EKOK - Energie- und komfortoptimierte Innenraum-Klimatisierung von Schienenfahrzeugen

Ausgangssituation/Motivation

Die Ansprüche in Bezug auf Komfort sind bei Schienenfahrzeugen speziell bei der Personen-Beförderung auf Langstrecken enorm: spürbare Temperaturschwankungen oder permanente Luftströmungen werden von den Passagieren normalerweise nicht geduldet. Die für die Klimatisierung nötigen Anlagen verbrauchen aber auch viel Energie. Festgefahrene, teilweise auf Normen basierte Dogmen wie etwa maximale Aufwärmzeiten aus dem abgestellten und ausgekühlten Zustand eines Fahrzeuges führen dazu, dass die verwendeten Systeme maßlos überdimensioniert sind, als dies für den Regelbetrieb eigentlich nötig wäre. All dies senkt die Energie-Effizienz.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Ziel dieses Projektes ist die Komfortmaximierung für Reisende in Schienenfahrzeugen bei gleichzeitiger Minimierung des klimarelevanten Energieverbrauchs durch den Einsatz innovativer Technologieansätze abseits normierter Dogmen.

Methodische Vorgehensweise

Mittels computerunterstützter Strömungs-Simulation (CFD) werden die Möglichkeiten und Grenzen neuer Technologieansätze in Heizung und Kühlung unter starker Berücksichtigung des steigenden Komfortbedarfs des modernen Reisenden untersucht. Die Untersuchung des Einflusses verschiedener Parameter auf das Komfort-Empfinden umfasst folgende Punkte:

• Klärung der bestmöglichen „Stellhebel"
• Analyse der in Betracht kommenden Technologien sowie der aktuell üblichen Vorgehensweisen und Parametrierungen von Klima-Systemen
• Vergleich der unterschiedlichen Konzepte mittels CFD-Simulation und Berechnung der sich einstellenden Komfort-Werte
• Vergleich der konzeptionellen Ansätze in Hinblick auf Energie-Verbrauch und Komfort
• Qualitative Überlegungen bezüglich Regelbarkeit und die damit verbundenen Einsatz-Bedingungen der betrachteten Systeme

Ergebnisse und Ausblick

Die durchgeführten Simulations-Studien haben gezeigt, dass Klimatisierungsansätze mit Flächenheizungen den Komfort signifikant steigern und zugleich auch den Energie-Verbrauch senken. Heizungslösungen, die direkt im Boden, in den Wänden oder auch in den Fenstern (im Sinne von „aktiver Wärme-Isolation") eingebettet sind, vermeiden niedrige Strahlungstemperaturen, die sich ansonsten sehr negativ auf den Komfort auswirken. Durch die fast verlustfreie Wandlung von elektrischer in thermischer Energie können bei Flächenheizungen der Energie-Aufwand und somit auch die Betriebskosten gesenkt werden.

Die Ergebnisse dieser Simulationen dienen als Entscheidungshilfe zur Weiterentwicklung der Industrialisierung von innovativen Entwicklungskonzepten zur Serienreife.

Projektleitung

Dr. Manfred Hofer, Molinari Rail Austria GmbH

Projektpartner

DI Gabriel Haller, RTA Rail Tec Arsenal Fahrzeugversuchsanlage GmbH

Molinari Rail Austria GmbH
Dr. Manfred Hofer
Tel.: +43 (5242) 71400-30
E-Mail: manfred.hofer@molinari-rail.com