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Energieoptimierung der thermischen Fahrzeugsysteme bei Schienenfahrzeugen ¿ Evaluierung
01.10.2011 - 30.11.2013
Forschungsförderungsprojekt
Ausgangslage: Bei Schienenfahrzeugen im Nahverkehr kommt dem Energieverbrauch der Heizungs- und Klimageräte (HKL-Geräte) besondere Bedeutung zu. Die Optimierung der Energieeffizienz der HKL-Geräte hat daher großes Potenzial für CO2-Einsparungen. Im derzeit durchgeführten FFG-Projekt ¿EcoTram¿ werden die Grundlagen für eine energieeffiziente Umrüstung eines ULF der Wiener Linien erarbeitet. Aufbauend auf den theoretischen Ergebnissen dieses Vorgängerprojekts (Umbaumaßnahmen, Simulationsmodell, Energiebilanzen) soll als unmittelbare Fortführung ein nichtkommerzieller Prototyp des ULF umgerüstet und experimentell erprobt werden. Ziele und Inhalte: Hauptziel ist die Evaluierung der in ¿EcoTram¿ ausgewählten Maßnahmen am Prototyp. Speziell sind dies die nach einer ersten Vorauswahl identifizierten Maßnahmen Fahrzeugmodifikationen, innovatives HKL-Gerät mit Wärmepumpe und die modellprädiktive Regelung. Weitere Ziele sind die messtechnische Validierung der damit erreichten Einsparungen im Klima-Wind-Kanal und im Betrieb, die Darstellung der erreichten Einsparungen am konkreten Beispiel ULF sowie die Bewertung aller untersuchten Maßnahmen in Bezug auf Neukonstruktionen bzw. die Umrüstung anderer Fahrzeuge. Zu diesem Zweck gibt es drei parallele Projektphasen: (1) Modifikationen am Fahrzeug, wobei vor allem kosteneffiziente aber innovative Maßnahmen geplant sind. (2) Die HKL-Geräte werden komplett neu konzipiert, wobei Wärmepumpe, frequenzvariable Ansteuerung und neue Steuergeräte zum Einsatz kommen. (3) Als Regelalgorithmus wird ein modellprädiktiver Regler entwickelt, welcher an sich eine große Innovation im Bereich HKL-Geräte darstellt. Nachdem alle Umbauten integriert sind und der Prototyp in Betrieb genommen ist, werden Messungen im Klima-Wind-Kanal und im Passagierbetrieb durchgeführt. Durch Auswertung und Vergleich der Messungen mit den Ergebnissen aus ¿EcoTram¿ können stichhaltige Zahlen zur Energieeinsparung vorgelegt werden. Ergebnisse: Projektergebnisse sind vor allem erhebliche Energieeinsparungen im Betrieb (geschätzt 30.000t bzw. 60.000t CO2-Äquivalent für Wiener Linien bei einfacher bzw. aufwendiger Optimierung). Zusätzlich erwerben die Partner Kompetenz in energieeffizienten innovativen Technologien und bereiten damit die Grundlage für die Überführung in neue Produktentwicklungen auf. Der Prototyp repräsentiert nicht zuletzt die erfolgreiche Umsetzung innovativer Ideen zur Steigerung der Energieeffizienz und der Attraktivität des öffentlichen Nahverkehrs.
Personen
Projektleiter_in
Martin Kozek
(E325)
Projektmitarbeiter_innen
Raphael Hofstädter
(E325)
Institut
E325 - Institut für Mechanik und Mechatronik
Förderungmittel
Kommunalkredit Austria AG (National)
Kommunalkredit Public Consulting GmbH (KPC)
Forschungsschwerpunkte
Efficient Utilisation of Material Resources: 10%
Mathematical and Algorithmic Foundations: 90%
Schlagwörter
Deutsch
Englisch
Schienenfahrzeug
rail vehicle
Heizung, Klima, Lüftung
heating, ventilation, air condition
Energieoptimierung
optimization of energy
Experimentelle Validierung
experimental validation
Publikationen
Publikationsliste