Patent DE-102018007263-B4 (DE)
Title: Verfahren und Einrichtung zur Steuerung und Regelung einer Weichenheizung
Inventor: REINKER WOLFGANG
IPC: E01B7/24
Filed: 2018-09-16
Granted: 2023-03-30
Abstract: Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Weichenheizung (1), wobei die Weichenheizung (1) mindestens eine an zumindest einer Weiche (3) angeordnete Heizeinrichtung (14), zumindest einen Weichentemperatursensor (28) an der zumindest einen Weiche (3), zumindest eine Energieverteilung mit mindestens einem Heizabgang pro Weiche (3) und zumindest eine Steuereinrichtung zum Steuern und Regeln der Weichentemperatur aufweist, umfassend die Schritte:a) Definieren zumindest eines Weichensegments für die linke Seite (5) der zumindest einen Weiche (3) und/oder für die rechte Seite (6) der zumindest einen Weiche (3) mit einer spezifischen Länge, wobei das Weichensegment der zumindest einen Weiche (3) eine Backenschiene (7), eine Zungenschiene (8), eine Gleitstuhlplatte (9) und zumindest eine Heizeinrichtung (14) aufweist, und Zerlegen des zumindest einen Weichensegments in einzelne Abschnitte mit jeweils zumindest einem ersten Knoten, der zumindest einer funktionsrelevanten Stelle (19) des Weichensegmentes der zumindest einen Weiche (3) im Winter entspricht, wobei die funktionsrelevante Stelle (19) mindestens einen Bewertungspunkt (37, 38, 39, 40, 41, 42, 43) aufweist,wobei das zumindest eine Weichensegment repräsentativ die zumindest eine Weiche (3) thermodynamisch abbildet,wobei das zumindest eine Weichensegment in der Nähe des zumindest einen Weichentemperatursensors (15, 18) angeordnet ist,b) Bilden eines Wärmenetzes (26, 27) für das zumindest eine Weichensegment für die linke Seite (5) der zumindest einen Weiche (3) und/oder für die rechte Seite (6) der zumindest einen Weiche (3), wobei das Wärmenetz (26, 27) Wärmeerzeugungselemente, Wärmeübertragungselemente und Wärmespeicher (32) aufweist, und Zuordnen des jeweils zumindest ersten Knoten (K) der jeweiligen Abschnitte des zumindest einen Weichensegments zu mindestens einem Bewertungspunkt (37, 38, 39, 40, 41, 42, 43),wobei alle Knoten (K) der einzelnen Abschnitte über Maschen zu dem Wärmenetz (26, 27) so verbunden werden, dass die Differenz aller vorzeichenbehafteten Temperaturen gleich Null ist,c) Berechnen des zeitlichen Verlaufs einer optimalen spezifischen Leistung (Pop) des zumindest einen Weichensegments und der jeweiligen optimalen Weichentemperatur an dem zumindest einen ersten Knoten der Weichenheizung (1) an dem zumindest einen Weichensegment über eine Leistungsbilanz gemäß eines Knotensatzes, und bei Betrieb Aktivieren dieser optimalen spezifischen Leistung an der zugehörigen Heizeinrichtung (14) mittels Produkt aus realer spezifischer Leistung der Heizeinrichtung (14), die der maximalen spezifischen Leistung entspricht, und einem Leistungsverhältnis, wobei das Leistungsverhältnis variabel zwischen 25 % und 100 % der realen spezifischen Leistung entspricht,d) Erfassen des zeitlichen Verlaufs der realen Weichentemperatur an dem zumindest einen Weichensegment mit dem zumindest einen Weichentemperatursensor (28)e) Berechnen der Weichenendtemperatur an zumindest einem zweiten Knoten des zumindest einen Weichensegments und Vergleichen der berechneten Weichenendtemperatur mit einer parametrierten Weichenmindesttemperatur für diesen zumindest einen zweiten Knoten,wobei bei Nichterreichen der Weichenmindesttemperatur der Weiche (3) eine parametrierbare Weichensolltemperatur um einen Weichensolltemperatur-Korrekturfaktor so lange erhöht wird, bis die jeweilige berechneten Weichenendtemperatur der Weiche (3) zumindest der Weichenmindesttemperatur der Weiche (3) entspricht,dadurch gekennzeichnet, dassSchritt d) ferner aufweist Korrigieren der berechneten Weichentemperatur an einem zumindest ersten Knoten des zumindest einen Weichensegments über Leistung Konvektionswärme wenn berechnete Weichentemperatur größer ist als reale Weichentemperatur oder Leistung Strahlungswärme des Wärmenetzes wenn berechnete Weichentemperatur kleiner ist als reale Weichentemperatur,und das Verfahren zusätzlich die Schritte umfasstf) Berechnen der Anheizzeit für das Erwärmen des zumindest einen Weichensegments bis zu der parametrierbaren Weichensolltemperatur der Weiche (3) und Bewerten der berechneten Anheizzeit bei parametrierbarer Weichensolltemperatur,wobei bei einem Defizit die optimale spezifische Leistung erhöht und bei einem Überschuss die optimale spezifische Leistung verringert wird,g) Berechnen der Anheizzeit für das Erwärmen des zumindest einen Weichensegments bis zu der parametrierbaren Weichenmindesttemperatur der Weiche (3) und Bewerten der erforderlichen spezifischen Leistung aus Erhaltungsleistung und Schmelzleistung für den bis dahin gefallenen Schnee mit der spezifischen Leistung (P) bei parametrierbarer Weichenmindesttemperatur,wobei bei einem Defizit die optimale spezifische Leistung erhöht oder eine Meldung „gefallene Schneemenge ist zu groß und wird nicht geschmolzen“ erzeugt wird.