Short description
(German)
|
Related documents
|
Short description
(French)
|
Related documents
|
Project aims
(French)
|
- Durch Messungen unter möglichst realitätsnahen Randbedingungen wird der Energieverlust infolge Türöffnungen am Trolleybus ermittelt.
- Visualisierungen der Luftströmungen im Türbereich werden erstellt.
- Den Herstellern und Betreibern von Fahrzeugen wird aufgezeigt, wie gross der Anteil der Wärmeverluste infolge der Türöffnungen im Vergleich zu den Gesamtverlusten ist.
- Die U-Wert-Messung nach Norm ermöglicht den Vergleich mit anderen Fahrzeugen.
|
Abstract
(German)
|
Es besteht die These, dass eine aufwendige Wärmedämmung der Fahrzeughülle keinen Sinn machen würde, da die Wärmeverluste durch die Türöffnungen den wesentlichen Wärmeverlust bei Fahrzeugen bestimmen. Diese Messungen geben Antworten zu den teilweise kontrovers diskutierten Wärmeverlus-ten durch Türöffnungen. Unter möglichst realitätsnahen Randbedingungen wurde am Linienbus der Energieverlust durch geöffnete Türen an den Haltestellen gemessen. Als Fahrzeug wurde der Swisstrol-ley plus von der Firma Carrosserie Hess zur Verfügung gestellt. Dieser Bus ist 18.7 m lang, hat vier Türen und kann maximal 163 Passagiere befördern. Geheizt und gekühlt wird das Fahrzeug mit einem Klimagerät. Bei sehr tiefen Aussentemperaturen werden zusätzlich elektrische Infrarotstrahler an der Decke zugeschaltet.
Nur in einer Klimakammer ist es möglich, definierbare und reproduzierbare Klimaverhältnisse zu erzeu-gen. Deshalb wurden die Messungen am Bus in der Klimakammer der SBB in Olten durchgeführt. Der Leistungs-Mehrbedarf infolge Türöffnungen wurde bei unterschiedlichen Aussenlufttemperaturen ermit-telt. Bei gleicher Aussenlufttemperatur wurde die Verlustleistung durch Türöffnungen aus der Differenz ohne Türöffnung und mit Türöffnung berechnet und in Funktion der Temperaturdifferenz grafisch dar-gestellt. Dabei zeigt sich, dass die Verlustleistung durch Türöffnungen bei steigender Temperaturdiffe-renz nicht linear zunimmt. So wurde bei der Temperaturdifferenz von rund 10 Kelvin zwischen der Luft-temperatur im Bus und Aussen ein Leistungs-Mehrbedarf durch Türöffnungen von ca. 1.5 kW gemes-sen. Bei der rund doppelten Temperaturdifferenz von 21 Kelvin stieg die Verlustleistung auf ca. 11 KW an. Bezogen auf die gesamte Heizleistung werden dabei 33 % zur Deckung der Verluste durch Türöff-nungen benötigt. Die Berechnung am Standort Luzern, basierend auf den Klimadaten nach SIA 2028, ergab für den SwissTrolley plus Verluste durch Türöffnungen von 16.3 MWh/a.
Die Auswertung der Bus-Innenlufttemperatur zeigte bei kalten Aussentemperaturen eine grosse verti-kale Temperarturschichtung. Bei der Aussentemperatur von -12 °C wurden mehr als 10 Kelvin gemes-sen.
Zusätzlich zur Ermittlung der Türöffnungsverluste wurde der mittlere U-Wert des Busses gemäss Norm SN EN 14750-2 bei der Aussentemperatur von 5 °C mit internen Heizgeräten gemessen. Er beträgt 2.9 +0.09/-0.08 W/m2K.
Die Resultate können aufgrund des unterschiedlichen Einsatzes nicht direkt auf andere Fahrzeuge wie Nahverkehrszüge oder Trams angewandt werden. Deshalb wird vorgeschlagen, dass basierend auf diesen Erfahrungen und Ergebnissen, in einem Folgeprojekt mit Hilfe von Simulationen und ev. verein-zelten Messungen der Einfluss der Türöffnung an anderen Fahrzeuge untersucht wird. Auch mögliche Massnahmen, um den Verlust infolge Türöffnungen zu reduzieren, sollten in einem weiterführenden Projekt untersucht werden.
|
Abstract
(English)
|
There is the thesis that a complex thermal insulation of the vehicle shell would not make sense, since the heat losses through the door openings determine the essential heat loss in vehicles. These meas-urements provide answers to the partly controversially discussed heat losses through door openings. Under conditions that were as realistic as possible, the energy loss on the public bus through open doors at the bus stops was measured. The SwissTrolley plus was provided as a vehicle by Carrosserie Hess. This bus is 18.7 m long, has four doors and can carry a maximum of 163 passengers. The vehicle is heated and cooled by an air conditioner. At very low outside temperatures, additional electric infrared radiators are connected to the ceiling.
Only in a climatic chamber is it possible to create definable and reproducible climatic conditions. There-fore, the bus measurements were carried out in the climate chamber of the SBB in Olten. The additional power requirement due to door openings was determined at different outside air temperatures. With the same outside air temperature, the power loss through door openings was calculated from the difference between door opening and door opening and graphically displayed as a function of the temperature difference. This shows that the power loss through door openings does not increase linearly with in-creasing temperature difference. For example, at a temperature difference of around 10 Kelvin between the air temperature in the bus and outside, an additional line requirement through door openings of approx. 1.5 kW was measured. With a temperature difference of around twice 21 Kelvin, the power dissipation increased to approx. 11 KW. In relation to the total heat output, 33 % is required to cover the losses through door openings. The calculation at the Lucerne location, based on the climate data of SIA 2028, resulted in losses of 16.3 MWh/a for the SwissTrolley plus through door openings.
The evaluation of the bus air temperature showed a large vertical temperature stratification at cold out-side temperatures. At an outside temperature of -12 °C, a vertical temperature stratification of more than 10 Kelvin was measured.
In addition to determining the door opening losses, the mean U-value of the bus according to SN EN 14750-2 was measured at 2.9 W/m2K at an outside temperature of 5 °C with internal heaters.
The results cannot be applied directly to other vehicles such as local trains or trams due to the different applications. It is therefore proposed that, based on these experiences and results, the influence of the door opening on other vehicles be investigated in a follow-up project with the aid of simulations and possibly individual measurements. Possible measures to reduce the loss due to door opening should also be investigated in a follow-up project.
|
Abstract
(French)
|
On suppose qu’une isolation thermique complexe de la coque d’un véhicule n'aurait pas de sens, puisque la perte de chaleur principale aurait lieu à l’ouverture des portes. Les mesures exposées dans ce rapport apportent des réponses à cette théorie controversée sur la perte de chaleur lors de l'ouverture des portes. Dans des conditions aussi proches de la réalité que possible, la perte d'énergie liée à l’ou-verture des portes d’un bus aux arrêts a été mesurée. Le SwissTrolley plus a été fourni par l’entreprise Carrosserie Hess comme véhicule d’essai pour cette étude. Long de 18,7 m et muni de quatre portes, cet autobus peut transporter un maximum de 163 passagers. Un climatiseur permet de chauffer et re-froidir le véhicule et, en cas de basses températures extérieures, des radiateurs infrarouges électriques supplémentaires sont raccordés au plafond.
Il n’est possible de générer des conditions climatiques prédéfinies et reproductibles qu’à l’intérieur d’une chambre climatique. C'est pourquoi les mesures sur le bus ont été effectuées dans la chambre clima-tique des CFF à Olten. La consommation électrique supplémentaire requise en raison des ouvertures des portes a été déterminée en fonction de différentes températures extérieures. Pour une même tem-pérature extérieure, la perte de puissance liée aux ouvertures des portes a été calculée par la différence de température avec et sans ouvertures des portes, puis représentée graphiquement en fonction des différences de températures. Cette expérience démontre que la perte de puissance au travers des ou-vertures des portes n'augmente pas linéairement avec l'écart de température. Ainsi, pour une différence de température d'environ 10 Kelvin entre de l'air à l'intérieur et à l'extérieur de l'autobus, on mesure une consommation supplémentaire provoquée par l’ouverture des portes de 1,5 kW. Avec une différence de température de 21 Kelvin, soit environ le double, la perte de puissance a augmenté de près de 11 kW. Par rapport à la puissance calorifique totale, 33 % est nécessaire pour couvrir les pertes par les ouver-tures des portes. Le calcul effectué sur le site de Lucerne, basé sur les données climatiques de la norme SIA 2028, a entraîné des pertes de 16,3 MWh/a pour le SwissTrolley plus par les ouvertures de portes.
L'évaluation de la température de l'air à l'intérieur de l'autobus a révélé une grande stratification verticale de la température pour des températures extérieures froides. Avec une température extérieure de -12 °C, une stratification verticale des températures de plus de 10 Kelvin a été mesurée.
Outre la détermination des pertes dues à l'ouverture des portes, la valeur U moyenne du bus selon la norme SN EN 14750-2 a été mesurée à 2,9 W/m2K pour une température extérieure de 5 °C et avec chauffage à l’intérieur du bus.
Les résultats ne peuvent pas être appliqués directement à d'autres véhicules tels que les trains locaux ou les trams en raison de la différence des conditions d’application. Il est donc suggéré, sur la base de ces expériences et de ces résultats, d'étudier l'influence de l'ouverture des portes d'autres véhicules au moyen de simulations et éventuellement de mesures individuelles dans le cadre d'un projet ultérieur. Les possibilités de réduction des pertes dues à l'ouverture des portes devraient également être étudiées dans le cadre d'un projet supplémentaire.
|
Publications / Results
(German)
|
Related documents
|
