Nära nog underhållsfri fjärrvärme ger obefintliga driftskostnader och låg livscykelkostnad för spårväxelvärme. Det är framtiden för järnvägen, menar designchefen Albert Gelz på Vossloh.
En spårväxel som fryser fast eller kärvar på grund av is och snö kan orsaka dyra förseningar. För att undvika detta kan en växel vintertid värmas upp av direktverkande el. Problemet är att eluppvärmning medför väldigt höga kostnader – elräkningen för uppvärmning av en spårvagnsdepå kan kosta drygt 250 000 kronor per år.
Vossloh har tagit fram värmepump-uppvärmda växlar kallade TSR, Turnout Sandwich Radiator. Ett sådant system kan minska elkostnaden på en spårvagnsdepå till cirka 9 000 kronor per år – en minskning med 96 procent. Totalt sett blir driftskostnaden runt 70 procent lägre med TSR än med direktverkande el.
Prototyper testade i Tyskland
I den tyska staden Karlsruhe har Vossloh under år 2017 testat det nya systemet på fyra spårväxlar. Värmen i systemet kommer från stadens fjärrvärmenät.
– Under hela vintern var rälen närmre 20 grader varm, även när det var minus fem grader ute, säger Albert Gelz, designchef på Vosslohs fabrik i den tyska staden Trier.
– Systemet har fungerat perfekt under försöken, helt utan störningar – värmepumpar har en driftssäkerhet på över 95,5 procent. TSR håller snö och is borta precis lika effektivt som en elektrisk uppvärmning.
Upp till 30 procent lägre livscykelkostnad
I Karlsruhe så hamnade elkostnaden för att driva värmepumpen på cirka 20 euro. Eftersom spårväxlarna i försöket försågs med gratis värme från stadens fjärrvärmenät så blev besparingen i driftskostnad hela 99 procent.
Räknat på en växellivslängd på 20 år så innebär det enorma besparingar. Men även i en stad där fjärrvärmen inte är gratis så blir kostnaden betydligt mycket lägre med fjärrvärme än med el.
– Medräknat den inledande investeringskostnaden så blir livscykelkostnaden generellt runt 10 till 30 procent lägre med Vosslohs TSR än med direktverkande el, säger Michael Funke, vd på ingenjörsbyrån Dibauco.
I en stad som Karlsruhe, som inte har så många vinterdagar, så gör den låga driftskostnaden att investeringskostnaden tjänas in på sju år jämfört med eluppvärmning.
– Men om man hade installerat samma system i en kallare stad i norra Sverige som kräver mer uppvärmning, som Luleå, så hade investeringskostnaden varit intjänad på bara två år.
Funkar även i järnväg
Försöken i Karlsruhe har gjorts på spårväg, men tekniken kan lika gärna anpassas till järnvägsväxlar. Och den fungerar även i riktigt kalla områden, menar Albert Gelz.
– Det finns inga begränsningar. Vi har inte kunnat testa -40 grader eftersom det inte blir så kallt här i Tyskland, men glykolen i värmepumpen kommer inte att frysa även om det blir så kallt. Bara man dimensionerar systemet rätt så fungerar det även i riktigt låga temperaturer, säger Albert Gelz.
Nästan underhållsfri standardteknik
TSR fungerar i princip som en värmepump i ett vanligt hem: En värmekälla, exempelvis fjärrvärme, värmer upp det glykolmedium som cirkulerar i värmepumpen och ökar på så sätt systemets verkningsgrad. Värmen leds sedan ut endast direkt under den rörliga tungan, så att ingen energi går till spillo.
Om det inte finns tillgång till ett fjärrvärmenät så kan man kan istället bygga en egen värmeanläggning – alla energikällor från bergvärme till sjövärme eller spillvärme från industrier är möjliga.
Hur stor installationskostnaden, och därmed livscykelkostnaden, blir beror vilken typ av anläggning som behöver byggas. Uppvärmningssystemet i sig består dock av standardteknik, vilket gör att kostnaderna hålls nere.
– Även med andra värmekällor än fjärrvärme så blir livscykelkostnaden mycket lägre än med eluppvärmning.
En av de stora fördelarna med systemet är att det i princip är underhållsfritt. Det enda som krävs är att man, precis som i ett vanligt hus med en värmepump, vid behov fyller på kylvätska och att man luftar systemet.
Ett måste i Tyskland
I Tyskland har man beslutat sig för att stänga ner alla kärnkraftverk till år 2020, så där måste man utföra åtgärder som minskar elförbrukningen. I städer som har fjärrvärmenät tror därför Albert Gelz att den nya uppvärmningsmetoden kommer bli vanlig.
– Det finns inga andra alternativ, vi har inte längre råd att använda elektricitet till att värma upp växlar. Många stora städer har redan fjärrvärme. Så detta är framtiden för spårvägen, säger Albert Gelz.
Försöken i Karlsruhe är avslutade och tekniken med fjärrvärmeuppvärmning av spårväxlar finns tillgänglig på den nordiska marknaden.
Om du vill veta mer så kontakta Vosslohs teknikchef Anders Ahlquist som nås via bolagets växel 010-160 11 00.