Pierwszenstwo: Opublikowano: 2 O I* 1965 48284 KI. 20 c 22 MKP B 61 UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Zdzislaw Barski Wlasciciel patentu: Instytut Techniki Cieplnej, Lódz (Polska) [liILulOTfcKA ! Urz j Pestki r.Z£1,:y-7:i!i'i;iEi L ¦-we] Urzadzenie do regulacji temperatury w instalacjach ogrzewania nawiewnego pojazdów7, zwlaszcza pojazdów szynowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do re¬ gulacji temperatury w instalacjach ogrzewania na¬ wiewnego wielcprzedzialowych pojazdów, zwlasz¬ cza pojazdów szynowych, wyposazonych w cen¬ tralny uklad grzejny. 5 W pojazdach, zwlaszcza szynowych, zapotrzebo¬ wanie ciepla urzadzen ogrzewczych jest w duzym stopniu uzaleznione od warunków zewnetrznych, a mianowicie od temperatury powietrza zewnatrz pojazdu, od promieniowania slonecznego, sily i kie- io runku wiatru itd. Wydajnosc urzadzen ogrzew¬ czych powinna byc obliczona na podstawie 'maksy¬ malnego zapcitrzeibowania ciepla, jakie moze nasta¬ pic przy najbardziej niesprzyjajacych warunkach jazdy. W celu zaoszczedzenia energii cieplnej przy 15 jednoczesnym utrzymywaniu wewnatrz pojazdu wymaganej temperatury, stosuje sie róznego ro¬ dzaju urzadzenia regulacyjne.Znane jest stosowanie w tym celu umieszczonego 20 w pojezdzie termostatu, który steruje wlaczaniem i wylaczaniem ukladu grzejnego. W pojazdach wieloprzedziialowych ten sposób nie zapewnia utrzymywania temperatury w poszczególnych prze¬ dzialach w wymaganych granicach, gdyz poszcze- 25 gólne przedzialy moga miec rózne zapotrzebowanie ciepla. Poza tym na skutek duzej pojemnosci ciepl¬ nej ukladu grzejnego oraz z koniecznosci duzej od¬ leglosci termostatu od ukladu grzejnego dzialanie regulacyjne jest opóznione w czasie, co powoduje 30 powstawanie niedopuszczalnych odchylen od tem¬ peratury wymaganej.Znana jest równiez regulacja temperatury za pomoca umieszczonego na zewnatrz pojazdu urza¬ dzenia wedlug opisu patentowego nr 43461, w po¬ staci zbiornika porównawczego wystawionego na zewneitrzne wplywy i stanowiacego model pojazdu.Zbiornik porównawczy jest wyposazony w termo¬ stat oraz grzejnik o malej pojemnosci. Stosunek wydajnosci cieplnej grzejnika w zbiorniku porów¬ nawczym do strat cieplnych zbiornika porównaw¬ czego powinien byc taki, jak stosunek maksymal¬ nej wydajnosci cieplnej ukladu grzejnego poijazdu do strat cieplnych tego pojazdu. Termostat grzej¬ nika porównawczego wlacza i wylacza jednoczes¬ nie grzejnik zbiornika porównawczego i uklad grzejny pojazdu. Jednakze i przy stosowaniu tego urzadzenia napotyka sie na duze tnudnosci w sci¬ slym dopasowaniu stosunków wydajnosci cieplnych do strat cieplnych zbiornika porównawczego i po¬ jazdu jako calosci.Przewodnia mysla wynalazku jest zastosowanie ukladu siterowniczo-reigulacyjnego, w którym su¬ muje sie zarówno bodzce od temperatur w poszcze¬ gólnych przedzialach, jak i bodzce od warunków zewnetrznych, np. temperatury zewnetrznej, kie¬ runku i predkosci wiatru, predkosci pojazdu oraz temperatury powietrza wprowadzanego do pojazdu.W zaleznosci od wyniku tego sumowania nastepuje* 48284 4 samoczynne sterowanie wlaczaniem i wylaczaniem ukladu grzejnego' pojazdu.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony tytulem przykladu i schematycznie na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do regulacji tempe¬ ratury w instalacjach ogrzewania nawiewnego po¬ jazdów, fig. 2 — odmiane sumatora temperatur, a fig. 3 — odmiane zamocowania zewnetrznego czuj nika termometrycznego.Urzadzenie wedlug wynalazku jesit wyposazone w sumator bodzców temperaturowych; w którym sumujacy przekaznik terimobimetalowy wspólpra¬ cuje z termometrem manometrycznym, przy czym przekaznik termobimetalowy sumuje bodzce tem¬ peraturowe od termostatów umieszczonych we¬ wnatrz poszczególnych przedzialów pojazdu, a ter¬ mometr manometryczny otrzymuje bodzce tempe¬ raturowe pochodzace z zewnatrz pojazdu.Sumujacy przekaznik termobimetalowy sklada sie z plytki bimetalowej 1 oraz z opornika grzejne¬ go 2 stanowiacego plytke mikanitowa, na która nawiniety jest drut oporowy. Plytka bimetalowa 1 jest osadzona na podstawie 3, umocowanej w o- budowie 4, a na koncu plytki 1 przymocowana jest plytka 'dociskowa 5. Opornik grzejny jest po¬ laczony za pomoca przewodów 6 równolegle do o- pornika regulacyjnego 7 oraz zespolu oporników nastawnych 8 sterowanych zespolem termostatów 9, rozmieszczonych w poszczególnych przedzialach pojazdu.Uklad oporników 2, 7 i 8 jest zasilany pradem stalym o napieciu 17—24 woltów poprzez bezpiecz¬ nik 10 oraz stabilizator pradowy 11.Termometr manometryczny sklada sie z czujni¬ ka 12 wypelnionego rtecia, z polaczonej z nim ka- pilary 13, ze spirali sprezystej 14 oraz z polaczone¬ go z nia popychacza nastawnego 15, zakonczonego mikrowylacznikiem 16 z wystajaca z niego dzwi¬ gnia przelacznikowa 17, która jest uruchamiana plytka dociskowa 5 plytki bimetalowej 1. Mikro- wylacznik 16 steruje centralnym ukladem grzejnym pojazdu za pomoca znanego przekaznika i styczni¬ ka. Do nastawiania zakresu temperatur, w jakim ma dzialac czujnik temperaturowy, w obudowie 4 zamocowana jest sruba nastawcza 18, która nacia¬ ga sprezyne 19, polaczona swym drugim koncem z koncem spirali sprezystej 14.Wygiecie plytki bimetalowej 1 jest zalezne nie tylko od ilosci ciepla doprowadzanego opornikiem grzejnym 2, lecz równiez i od temperatury otocze¬ nia, co powoduje niedokladne dzialanie calego su¬ matora.W celu uniezaleznienia dzialania sumatora od wplywu otaczajacej go temperatury sumator jest wyposazony (fig. 2) w kompensacyjna plytke bime¬ talowa 20, równiez osadzona w podstawie 3, przy czym na koncu tej plytki 20 zamocowany jest mi- krowylacznik 16, odciagany w lewo za pomoca sprezyny 19, natomiast popychacz 15 jest zamoco¬ wany miedzy koncem spirali sprezystej 14, a kom¬ pensacyjna plytka bimetalowa 20.Czujnik 12 jest umieszczony w kanale 21, w któ¬ rym przeplywa powietrze czerpane z zewnatrz po¬ jazdu przewodem. 22 oraz z przewodu recyrkulacyj¬ nego 23.Zespól termostatów przedzialowych 9 oddzialy- wuje poprzez sumator bodzców temperaturowych na centralny uklad grzejny pojazdu z pewnym opóznieniem spowodowanym pojemnoscia cieplna 5 pojazdu i urzadzen grzejnych oraz strefa nieczu- losci termoisitatów 9, co pociaga za soba w poszcze¬ gólnych przedzialach zmiany temperatury, przekra¬ czajace dopuszczalny ich zakres. Termometr mano¬ metryczny z czujnikiem 12 umieszczonym w kanale 21 czesciowo niweluje te opóznienia, poniewaz rea¬ guje na temperature mieszaniny powietrza ze¬ wnetrznego i recyrkulacyjnego, wprowadzanego do pojazdu, nie reaguje jednak na inne bodzce wply¬ wajace na straty cieplne pojazdu, a mianowicie na predkosc pojazdu oraz kierunek i predkosc wiatru.Na fig. 3 przedstawiona jest odmiana termometru manometrycznego, w której czujnik 12 jest czescio¬ wo wysuniety z kanalu 21, a wysunieta czesc tego czujnika jest umieszczona w oslonie 24 ze szczelina¬ mi 25 zaopatrzonymi w przyslony nastawne 26. Ta¬ kie umieszczenie czujnika 12 umozliwia uzaleznie¬ nie dzialania ukladu regulacyjno-sterowniczego równiez od predkosci pojazdu oraz od kierunku i predkosci wiatru.Po uruchomieniu dzwigni 17 mikrowylacznika 16 za pomoca plytki dociskowej 5 na plytce bimetalo¬ wej 1 i przelaczeniu styków mikrowylacznika na¬ stepuje wylaczenie centralnego ukladu grzejnego, wskutek czego temperatura wewnatrz pojazdu ob¬ niza sie stosunkowo szybko ponizej dopuszczalnej granicy na skutek tego, ze mimo wygiecia sie plytki bimetalowej 1 w kierunku pierwotnego polozenia mikrowylacznik 16 nie wlacza odrazu centralnego ukladu grzejnego, lecz po wiekszym odgieciu sie plytki 1 umozliwiajacym powrót styków mikro- przelacznika do ich pierwotnego polozenia.W celu uniemozliwienia spadku temperatury w przedzialach pojazdu ponizej dopuszczalnej grani¬ cy, w obwód opornika grzejnego 2 wlaczony jest opornik nasitawny 27 i równolegle do niego sityki czynne 28 przekaznika (nie przedstawionego na ry¬ sunku), który jest sterowany mikrowylacznikiem 16. Przy wylaczeniu mikrowylacznika 16, a wraz z nim wylaczeniu styków czynnych 28 przekaznika, nastepuje wlaczenie w obwód opornika grzejnego 2 dodatkowego opornika nastawnego 27, wskutek czego zmniejsza sie prad plynacy przez opornik grzejny 2, dzieki czemu plytka bimetalowa 1 w krótszym czasie powraca do swego polozenia wyj¬ sciowego.Urzadzenie wedlug wynalazku dziala w spasób nizej opisany: Instalacja ogrzewania nawiewnego w pojezdzie jest wyposazona w centralny uklad grzejny sterowany mikrowylacznikiem 16. Central- 55 ny uklad grzejny rozprowadza ogrzane powietrze do poszczególnych przedzialów, w których umieszczone sa termostaty 9 polaczone szeregowo z qporniikaimi nastawnymi 8.Zespól termostatów 9, zespól oporników nastaw- 60 nych 8, opornik regulacyjny 7 oraz opornik grzejny 2 sumujacego przekaznika bimetalowego sa zasilane pradem stalym, o napieciu 17—24 woltów, poprzez stabilizator pradowy 11. Prad stabilizowany plynie przez dwa obwody, przy czym w pierwszy obwód 65 wlaczony jest opornik grzejny 2 i ewentualnie 15 20 25 30 35 40 45 248284 opornik pomocniczy 27, a w drugi równolegly do niego obwód wlaczony jest opornik regulacyjny 7 oraz równolegle z nim zespól oporników nastaw- i. nyoh 8 wraz ze stykami termostatów przedzialo¬ wych9. • W zaleznosci od wysokosci temperatur w prze- dziailach, wlaczaja sie lub wylaczaja odpowiednie oporniki 8 powodujac zmiane natezenia pradu prze¬ plywajacego przez opornik grzejny 2, polaczony z plytka bimetalowa 1 przekaznika sumujacego. io Gdy temperatura w przedzialach przekracza war¬ tosci nastawione, rozwieraja sie styki termosta¬ tów 9 powodujac zwiekszenie natezenia pradu ply¬ nacego przez opornik grzejny 2, wskutek czego ply¬ tka bimetalowa 1 wygina sie i za pomoca zamoco- ig 2. wanej na niej plytki dociskowej 5 przesuwa dzwignie 17 mikrowytfacznika 16. W tym stanie na¬ stepuje wylaczenie centralnego ukladu grzejnego poprzez znany uklad przekazników i styczników.Przy wylaczonym ukladzie grzejnym temperatura 2e w przedzialach zaczyna powoli .spadac, a po jeij ob¬ nizeniu sie ponizej wartosci nastawionej, samo¬ czynnie wlaczaja sie termostaty 9, co powoduje zmniejszenie natezenia pradu przeplywajacego 3. przez qpornik grzejny 2, a tym samym odgiecie M plytki bimetalowej 1, w jej pierwotne polozenie i ponowne wlaczenie centralnego ukladu grzejnego.Opisany wyzej uklad jest ukladem regulacyjnym.Mikrowylacznik 16 jest osadzony na koncu spira¬ li sprezystej 14 termometru manometrycznego, któ- so 4, ry ustala jego polozenie wzgledem plytki docisko¬ wej 5 w zaleznosci od temperatury czujnika 12 znajdujacego sie na zewnatrz pojazdu. Ciagle zmie¬ niajace sie polozenie mikrowylacznika 16 wzgledem plytki dociskowej 5 jest wspólzalezne od bodzców 35 5. temperaturowych zarówno z zewnatrz jak i z we¬ wnatrz pojazdu, dzieki czemu urzadzenie wedlug wynalazku dziala w ukladzie regulacyjno-steruja- cym.Urzadzenie wedlug wynalazku moze miec zasto- 40 6. sowanie równiez do regulowania temperatury na statkach, samolotach, budynkach itd. PL