Vaihteenlämmitysvastusten korvaaminen Conflux-lämmityselementeillä

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä Tampereen ammattikorkeakoulun sähkö- ja automaatiotekniikan koulutusohjelman, Väyläviraston ja GRK Rail Oy:n kanssa yhteistyössä.

Suomessa vaihteidenlämmityksen vaatima energian tarve on suurin yksittäinen osa radanpidon kokonaisenergian tarpeesta. Tavoitteena oli löytää uusia ratkaisuja sähkönkulutuksen vähentämiseksi ja hyötysuhteen parantamiseksi, kuitenkaan lämmitystehosta tai käyttövarmuudesta tinkimättä. Opinnäytetyössä esitellään Confluxin PTC-elementtien pilotointia vaihteenlämmityksessä Tampereen ja Suoniemen liikennepaikoilla.

Opinnäytetyön lähdeaineistona toimivat Ratahallintokeskuksen, Liikenneviraston ja Väyläviraston julkaisut eri aikakausilta, aikaisemmat aihetta käsittelevät opinnäytetyöt sekä lämmityselementtivalmistajalta saatu materiaali.

Työn tuloksena kuvattiin Conflux-elementtien pilotoinnin aikana ilmenneet asiat, jotka liittyvät niiden lumen- ja jäänsulatuskykyyn, kunnossapitotarpeeseen ja energiankulutukseen. Lisäksi tutkittiin Conflux-elementtien ja tukikiskon väliin asennettavien lämmönjohdemateriaalien vaikutuksia elementtien lämmityskäyttäytymiseen.

Työssä suoritettujen mittauksien ja havaintojen perusteella Conflux-elementtien käytöllä saavutettiin vähentynyt energiankulutus. Elementit eivät kuitenkaan reagoineet lisääntyneeseen lämmityksen tarpeeseen odotetulla tavalla. Yhtenä selittävänä tekijänä reagoimattomuudelle voitiin pitää sitä, että elementtien ja lämmitettävän kiskon välillä ei ollut tarpeeksi hyvää lämmönjohtoyhteyttä.

This thesis was done in collaboration with Tampere University of Applied Sciences’ degree programme in electrical and automation technology, Finnish Transport Infrastructure Agency and GRK Rail Ltd.

In Finland, the energy demand required for the switch heating is the largest single part of the total energy demand for the track maintenance. The current objective is to find new solutions to reduce electricity consumption and improve efficiency, without compromising on heating efficiency or operational reliability. This thesis presents the piloting of Conflux PTC elements in switch heating at Tampere and Suoniemi train traffic areas.

The source material for this thesis includes publications of the Finnish Transport Agency from different eras, previous theses dealing with switch heating systems and material received from the manufacturer.

Issues that have arisen during the piloting of Conflux elements, concerning snow melting capacity, maintenance and energy consumption, are presented as the result of the thesis. The thesis examines also the effects that the heat conductive materials between the Conflux element and the support rail have on the heating behaviour of the element.