Für den schienengebundenen Personenfernverkehr werden in Deutschland fast ausschließlich elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge eingesetzt. Trotz hoher Wirkungsgrade der elektrischen und elektromechanischen Wandler im Antriebsstrang - in der Hauptsache Transformatoren, Umrichter und Fahrmotoren - ist der absolute Betrag der thermisch anfallenden Verlustleistung beim Betrieb dieser Fahrzeuge aufgrund der hohen Antriebsleistungen sehr erheblich. Am Beispiel des HGV (Hochgeschwindigkeitsverkehr) mit verteilten Antriebsanlagen der Deutschen Bahn AG wurde untersucht, ob die Nutzung dieser Verlustwärme sinnvoll möglich ist. Zu diesem Zweck wurden im Rahmen einer von der Deutschen Bahn AG finanzierten Studie drei Bereiche theoretisch betrachtet: Die Betriebstemperaturen und die Teillastcharakteristik der elektrischen und elektromechanischen Wandler, die zu erwartende Betriebscharakteristika des Triebzugs des HGV mit verteilten Antriebsanlagen auf verschiedenen Strecken und die Möglichkeiten der Wärmenutzung. Da beim Triebzug des HGV mit verteilten Antriebsanlagen (ICE 3) nach dem Antrieb die Klimatisierung der wesentlichste Energieverbraucher ist, wurden insbesondere Möglichkeiten untersucht, die Verlustwärme zur Klimatisierung einzusetzen. Der Vortrag stellt die Ergebnisse der Studienteile Elektrik und Bahnbetrieb kurz vor. Die dort gewonnenen Erkenntnisse sowie Modelle für die Kühllast beziehungsweise für den Heizbedarf des Triebzug des HGV mit verteilten Antriebsanlagen auf der Basis von DIN- und UIC-Normen bilden die Basis für eine detaillierte Betrachtung der Verlustwärmenutzung. Eine Kombination von Rankine Cycle und Kaltdampfkompressionskälteanlage wurde in einer Voruntersuchung als optimal für den Anwendungsfall geeignet identifiziert. Diese Kombination wird vorgestellt, Vor- und Nachteile werden herausgearbeitet und die Übertragbarkeit der Studie auf andere Anwendungen diskutiert.
Möglichkeiten der Verlustwärmenutzung in Triebzügen des Hochgeschwindigkeitsverkehrs mit verteilten Antriebsanlagen
DKV-Tagung, 1998 ; 25,3 ; 163-177
1998
15 Seiten, 9 Bilder, 6 Quellen
Conference paper
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