühlwasserkreislaufes
mit dem Heizwasserkreislauf über einen Dreiw egehahn in die Saugleitung der zusätzlichen
Pumpe.
-
In der Zeichnung sind in den Abb. i bis 4 und 5 bis 8 zwei Heizungen
nach der Erfindung schaubildlich in den einzelnen Betriebszuständen dargestellt.
Abb.9 zeigt die räumliche Anordnung der Heizung nach den Abb. 5 bis B.
-
Der Ausgleichsbehälter i der in den Abb. i bis 4 dargestellten Einrichtungen
steht über die Leitung 15, in der die vom Antriebsmotor 3 des Fahrzeuges angetriebene
Pumpe 2 angeordnet ist, mit dem Kühlmantel des Motors 3 in Verbindung, dessen Austrittsleitung
16, 17 über den Kühler 4 zum Ausgleichsbehälter i führt. Von dem beispielsweise
ölgefeuerten Kessel 5 führt die Leitung 18, 19 über den Dreiw.egehahn 8 zur Heizwasserpumpe
6. deren Druckleitung 2o über den Dreiwegehahn 9 entweder mit der Vorlaufleitung
21 oder über die Kurzschlußleitung 22 mit der zum Kessel 5 führenden Rücklaufl:eitung
23 verbunden werden kann. An die Vor- und Rücklaufleittingen 21, 23, zwischen denen
der einstellbare Widerstand 12 angeordnet ist, sind die Raumheizkörper 7 angeschlossen,
deren Zulauf durch je ein von einem Raumtemperaturfühler beeinflußtes Magnetventil
14 gesteuert wird. An die Stelle der Raumheizkörper tritt bei einer Luftheizung
der Lufterhitzer.
-
Der Kühlwasserkreislauf 2, 3, 16, 4, 17, 1, 15 und der Heiz,#vasserkreisl.auf
6, 2o, 9, 2 i oder 22, 23, 5, 18, 8, 19 stehen durch die vom Kesse15 abgehende und
in die Verbindungsleitung 17 des Ausgleichsbehälters i mit dem Kühler 4. mündende
Leitung 25 sowie durch die von der Verbindungsleitung 16 des Motorkühlmantels 3
mit dem Kühler 4 abgehende und zum Dreiwegehahn 8 führende Leitung 26 miteinander
in Verbindung.
-
Der Betrieb dieser Einrichtung geht folgendermaßen vor sich: Soll
im Sommer ohne Betrieb der Raumheizung das Kühlwasser des stehenden Motors 3 vorgewärmt
werden, so. werden die Dreiwegehähne 8 und 9 in die in Abb. i gezeigte Stellung
gebracht und die beispielsweise elektromotorisch angetriebene Pumpe 6 angestellt.
Dann saugt die Pumpe 6 über die Leitungen 16, 26, den Dreiwegehahn 8 und die Leitung
i9 das Kühlwasser aus dem Kühlmantel des Motors 3 an und drückt es durch die Leitung
2o, den Hahn 9, die Leitungen 22, 23 über den Kessel. 5 und die Leitungen 25 und
17 zum Ausgleichsbehälter-i, von wo es über die Leitung 15 und die stillstehende
Pumpe 2 dem Kühhnantel3 zuströmt. Ein kleiner Teilstrom geht über die Leitung 17
zum Kühler 4 und über die Leitungen 16, 26, i9 zurück zur Pumpe 6. Da der Kühler
4, dessen Belüftung durch ein Gebläse von dem in der Leitung i 7
angeordneten
Thermostaten 30 erst bei Erreichen der- hö,ehstzulässigen Kühlwassertemperatur
eingeschaltet wird, während der Kühl#,vass,ervorwärmun.g nicht belüftet wird, ist
die in ihm an die Umgebung abgegebene Wärmemenge nur sehr :gering. Eine zu hohe
Erwärmung des Kühlwassers wird durch den Thermostaten 3 i verhindert, der biet Erreichen
einer bestimmten Kühlwassiertemperatur die Wärmeabgabe des Kessels 5 beispielsweise
durch Unterbrechen oder Drosseln der ölzufuhr zu dessen Brenner herabsetzt.
-
Wenn im Winter gleichzeitig mit der Kühlwasservorwärmung auch die
Raumheizung in Betrieb genommen werden muß, so wird der Dreiwegehahn 9 in die in
Abb. 2 gezeigte Stellung gebracht, mit der Folge, daß dann das von der Pumpe 6 geförderte
Wasser statt über die Kurzsichlußleitung 22 über die Vor-und Rücklaufleitungen 2
i und 23 und die angeschlossenen Heizkörper 7 zum Kessel gelangt. Die Steuerung
der Wärmeabgabe des Kessels erfolgt hierbei durch den Kühlwasserthermostaten 3 i
und ,einen parallel hierzu geschalteten Raumthermostaten.
-
Bei Betrieb der Raumheizung mit der Abwärme des laufenden Motors.3
bleibt, wie Abb.3 zeigt, die Stellung der Dreiwegehähne 8 und 9 die gleiche, dagegen
läuft jetzt nur die vom Motor 3 angetriebene Pumpe 2, und die Heizwasserpumpe 6
steht. Der Kühlwasserkreislauf verläuft jetzt von der Pumpte 2 über den Mo,to:r
3,- den Kühler 4 und den Ausgleichsbehälter i zurück zur Pumpe 2. Aus der Leitung
16 ;gelangt- ein- Teilstrom, dessen Menge durch den Widerstand 12 festgelegt
ist, über die Leitung 26, den Hahn 8, die stillstehende Pumpe 6; die Vor- und Rückl.aufleitungen
2 i und 23, den Kessel 5 und die Leitung 2 5 in die Leitung 17 und mischt
sich hier mit dem aus dem Kühler 4 kommenden, zum Ausgleichsbehälter i. strömenden
Kühlwasser. Die Heizkörper 7 :entnehmen infolge der Anordnung des Widerstandes 12
der Vorlaufleitung 2 i die zur Beheizung des Wagens erforderliche Menge, die durch
die unter dem Einfluß der Raumtemperaturfühler stehenden Magnetventile 14 bestimmt
wird.
-
Reicht die Abwärme des Kühlwassers zur Ratenheizung nicht aus, so
wird der ölbrenner des Kessels durch den Kühlwassertherm.ostaten 3 i oder einen
Raumthermostaten eingeschaltet.
-
Schaltet bei strenger Kälte infolge des dann erhöhten Wärmebedarfes
des Wagens der Raumthermostat den Brenner des Kessels ein, obwohl die Temperatur
des umlaufenden Wassers über der. für den Betrieb des Motors zulässigen unteren
Grenze der Kühlwassertemperatur liegt, eine Erwärmung des Wassers also nur für den
Betrieb der Heizung nötig ist, so wird, um die Abgabe eines Teiles der im Kessel
5 zugeführten Wärme an die Außenluft im Kühler 4 zu vermeiden, der Dreiwegehahn
8 in die in Abb. 4 gezeigte Stellunig gebracht und die Pumpe 6 angestellt. Dann
arbeiten die Kühlwasserkreisläufe 2, 3, 16, 4, 17, i, 15 und der Heizwasserkreislauf
6, 20, 9, 2 i, 23, 5, 18 , 8, i 9 getrennt voneinander, da sie nur noch durch die
Leiturng 25 miteinander verbunden sind, in der eine Strömung nicht stattfindet.
-
Sinkt bei dieser Trennung der beiden Kreisläufe die Kühlwassertemperatur
infolge einer .langen -Talfahrt oder eines Haltes des Fahrzeuges zu weit ab, so
kann dem Kühlwasser durch öffnen des Magnetventils35 in der die Leitung 16 unter
Umgehung des Dreiwegehahnes 8 mit der Saugleitung 19 der Pumpe 6 verbindenden
Leitung 34 über die Leitung 25 ein Teilstrom des Heizwasisers zugesetzt und so seine
Temperatur wieder ;erhöht werden. Das Magnetventil 35 wird von dem Kühlwasserthermostaten
31 geisteuert.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den
Abb. 5 bis 8 sind die beiden
Dreiwegehähn:e 8 und 9 zu einem Dreiwegehahn io vereinigt, dessen drei Anschlüsse
19, 26, 23 paarweise und sämtlich durch das Küken miteinander verbindbar sind. Dieser
Hahn i o wird bei den vier Betriebsarten, Vorheizen des Kühlwassers ohne Raumheizung,
Vorheizen des Kühlwassers. mit Raumheizung, Raumheizung mit Motorabwärme, getrennter
Betrieb der Motorkühlung und der Raumheizung, nacheinander in die vier in den Abb.5
bis 8 gegezeigten Stellungen ;gebracht.
-
Bei der in Abb.9 dargestellten Einrichtung, die im wesentlichen der
in den Abb. 5 bis 8 gezeigten entspricht, darüber hinaus aber die räumliche Anordnung
der Teile in bezug auf den Fahrzeuigbo,den 36 erkennen läßt, ist in der Leitung
26 unterhalb der Abzweigung der Leitung 34 ein Rückschlagventil 37 angeordnet, das
ein ungewolltes Entleeren` des Heizwassierkreislaufes bei Beschädigung des Kühlwasserkreislaufes
beispielsweise infolge Undichtheit der beweglichen Kühlwasserleitungsanschlüs,se
am Motor 3 verhindert. Ferner sind die Leitungen 15 und 17, die den um den
Schornstein 38 des Kessels 5 angeordneten Ausgleichsbiehälter i mit der Motorpumpe
2 und den Kühlern 4 verbinden, durch eine den Ausgleichsbehälter i umgehende Leitung
39 miteinander verbunden. Hierdurch wird das Durchströmen des Ausgleichsbehälters
i und das hierbei unter Umständen auftretende unerwünschte Mitreißen von Luft durch
das dem Kühlmantel des Motors 3 zuströmende Kühlwasser vermieden. Die Leitungen
15 und 17 münden in einiger Höhe über dem Boden des Ausgleichsbehälters
i,
der infolgedessen bei Beschädigung des Kühlwasserkreislaufes
nicht leerlaufen kann, so daß der für den Betrieb der Heizung erforderliche Wasserstand
im Ausgleichsbehälter i gewahrt bleibt.
-
Die Heizung gemäß der Erfindfing erfüllt alle gestellten Anforderungen.
Sie vermeidet die Gefahr der Zufuhr unzulässig abgekühlten Wassers zum Kühlwassermantel
des Motors, die Abgabe von dem Kessel zugeführter Wärme an die Außenluft und ermöglicht
den Zwangsumlauf sowohl des Kühlwassers als auch des Heizwassers bei stehendem und
auch bei laufendem Motor, wobei, abgesehen von dem Fall, daß die Heizwassertemperatur
über der Kühlwassertemperatur liegen ruß, je-
weils nur eine der beiden Pumpen
in Betrieb ist. Ihre Bedienung ist, insbesondere bei Zusammenfassung der beiden
Dreiwegehähne zu einem, überaus :einfach, und die Heizung wird durch eine Beschädigung
des Kühlwasserkreislaufes nicht außer Betrieb gesetzt.