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Flüssigkeitsumlaufheizungsanlage Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsumlaufheizungsanlage,
die insbesondere für Eisenbahnwagen geeignet ist. Die Heizungsanlage enthält in
ihrem Zweitrohrnetz einen oder mehrere Heizkörper und- eine Umlaufpumpe, während
in dem Erstrohrnetz mehrere Wärmequellen und vorzugsweise auch eine Pumpe vorgesehen
sind. Erfindungsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß die Heizungsanlage den
wechselnden Bedingungen gut anpaßbar ist, die berücksichtigt. werden müssen, wenn
zeitweise die eine oder die andere Wärmequelle ausfällt. So kann die Heizungsanlage
beispielsweise sowohl mit einem Boiler wie mit einem elektrisch oder durch Dampf
beheizbaren Wärrrietauscher versehen sein, und die umlaufende Flüs:s:igkeit kann
entweder durch eine dieser Wärmequellen oder gleichzeitig durch mehrere.der Wärmequellen
erwärmt werden.
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Zu diesem Zweck ist zur Erzeugung eines Zwanglnufs in dem Zweitrohrnetz
und eines Umlaufs in dem Erstrohrnetz die Anordnung so getroffen, daB das mit derUmlaufpumpe
ausgestattete Zweitrohrnetz mit seiner Vorlaufleitung von dem. Erstrohrnetz hinter
den Wärmequellen abzweigt
und mit seiner Rücklaufleitung über ein
strahlpumpenartiges-Gerät zwischen zwei Wärmequellen in das Erstrohrnetz einmündet.
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In erster Linie wird die Heizungsanlage mit Warmwasser betrieben.
Es kann aber auch ein anderer Wärmeträger verwendet werden, beispielsweise Öl.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei noch weitere Merkmale der Erfindung sich
ergeben werden.
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Der zu beheizende abgeschlossene Raum, beispielsweise ein Eisenbahnwagen,
ist in der Zeichnung mit A bezeichnet. Die Heizungsanlage als Ganzes besteht aus
zwei Rohrnetzen. Das Erstrohrnetz B liefert erwärmtes Wasser zu einem ZweitrohrnetzC.
In dieses Netz ist ein Lufterhitzer io eingeschaltet, durch den Wärme auf einen
Luftstrom übertragen wird, der dem geschlossenen Raum A durch einen Luftkanal i
i zugeführt wird. Hinter dem Lufterhitzer ist in das Zweitrohrnetz ein sich längs
gegenüberliegender- Seiten des geschlossenen Raumes in der Nähe des Fußbodens erstreckender
Heizkörper 12 angeordnet. Durch diesen Heizkörper' wird Wärme unmittelbar der Luft
in dem Raum A zugeführt.
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Das Erstrohrnetz B besteht aus der Vorlaufseite mit den Leitungsabschnitten
16, 17, 18, i9 und 2-o und der Rücklaufseite mit den Leitungen 21 und 22. Ein selbsttätig
geregelter Boiler 23, ein Wasser-Wärmetauscher 2¢ und ein kombinierter elektrischer
und Dampfwärmetauscher 25 sind in den Vorlaufleitungen hin.tereinan.dergeschaltet.
Eine von einem selbsttätig gesteuerten Motor 27 angetriebene Pumpe 26 ist auf der
Rücklaufseite zwischen den Leitungsabschnitten 2i und 22 eingeschaltet und bewirkt
einen Zwangumlauf durch den Boiler 23, den Wasser-Wärmetauscher 2q. und den kombinierten
Wärmetauscher 25. Die Bauart der Pumpe 26 - vorzugsweise einer Fliehkraftpumpe -
ist so beschaffen, daß ein durch Wärme oder auf andere Weise bewirkter Umlauf des
Wassers durch die Pumpe möglich ist, auch wenn sie außer Betrieb ist. Ein gewichtsbelastetes-Rückschlagventil
16" in der Leitung 16 ist gewöhnlich offen, wenn der Boiler 23 in Betrieb ist, jedoch
teilweise geschlossen, wenn die Heizungsanlage mittels des kombinierten Wärmetauschers
25 beheizt wird. Erwärmung des Wassers durch Dampf Das Wasser in dem Erstrohrnetz
B kann entweder durch den Boiler 23 oder durch den Dampf-oder elektrischen Wärmetauscher
25 erwärmt werden. Wenn Dampf verfügbar ist, beispielsweise wenn der mit der Heizungsanlage
ausgerüstete Eisenbahnwagen in einem Personenzug mitläuft, wird der Dampfheizkörper
28 des Wärmetauschers 25 zur Erwärmung des Wassers verwendet. In ähnlicher Weise
wird, z. B. in elektrisch betriebenen Zügen oder in Zügen mit dieselelektrischem
Antrieb, die elektrische Reizspirale 2,9 zum Erwärmen des Wassers im Wärmetauscher
25 verwendet. Der Dampf wird durch eine Zweigleitung 30 zugeführt, die von
der Zugheizungs-Dampfleitung 31 abzweigt und in die ein Absperrventil 32 und ein
selbsttätig gesteuertes Druckminderventi133 eingeschaltet ist. Der Wirtschaftlichkeit
halber wird der Dampfdruck imDampfheizkörper28 im wesentlichen auf Außenluftdruck
gehalten. Zu diesem Zweck wird das Druckminderventi133 thermostatisch in Abhängigkeit
von der Temperatur am A,istrittsende des Dampf-Heizkörpers 28 gesteuert. Dementsprechend
wird der Ventilkörper 33, des Druckminderventils durch einen temperaturempfindlichen
Teil 33b betätigt. Eine vom Auslaß des Dampf-Heizkörpers 28 kommende Leitung 34
ist durch eine Kammer 33" welche den temperaturempfindlichen Teil 33b enthält,
mit der Außenluft verbunden. Wenn daher dem Dampf-Heizkörper 28 des Wärmetauschers
25 mehr Dampf zugeführt wird, als in diesem kondensiert werden kann, wird der überschüssige
Dampf in die Thermostatkammer 33, abgeleitet. Der temperaturempfindliche Teil dehnt
sich aus und schließt das Ventil 33a so lange, bis der Dämpf im Dampf-Heizkörper
28 völlig zum Erwärmen des Wassers in dem erwähnten Wärmetauscher ausgenutzt worden
ist.
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Bei Verwendung des Wärmetauschers 25 zur Erwärmung des Wassers im
Erstrohrnetz B wird, wenn der Boiler 23 nicht benutzt wird, das heiße Wasser unmittelbar
aus dem Wärmetauscher 25 abgeleitet, so daß es infolge Wärmewirkung durch die Leitungsabschnitte
ig-ig in die Zufuhrleitung 2o und von dieser durch den Leitungsabschnitt 21, die
außer Betrieb befindliche Pumpe 26 und die Leitung 22 in den Boiler 23 geleitet
wird. Das Wasser wird durch die Leitung 16, durch den Wasser-Wärmetauscher 24 und
von dort durch die Leitung 17 und ein strahlpumpenartiges, in der Folge als Strahldüse
bezeichnetes Gerät 35 der Zuführungseite des Wärmetauschers 25 zugeführt. Es wird
also das Wasser im Boiler 23 und in allen Teilen des Erstrohrnetzes B erwärmt und
das Einfrieren bei sehr kaltem Wetter verhindert. Der Boiler wirkt entweder als
Zusatzwärmequelle für den Fall, daß der Wärmetauscher 25 zur Befriedigung des Wärmebedarfs
nicht ausreicht, oder als Ersatzwärmequelle, wenn kein Dampf zur Verfügung steht,
beispielsweise wenn der zu heizende Wagen vom Hauptzug abgekoppelt wird oder, wie
es häufig vorkommt, in einem Güterzug mitläuft, der nicht mit einer Dampf-Speiseleitung
ausgerüstet ist.
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Das Zweitrohr- oder Raumheizungsnetz In dem Zweitrohrnetz C gelangt
das warme Wasser in Umlauf durch die Raumheizvorrichtungen io und 12. An erster
Stelle dient der Lufterhitzer io zur Raumbeheizung. Infolgedessen sind die Heizvorrichtungen
io und 12 so hintereinandergeschaltet, daß das warme Wasser zuerst durch den Lufterhitzer
io strömt und dann durch die Bodenheizkörper 12. Der Strömungsweg des Wassers geht
von der Vorlaufleitung 36 aus, die vom T-Stück 37 in der Zufuhrleitung Zo abzweigt
und
von dort zu einem T-Stück 38 und durch ein gewöhnlich offenes,
solenoidgesteuertes Eintaßventil 39 und eine Leitung 40 zu einer Fliehkraftpumpe
41, welche durch einen selbsttätig gesteuerten Elektromotor 42 angetrieben wird.
Die Pumpe 41 entnimmt das warme Wasser aus dem Erstrohrnetz B und fördert es durch
die Leitung 43 zum Lufterhitzer io. Da der Lufterhitzer ro sich gewöhnlich in einem
hochgelegenen Teil der Anlage befindet, ist er über ein Ableitungsrohr 44 mit einem
Entspannungsbehälter 45 verbunden, welcher durch eine Zweigleitung 2o" mit der Hauptvorlauf
leitung 20 verbunden ist. Ein von einem Elektromotor 47 angetriebenes Gebläse 46
fördert durch die Heizvorrichtung io Luft in ausreichender Menge, um dem Wasser
eine größere Wärmemenge zu entziehen, wobei die erwämte Luft in den Raum A des Wagens
geleitet wird. Das teilweise abgekühlte Wasser strömt weiter durch die Leitung 48
zu den Boden-Heizkörpern 12 und kehrt durch das gewöhnlich offene, solenoidgesteuerte
Ventil 49 und die Rücklaufleitung 5o zur Strahldüse 35 zurück. An dieser Stelle
wird das Rücklaufwasser mit dem durch Wärme in Umlauf durch den Boiler 23 gehaltenen
Wasser gemischt: und durch die Zweigleitungen 18-18 zum Wärmetauscher 25 zur Wiedererwärmung
zurückgeleitet.
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Die Sogwirkung der Pumpe 41 auf die Vorlaufleitung 2o zusammen mit
der Bewegung des aus der Leitung 5o durch diie Strahldüse rückfließenden Wassers
dient zurBeschleunigung des an sichdurch `'Wärme in Umlauf durch den Boiler 23 und
die anderen Teile des Erstrohrnetzes B gehaltenen Wassers.
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Eine gewöhnlich durch ein Ventil 52 geschlossen gehaltene Umgehungsleitung
51 stellt einen Strömungsweg für das warme Wasser unter Umgehung des Solenoidventils
39 her, so daß die Anlage betriebsfähig bleibt, selbst wenn das Ventil 39 im Betrieb
versagt. Eine ähnliche Umgehungsleitung 53= die das gewöhnlich geschlossene Ventil
54 enthält, stellt einen Strömungsweg für das warme Wasser unter Umgehung der Pumpe
41 her, und eine weitere Umgehungsleitung 57 und 58 liefert eine Verbindung zur
Umgehung des Solenoidventils 49. In die Leitungen 43 und 48 sind Absperrventile
55 und 56 eingeschaltet.
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Die Waschwasserbereitung Das warme Wasser aus dem Boiler 23 fließt
durch den Wasser-Wärmetauscher 24 und erwärmt dabei eine Wassermenge. Das Wasser
fließt aus einem Kaltwasserzufuhrbehälter 69 zu dem Kaltwasserhahn 7o des Waschbeckens
71, ferner durch die Leitung 72 zum Wasser-Wärmetauscher 24, weiter durch die Leitung
73 zu einem Dampf-Wärmetauscher 75 und über die Leitung 76 zum Warmwasserhahn 77
des Waschbeckens 71. Wenn Dampf zur Verfügung steht, kann dieser zur Erwärmung des
Waschwassers benutzt werden, indem Dampf aus der Zugheizungs-Dampfleitung
31 in den Wärmetauscher 75 geleitet wird. Dies geschieht durch Öffnen des
in der Dampfzweigleitung 79. vorgesehenen Ventils 78. Der Dampf wird über ein Druckminderventil33'
geleitet. Dieses Druckminderventil hat dieselbe Bauart wie das Ventil 33. Der Dampfdruck
im Wärmetauscher 75 wird also im wesentlichen in Höhe des Außenluftdruckes gehalten,
in derselben Weise, wie im Zusammenhang mit dem Wärmetauscher 25 beschrieben.