Energieeffizienz von Heizung, Lüftung und Kühlung

• Forschungsstelle: BAV
• Projektnummer: 001

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Kurzbeschrieb [PDF] 269 kB

Projektziele (Deutsch)

Überblick über die HLK-Verbrauchswerte in Schienenfahrzeugen und Verbesserungsvorschläge für Energieeffizienzsteigerung:

- Gewinnung eines vollständigen Überblicks der aufgeschlüsselten HLK-Verbrauchsdaten in Relation zum Traktions- und Gesamtenergieverbrauch.

- Erstellen eines möglichst präzisen HLK-Simulationsmodells, um genaue Aussagen zum Einsparpotenzial verschiedener Massnahmen machen zu können.

- Vorschläge für energetische Optimierungsmassnahmen inkl. Potenzialabschätzung.

Abstract (Deutsch)

Der vorliegende Bericht beinhaltet umfassende Verbrauchs- und Klimadatenauswertungen (Kapitel 3) zu allen bisher mit Messeinrichtungen ausgestatteten sieben Fahrzeuge: RhB EW2, RhB EW4, RhB GEX, BLS NINA, SOB FLIRT, SBB ICN und Swisstrolley 4 der tl1 (wovon die ersten zwei Fahrzeuge keine Klimaaggregate besitzen). Soweit das bis dato möglich ist, basieren die Datenauswertungen auf eine Zeitperiode eines vollen Jahres und beinhalten neben den Brutto- und Netto- gesamtverbrauchswerten die aufgeschlüsselten Werte der Hautverbrauchsgruppen Traktion und Rekuperation, Heizung, Lüftung, Kühlung und die Nebenverbraucher2. Für alle Fahrzeuge wurden die Auswertungen monatlich und für ein volles Jahr durchgeführt. Zielgrössen der Auswertung sind die Bruttotonnenkilometer, Personenkilometer und die Leistung pro Person.

Ferner wurde aus den entsprechenden Diagrammen die spezifischen Heiz- oder Kühlleistungen in Watt/Kelvin bestimmt (Kapitel 4). Zusammen mit der Gesamtfläche der Fahrzeughülle liefern die Grössen Informationen über die mittlere Wärmedurchgangszahl der Fahrzeughülle (U-Wert in W/(m2·K)) bzw. Informationen über die Leistungszahlen der Kühlaggregate.

Die jetzt vorliegende Datensammlung der Verbrauchswerte im Schienenverkehr dürfte einzigartig sein. Sie zeigt deutlich die markanten Unterschiede bezüglich des Energieverbrauchs der verschiedenen Fahrzeuge wobei sich generell eine Reduktion des Energieverbrauchs im Laufe der verschiedenen Fahrzeuggenerationen abzeichnet. Allerdings haben selbst Fahrzeuge, die vor weniger als 10 Jahre ausgeliefert wurden (z.B. der SOB FLIRT von 2007, 'unser' neustes Fahrzeug) immer noch ein deutliches Verbesserungspotential.

Unsere Messungen erlauben auch Untersuchungen von Betriebszuständen, wie z.B. der sogenannte Schlummerbetrieb (Absenkung der Innentemperatur im abgestellten Fahrzeug) oder das Zusammenspiel vom Heizen und Kühlen, was wir mit ausgesuchten Diagrammen illustriert haben.

Der grosse Nutzen des vorliegenden Projekts lässt sich mit den konkreten Auswirkungen unserer Ergebnisse dokumentieren. Die Verbrauchs- und Klimamessungen am Gliederzug NINA (RABe 525 06) der BLS hat neben offensichtlichen Mängeln der Innenklimasteuerung den grossen Energieverlust der nachts abgestellten Fahrzeuge ohne Schlummerbetrieb eindrücklich dokumentiert, was die BLS sehr schnell durch eine Verbesserung der Innenklimaregelung und der Einführung eines Schlummerbetriebs an unserem NINA-Messfahrzeug signifikant verbessert hat. Das Resultat dieser ersten Massnahmen kann sich sehen lassen: der Verbrauch der über ein Jahr investierten Heizenergie konnte um -29.8% reduziert werden (Kapitel 3.3).

Dabei liess es aber die BLS nicht bewenden. Es wurden für die NINA Flotte (36 Züge) und andere Fahrzeuge weitere Massnahmen erarbeitet (Kapitel 7): Das vollständige Abschalten von abgestellten Zügen unter gewissen Aussentemperaturbedingungen und die CO2 gesteuerte, besetzungsabhängige Frischluftzufuhr. Diese Massnahmen sind für 89 Glieder- bzw. Triebzüge geplant bzw. beschlossen (36 NINA Fahrzeuge). Zudem ist bei den Lötschberger Triebzügen eine Verbesserung der Dämmung der Fahrzeughülle geplant. Beim NINA Fahrzeug mit Messeinrichtung wurde im September 2015 als Innovation die neuen Fenster mit stark verbesserter Wärmedämmung und gleichzeitig hoher Mikrowellentransmission (gewährleistet Handyempfang) eingebaut. Auch die anderen Transportunternehmen sind in den letzten Jahren mit energetischen Verbesserungen aktiv geworden. Gegenüber der Situation vor wenigen Jahren hat hier die Bedeutung der Energieeffizienz markant zugenommen und man kann von einem eigentlichen Sinneswandel sprechen.

Das Programm Energieeffizienz der Komforteinrichtungen im öffentlichen Schienenverkehr ist mit diesem Projekt nicht beendet. Bisher wurden vor allem bestehende Fahrzeuge auf mögliche energetische Verbesserungen hin untersucht. In Zukunft sollte auch das Design neuer Fahrzeuge analysiert und energetisch optimiert werden. Optionen dafür existieren, am Willen zur Umsetzung muss noch gearbeitet werden.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Forschungsbericht [PDF] 6'391 kB
• Schlussbericht [PDF] 20'844 kB