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dem Dokument
EP 0357161
B1 ist ein Prototyp weit verbreiteter modularer Bahnsteige
mit Hohlraum für
eine Leitungstrasse unter einer plattierten Laufebene, der teils
aus Betonfertigteilen besteht, bekannt. Auf quer zur Bahnsteiglängsachse angeordneten
Betonsockeln liegen parallele Längsträger, auf
denen, in einem Fugen bildendem Abstand, Laufplatten ruhen, die
die Längsträger quer überdecken.
Von
daher liegt der Erfindung das Problem zugrunde, einen verbesserten
Bahnsteig vorzuschlagen, der im Freien auch im Winter eisfrei bleibt
bei geringen Betriebskosten und nur geringfügig erhöhtem Bauaufwand für die modulare
Bauweise der Bahnsteige.
Das
Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale der Ansprüche
1 und 6. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die
Lösung
umfasst einen modularen Bahnsteig mit über einem Hohlraum verlegten
rasterartigen Laufplatten, die als Betonfertigteile vorgefertigt sind,
die Betonfertigteile mit einer Bewehrung etwas oberhalb der Mitte
der Dicke der Laufplatte versehen sind, die Bewehrung ein Rohrsystem
zur Führung
eines Wärmeträgermediums
im Wesentlichen überdeckt
und das Rohrsystem in der Platte in horizontalen Spiralen, Schleifen
oder Mäandern
verlegt ist, wobei Vorlauf- und Rücklauf-Anschlusselemente des Rohrsystems
an stets derselben Stelle der Laufplatte angeordnet sind.
Am
Beispiel eines typischen Haltepunktes, ausgestattet mit diesem Heizsystem
in Kombination mit Erdwärmesonden
zur Beheizung von zwei Bahnsteigen A, B und einer notwendigen Rampenanlage des
neuen Bahnhofs soll die Erfindung zunächst allgemein erläutert werden.
Später
wird ein Teil des Bahnsteigs in einer Zeichnung dargestellt.
Diese
Beschreibung stellt die Annahmen zur Anlagenkonzeption, die technischen
Details der Heizungsanlage, das Funktionsprinzip sowie die Vorgehensweise
beim Bau und Betrieb des Erdwärmeheiz-Systems
vor, nämlich
modulare Bahnsteige hohen Vorfertigungsgrades mit dem für andere
Zwecke konzipierten WinnerWay-System zu kombinieren Das Nutzungskonzept
sieht Erdwärme
als natürliche regenerative
Energiequelle zur Eis- und Schneefreihaltung der Bahnsteigflächen vor.
D.h. es wird keine weitere Energie zur Wärmeerzeugung eingesetzt. Lediglich
für die
Soleumwälzpumpe,
die das Wärmeträgermedium
im Kreislauf führt,
wird zusätzliche elektrische
Energie benötigt.
Die Bahnsteigoberfläche
wird mittels der Erdwärme
auf einem mehr oder weniger konstantem Temperaturniveau > 0 °C gehalten, so dass es nicht
zur Eisbildung kommen kann. Der herkömmliche manuelle Winterdienst
kann daher vollständig
entfallen.
Die
zur Beheizung des Bahnsteigs notwendige Wärmeenergie kann auf verschiedene
Weisen gewonnen werden. Eine Systemvariante basiert auf der Nutzung
des Untergrundes (sogenannter Aquifer-Speicher) als saisonalen Wärmespeicher,
wobei die solare Einstrahlung auf oberirdische Bauwerke (z.B. Bahnsteige)
den Energieinput in das System liefert. Alternativ werden Erdwärmesonden
zur Wärmeenergiegewinnung
genutzt. Die Erdwärmesonden bestehen
heute in der Regel aus Polyethylen-(PEHD)-Rohrleitungen, die in
Bohrlöcher
eingebaut werden und die Funktion von Erdwärmetauschern zwischen Gestein
und zirkulierendem Wärmeträger übernehmen.
Der
Transport der Erdwärme
erfolgt über
ein geschlossenes Kreislaufsystem in welchem ein Wärmeträger im Kreislauf
gepumpt wird Ausgehend von den Erdwärmesonden wird der Wärmeträger über den
Vorlaufverteiler und die Vorlaufleitungen in die Bahnsteigflächen gepumpt.
Innerhalb der Bahnsteigplatten ist ein Rohrsystem verlegt, welches
eine Funktion ähnlich
einer Fußbodenheizung übernimmt und
die Wärme
gleichmäßig über die
Bahnsteigplatten verteilt. Von dort wird der Wärmeträger über die in einem Betriebsgebäude installierte
Pumpe und über
den Rücklaufverteiler
wieder zurück
in die Erdwärmesonden
gedrückt
und der Kreislauf ist geschlossen.
Während der
Sommermonate wird die, durch solare Einstrahlung auf die Plattenoberfläche entstehende
Wärme durch
das zirkulierende Wärmeträgermedium
in den Untergrund abgeführt. Über die
Erdwärmesonden
wird diese Wärme
an das umgebende Gestein abgegeben und dort gespeichert. Im Winter erfolgt
eine Umkehrung des Wärmetransports,
so dass ab bestimmten Außentemperaturen
die gespeicherte Wärme
im Gestein zur Beheizung der oberirdischen Bauwerke verwendet werden
kann.
Die
Bohrungen werden entlang des Bahnsteigs angeordnet.
Zur Überwachung
der Gesteinstemperaturen im Untergrund werden parallel zum Einbau
der Erdwärmesonde
auch Temperaturfühler
ins Bohrloch eingebracht.
Als
Wärmeträgermedium
(Sole) wird eine Mischung aus Wasser und lebensmittelechtem Monoethylenglykol
(Frostschutzmittel, Typ Tyfocor L) eingesetzt. Die Solemischung
wird so eingestellt, dass ein Frostschutz bis –25°C garantiert ist. Dies entspricht einem
Anteil von 45% Tyfocor L Frostschutzmittel. Da der gesamte Wasserkreislauf
ein geschlossenes System darstellt, ist ein direkter Kontakt mit
dem Untergrund nicht gegeben.
Als
Erdwärmesonden
werden Doppel-U-Sonden eingesetzt. Hierbei handelt es sich um beispielsweise
vier Rohre, die parallel im Bohrloch verlaufen und unten, am Sondenfuß, jeweils
paarweise miteinander verbunden sind. Die Verbindung erfolgt über ein
werksgeschweißtes
V-förmiges
Verbindungsteil. Somit dienen zwei Leitungen als Rücklauf zum
Sondenfuß und
die anderen beiden Leitungen als Vorlauf zum Sondenkopf.
Am
Sondenkopf werden jeweils die Rücklauf-
sowie die Vorlaufleitungen über
ein „Hosenstück" (Y-Stück) miteinander
verbunden und in einem Leitungsgraben zum Vorlauf- bzw. Rücklaufverteiler geführt. Innerhalb
des Leitungsgrabens verlaufen daher bis 10 Vorlauf- und Rücklaufleitungen
zwischen Erdwärmesonden
und entsprechendem Verteiler. Dabei werden die Vorlaufleitungen
jeweils isoliert ausgeführt
werden. Bei einem Abstand der Rohrleitungen untereinander von etwa
0,05 m und einer Leitungsanordnung in drei Ebenen ergibt sich die
maximale Grabenbreite zu 0,85 m, bei einer Aushubtiefe von 1,2 m.
Der
Vorlaufverteiler bündelt
die von den Erdwärmesonden
kommenden Vorlaufleitungen und verteilt den Wärmeträgerstrom auf die drei Heizkreise. Der
Rücklaufverteiler
verteilt den Wärmeträgerstrom wieder
auf die einzelnen Rücklaufleitungen,
die zu den Erdwärmesonden
führen.
Abgehend
vom Vorlaufverteiler erfolgt ein direkter Anschluss der Bahnsteige über entsprechende Zuleitungen
(Vorlauf). Wie oben aufgeführt,
ist der Bahnsteig A über
eine Rohrleitung z.B ∅ 63 mm angeschlossen. Der Bahnsteig
B wird ebenfalls über eine
Vorlaufleitung versorgt. Unterhalb des jeweiligen Bahnsteigs gehen
diese Leitungen in eine isolierte Duoleitung z.B. ∅ 184
mm(2 × ∅ 63mm)über.
Im
Bahnsteig selbst sind Heizungsrohre ∅ 20 mm verlegt, d.h.
in jede der als Betonfertigteil gefertigten Bahnsteigplatte ist
solch ein Rohrregister im Betonfertigteilwerk integriert worden. Über die
isolierten Duoleitungen unterhalb der Bahnsteige genauer – im Hohlraum
unter den Laufplatten, werden die Rohrregister in den Platten mit
dem Wärmeträgermedium
versorgt. Die Vor- und
Rücklaufleitungen
für die Bahnsteigplatten,
werden jeweils unterhalb der Laufplatten an diesen herausgeführt und
in die isolierte Duoleitung ∅ 184, die als Sammelrohr jeweils
für Vor- bzw.
Rücklauf
fungiert, eingebunden. An der Laufplatten-Unterseite sind im Abstand
von 1,25 m am Rand und in der Mitte jeder Laufplatte Halfenschienen
angebracht. Sämtliche
Leitungen sind mittels Rohrschellen an diesen Halfenschienen befestigt.
Die
einzelnen Bahnsteigplatten stellen somit parallel geschaltete Einzelheizkreise
dar, die jeweils über
eine separate Anbindung an das Gesamtsystem verfügen Zur Gewährleistung der gleichmäßigen Durchströmung aller
Platten, erfolgt die Rohranordnung nach dem so genannten Tichelmann-System, auch „System
gleicher Weglängen" genannt. Die Rohre
sind beim Tichelmann-System so angeordnet, dass jedes Wasserteilchen
die gleiche Wegstrecke zurückzulegen
hat, gleichgültig
welchen Weg es nimmt. Hierfür
wird je Bahnsteig A und B eine weitere unisolierte Rücklaufleitung ∅ 75
mm benötigt,
die ebenfalls unterhalb der Bahnsteige installiert sind und zum
Betriebsgebäude
mit der Pumpe führen. Dieses
System bietet den Vorteil, dass ein komplizierter und für diesen
Fall armaturenaufwendiger hydraulischer Abgleich gänzlich entfallen
kann.
Die
Rohrregister ∅ 20 mm sind direkt in die Betonfertigteile
des Bahnsteigs einbetoniert. Der horizontale Verlegeabstand der
Rohrleitungen innerhalb einer Bahnsteigplatte beträgt ca. 25
cm. Die Verlegetiefe unter der Plattenoberfläche liegt bei ca. 6 cm. Die
Rohrleitungen werden unterhalb der oberen Bewehrung an den Bewehrungsmatten
befestigt. Diese Befestigung erlaubt es, auf Freiräume und Dehnungsbögen nach
dem Stand der Technik zu verzichten.
Daraus
ergibt sich je Platte eine Rohrlänge von
ca. 25 m. Dies entspricht einer Verlegedichte von 4 m Heizungsrohr
pro Quadratmeter Plattenoberfläche.
Die Ein- und Ausgänge
der Vor- und Rückläufe der
Regelbahnsteigplatten liegen jeweils z.B ca. 75 cm von der gleisabwärtigen Außenkante
der Bahnsteigplatten entfernt, aber aus fertigungstechnischen Gründen stets
derselben Stelle der Platte. Im Bereich der Sonderplatten an den
Bahnsteigrampen, deren Abmessungen nicht mit den Regelbahnsteigplatten übereinstimmen,
ist die Entfernung der Ein- bzw. Ausgänge der Heizungsrohre in die
Bahnsteigplatten in Oberflächenstrukturplänen anzugeben
und vor Ort gegebenenfalls anzupassen.
In
den Oberflächenstrukturplänen der
jeweiligen Einzelplatten sind zudem die Lage und der Verlauf der
Rohrleitungen schematisch eingezeichnet. Für die Rampen, Sonderflächen werden
die Lage und der Verlauf der Rohrleitungen in den Schal- und Bewehrungsplänen der
jeweiligen Einzelplatten festgehalten. Zusätzlich ist eine Laufplatte/Regelbahnsteigplatte
dokumentiert, die den Verlauf der Heizungsrohre in der Platte und
die Anbindung der Bahnsteigplatte an die Zu- und Ablaufleitungen
darstellt. Um eine bestmögliche
Wärmeverteilung
auf der Platte gewährleisten
zu können,
sind die Heizungsrohre spiralförmig/mäanderförmig verlegt.
Der
Einbau der Rohre in die Bahnsteigfertigplatten erfolgt im Fertigungswerk
anhand einer Vorplanung. Vor Ort werden lediglich die Vor- und Rücklaufleitungen
im Bahnsteig-Hohlraum und deren Anbindung an die Rohrregister in
den Bahnsteigplatten hergestellt.
Sämtliche
Rucklaufleitungen mit dem abgekühlten
Wasser (Winter) werden unisoliert ausgeführt. Sie führen in ein Betriebsgebäude, in
welchem die Pumpe und Sicherheitsarmaturen sowie die Anlagesteuerung
untergebracht sind. Von hier wird das Rücklaufwasser wieder über eine
Rücklaufleitung
in den Rücklaufverteiler
und von dort in die einzelnen Sonden eingespeist. Da es sich um
eine elektrisch angetriebene Pumpe handelt, ist die Lärmentwicklung
der Anlage vernachlässigbar.
Alle
Vorlaufleitungen sind als Fernwärmeleitungen
mit entsprechender Wärmedämmung ausgeführt, um
den Wärmeverlust
zu minimieren. Die oberflächennahe
Rohrleitungsführung
erfolgt in Leitungsgräben
Unterflur zu den Sonden. Diese Leitungsgräben werden auch für die Kabelführung der
verschiedenen Mess-/Regelsensoren genutzt.
Das
zur Fertigung der Erdwärmesonden
verwendete Polyethylen (PEHD) weist eine sehr hohe Temperatur- und
Korrosionsbeständigkeit
sowie chemische Beständigkeit
auf und besitzt eine lange Zeitstandfestigkeit (mind. 50 Jahre).
Aufgrund der bestehenden Langzeiterfahrungen mit dem Werkstoff im Bereich
von erdverlegten Gas- und Wasserrohren weiß man, dass PEHD im Erdreich
eine dauerhafte Anlagensicherheit bietet. Zum Schutz der Erdwärmesonden
und zur optimalen Wärmekopplung
an den umgebenden Fels werden die Bohrlöcher mit einer Bentonit-Zement-Suspension
verpresst. D.h. die PEHD-Rohre
sind nach Fertigstellung der Erdwärmesonden fest im Bohrloch
einbetoniert und können nicht
mehr durch das Gestein beschädigt
werden.
Alle
Vor- und Rücklaufleitungen
inklusive der Rohrleitungen in den Bahnsteigplatten sind aus hochwertigem
PE-Xa Material gefertigt, welches sich gegenüber dem PEHD Material durch
eine noch höhere
Zeitstandfestigkeit und Robustheit (z.B. keine Rissfortpflanzung)
auszeichnet. Dies ermöglicht
eine direkte Erdverlegung der Rohrleitungen ohne Verwendung von
Leerrohren und Sandbett.
Im
zu erwartenden Betriebstemperaturenbereich der Heizungsanlage sind
die verwendeten Rohrleitungen diffusionsdicht.
Sobald
im Sommer die Bahnsteigtemperatur um 3 K höher als die mittlere Temperatur
im Erdwärmesondenspeicher
ist, geht die Anlage in Betrieb. Sie gewinnt kontinuierlich Wärme aus
den Bahnsteigflächen
bzw. Laufplatten und führt
diese dem Erdwärmesondenspeicher
zu. Die Temperatur im Erdwärmesondenspeicher
erhöht
sich dadurch. Ein gewisser Teil dieser Energiemenge „fließt" als Verluste z.B. mit
dem Grundwasser aus dem Speicher ab.
Die
Steuerung der Anlage wird so optimiert, dass bei minimaler Laufzeit
mit möglichst
hoher Entzugsleistung Wärme
auf möglichst
hohem Temperaturniveau gewonnen werden kann. Die Optimierung erfolgt
anhand der aufgezeichneten Temperaturen in der Form, dass die zu
fördernden Volumenströme mittels
der drehzahlgeregelten Pumpe angepasst werden. D.h. für die Pumpe
wird analog einer Heizkennlinie eine entsprechende Kurve erstellt,
nach der die Pumpe gefahren wird. Ziel dieser Optimierung innerhalb
von 2 Jahren ist es, im Winter nur so viel Wärme aus dem Speicher zu Heizzwecken
zu entnehmen wie unbedingt notwendig und somit eine unnötige Auskühlung des
Untergrundes zu verhindern.
Im
Winter nimmt die Anlage den Betrieb auf, wenn die mittlere Bahnsteigtemperatur
3°C unterschreitet
und schaltet aus, wenn diese wieder größer als 3°C ist. Dabei schaltet die Anlage
zunächst
in einen Grundlastbetrieb, der ein Auskühlen des Bahnsteigs verhindert.
Sobald ein Eis- und
Schneemelder Feuchtigkeit auf der Belagsoberfläche registriert, wird die Pumpleistung
entsprechend der Außentemperatur
bis in den Spitzenlastbetrieb hochgefahren.
Diese
Verfahrensweise garantiert, dass den jeweiligen Witterungsverhältnissen
entsprechend die dafür
vorgesehene Wassermenge in die Bahnsteigplatten geführt wird.
Durch die sanfte und gewissermaßen „vorausschauende" winterliche Betriebsweise
wird verhindert, dass plötzlich
hohe Wärmeleistungen
mit hohen Vorlauftemperaturen notwendig werden, um z.B. Blitzeis
aufzutauen.
Die
Betriebsparameter der Anlage werden in den ersten beiden Betriebsjahren
optimiert. Ein Test- und „Einfahrbetrieb" kann bei laufendem
Bahnbetrieb erfolgen.
Zur
korrekten Dimensionierung der Anlage (ausreichender Wärmetransport/speicher)
wurden entsprechende hydrogeologische Voruntersuchungen durchgeführt und
eine Zeitreihe von Klimadaten des Bauortes ausgewertet. Grundlage
für die
Konzeptionierung sind die Angaben der Lage und Fläche der
Bahnsteige und geologischen Recherchen.
Betrachtet
werden zwei Bahnsteige mit je 90 m Länge und 2,5 m Breite sowie
eine Rampenanlage (ca. 170 m2). Die Gesamtfläche der
zu beheizenden Freifläche
beträgt
620 m2. Die einzelnen Regelbahnsteigplatten
besitzen quadratische Abmessungen von 2,5 m × 2,5 m. D. h. die beiden Bahnsteige
setzen sich aus jeweils 36 Platten zusammen. Für Rampen werden zusätzlich 25
Sonderplatten gefertigt, deren Grundriss in Form und Größe von den
Regelbahnsteigplatten/Laufplatten abweicht.
Für einen
Sollbetrieb wird angenommen, dass die Bahnsteigheizung ab einer
Außenlufttemperatur
von ≤3° C betrieben
wird und die Oberflächentemperatur
dauerhaft auf +3° C
gehalten wird. Für
die Wintermonate wird angenommen, dass in der Summe eine Gesamtschneehöhe von 500
mm auf den Bahnsteig fällt
und vom System geschmolzen werden muss. Für Freiflächenheizungen gelten teilweise andere
Voraussetzungen als für
Flächenheizungen nach
DIN EN 1264. Bei der Berechnung der Wärmeleistung sind zu berücksichtigen:
Wenn eine genaue Ermittlung des für diesen Anwendungsfall notwendigen
Heizlast durch die Komplexheit der einzelnen Parameter und die stark
schwankenden klimatischen Bedingungen nur mit einem sehr hohen mathematischen
Aufwand durchzuführen
ist, kann auf bewährte Werte
der aus Fachbüchern
bekannten Freiflächenheizungsdimensionierung
zurückgegriffen
werden. So ergeben sich bei permanentem Betrieb ab Außentemperaturen
von +4°C
ca. 150–250
W/m2 für
die reine Eis- und Schneefreihaltung und bis zu 600 W/m2 zur
Schneeschmelze, je nach Schneefallintensität und Schmelzzeit. Diese ist
hier aufgrund der nicht mehr in Betracht gezogenen Wärmepumpe über dieses
System nicht abzudecken. Der Schnee kann u. U. für längere Zeit liegen bleiben,
bis er durch die max. Vorlauftemperatur abgeschmolzen ist.
Aufgrund
der sehr geringen Belastungsanforderungen der Laufplatten, können die
Heizungsrohre der Flächenheizung
relativ nah unter der Plattenoberfläche verlegt werden. Gegenüber herkömmlichen
Freiflächenheizungen
hat das den besonderen Vorteil, dass mit relativ geringen Vorlauftemperaturen
hohe spezifische Wärmemengen
an die Bauteiloberfläche übertragen
werden können.
Der
notwendige Wärmestrom
in Abhängigkeit
der Heizmedienlage innerhalb der Platte, der Plattenkonstruktion
und der minimal zur Verfügung stehenden Vorlauftemperaturen
zur Sicherstellung einer Oberflächentemperatur
größer 0°C für die Außentemperaturen,
bei denen es zu Glatteisbildung bzw. Schneefall kommt, berechnet
worden.
Glatteis
bildet sich bei Luft- und Bodentemperaturen zwischen 0°C und –6°C, und Schnee
fällt meist
nur bei Außentemperaturen
von 0 °C
bis –5°. Somit werden
für diesen
Anwendungsfall tiefere Temperaturen nicht berücksichtigt.
Da
die Wärmeabgabe
einer im Freien liegende Laufplatte sehr stark von den örtlichen
Verhältnissen
abhängt,
müssen
die Leistung und die daraus resultierenden Betriebstemperaturen
objektbezogen ermittelt werden. Bei der hier vorgesehenen Anwendung
bei modularen Bahnsteigen gemäß
EP 0357161 liegen die Betonplatten
nicht wie üblich
auf bzw. im Erdboden, sondern auf Fundamenten, sodass sich die für Freiflächenheizungen übliche – energiezehrende – Wärmelinse
durch den Beharrungszustand des Erdreiches nicht einstellen wird.
Für eine schnelle
Ermittlung der Leistung der Wärmeerzeuger kann
bei eisfreier Haltung von einer spezifischen Leistung der Freiflächenheizung
von q = 150 W/m
2 ausgegangen werden, welche
mittels der DIN EN 1264 Berechnung der Wärmeleistung von Fußbodenheizungen überprüft und den
Gegebenheiten entsprechend nachgerechnet worden ist.
Es
wird demnach eine maximale Gesamtwärmestromdichte bei –6°C Außentemperatur
von 131 W/m2 benötigt. Die gesamte zu beheizende
Fläche
beträgt
ca. 620 m2. Daraus ergibt sich eine Wärmeleistung
von ca. 80 kW. Zur Deckung etwaiger Netzverluste werden zusätzlich 10%
der benötigten Wärmeleistung
als Sicherheit eingerechnet. Somit ergibt sich eine Gesamtwärmeleistung
von etwa 90 kW.
Als
Grundlage für
die thermische Aktivierung des Bodens wird davon ausgegangen, dass
in erreichbaren Tiefen der mögliche
Wärmeertrag
mittels Erdwärmesonden
bei 50 W/m Sondenlänge
(Literaturwert beispielsweise für
Grauwacke/Tonschiefer nach VDI 4640) liegt. Um den Wärmebedarf
von ca. 90 kW zu decken, sind je nach Wärmeleitfähigkeit/-speicherkapazität des Gesteins
mindestens 1.800 m Erdwärmesonden
notwendig. Daher ist vorgesehen z.B. 9 Erdwärmesonden à 200 m mit einem horizontalen
Sondenabstand von 5 m einzubauen.
Die
Heizungsrohre werden in Form einer Parallel-/Schneckenverlegung
in der Betonbahnsteigplatte montiert und an die bereits beschriebenen Sammelrohre
angeschlossen. Die Sammelrohre münden
in die Industrieverteiler.
Bei
einer für
Fußbodenheizungen üblichen Temperaturdifferenz
von 5 K und unter Berücksichtigung
der spezifischen Wärmekapazität der Sole,
ergibt sich der erforderliche Gesamtvolumenstrom von gut 16 m3/h.
Die
zur Überwindung
der Druckverluste und zum Fördern
des Volumenstromes notwendige Pumpe ist anhand der zuvor berechneten
Daten mit herstellerspezifischen Programmen berechnet worden.
Zur
Steuerung und Regelung der Anlage ist eine ausreichende Messgeräte-Instrumentierung vorgesehen
mit Temperatur und Mediendatenfließdaten.
Ein
Prozessregler regelt über
einen Frequenzumrichter die Drehzahl und somit auch die Förderleistung
der Pumpe in Abhängigkeit
von der gemessenen Bahnsteigtemperatur. Ein zusätzlicher Eiswarner mit Schnee-
und Eisfühler
ist dem Prozessregler überlagert
und schaltet über
den Prozessregler den Stellgrad bzw. die Förderleistung für die Pumpe
bei Eisalarm auf 100% Drehzahl.
Alle
Sensoren werden zusammen mit den Rohrleitungen verbaut und ermöglichen
einen weitestgehend automatischen Anlagenbetrieb. Regelungen/Steuerungen
von „Außen" sowie Systemwartungen
werden auf ein Minimum reduziert. Platzreserven für eventuelle
spätere
Erweiterungen sind vorgesehen.
Die
Umrechnung der Investitionskosten auf die Gesamtfläche des
Bahnsteiges ist nicht sinnvoll, da hier kein linearer Zusammenhang
besteht. I. d. R. kann davon ausgegangen werden, dass, je größer der
Bahnsteig desto geringer die verhältnismäßigen zusätzlichen Kosten für die Installation
des erfinderischen Systems.
Die
laufenden Betriebskosten können
im Vorfeld nur ungefähr
abgeschätzt
werden, da zu diesem Zeitpunkt noch keine sicheren Angaben über die Laufzeiten
der Pumpe, Wartungskosten etc. gemacht werden können. Die Gesamtbetriebskosten
betragen ca. 2.800 EUR pro Jahr, ein extrem niedriger Wert.
Den
anfallenden Kosten stehen nachfolgende jährliche Einsparungen für Winterdienst
und Bahnsteigreinigung/Zugreinigung durch Verschmutzung mit Streusalz
und Splitt. Um ca. 30 % verlängert sich
die Lebensdauer der Bahnsteigplatten, da der Beton keinen extremen
Temperaturschwankungen mehr ausgesetzt ist. Das System kühlt die
Platten im Sommer und wärmt
sie im Winter. Frost- und Tausalzschäden, wie sie beim herkömmlichen
Winterdienst auftreten, entfallen. Die Belastung der Umwelt durch
Streusalz entfällt.
An
Hand einer Zeichnung soll der erfinderische modulare Bahnsteig kurz
erläutert
werden, um die Informationen für
den Fachmann abzurunden.
Es
zeigen:
1 einen
Querschnitt durch ein Gleis und einen Bahnsteig sowie eine Erdwärmegewinnungsanlage;
2 eine
schematische Darstellung des Rohrsystems im Bereich des Bahnsteigs;
3 eine
schematische Vorderansicht in den Hohlraum eines Bahnsteiges gemäß 1;
4 einen
Querschnitt durch eine Laufplatte eines Bahnsteiges gemäß 1.
Im
Folgenden haben funktionsgleiche oder identische Bauteile ein identisches
Bezugszeichen.
Neben
einer Gleisanlage
2 wird ein neuer Haltepunkt oder Bahnsteig
1 errichtet.
Dieser Bahnsteigtyp ist aus ausführlich
beschrieben in der europäischen
Patentschrift
EP 0
357 161 B1 .
Auf
einem Fundament 11 sind höckerförmige Querträger 12 in
Abständen
zueinander angeordnet, die als Lager für Längsbalken 13 dienen.
Auf den Längsbalken 13 sind,
diese quer überragend
zur Bildung einer Fluchtnische, Laufplatten 14 angeordnet. An
den Laufplatten selbst oder diese durchgreifend kann ein Geländer 16 und
eine Beleuchtung 17 angeordnet sein. Im Fundament ist noch
eine Entwässerungsleitung 18 zu
sehen.
Von
einer Erdwärmesonde 30 oder
einer Vielzahl derartiger Sonden, die hintereinander geschaltet
sind, wird über
ein Rohrsystem 31, das parallel in einer Rohrwanne unter
Zwischenfügung
von Wärmedämmung zum
Bahnsteig 1 geführt
wird, ein Rohrleitungssystem 31 zu sehen, das über eine Pumpe
im Bahnsteig 1 beispielsweise als Doppelrohr 33 mit
Vorlauf und Rücklauf
sowie ein zusätzlichen Rücklauf 32 geführt wird.
3 zeigt
eine vergrößerte Situation
von 1. Auf den Längsbalken 13 ist
eine Laufplatte 141 quer aufgelegt. In dem Hohlraum 15 wird
ein Doppelrohr 33 sowie ein Rücklaufrohr 32, an
einer Halfenschiene 145, die in die Laufplatte 141 eingegossen
wurde, hängend
geführt.
Von der Leitung 33 wird ein Vorlauf und ein Rücklauf in
die Platte geführt, dort
mit V/R bezeichnet.
4 zeigt
die konkrete Lage des Vor- und Rücklaufes
in der Laufplatte 141, die einem Bewehrungskorb 148 versehen
ist. Dieser Bewehrungskorb hat mindestens eine obere Bewehrungslage 147 und überdeckt
damit den Vorlauf und Rücklauf
des Erdwärmeheizungssystems,
das von der Rohrleitung 33 der Laufplatte 141 zugeführt wurde.
2 zeigt
schematisch das Erdwärmesystem
im Bereich der wärmetechnisch
parallel geschalteten Laufplatten. Die Leitung 33 und die
Leitung 32 sind der Übersicht
halber parallel neben den Laufplatten 141, 142, 143, 144 dargestellt.
Es ist deutlich zu sehen, dass die Rohrleitung 133 aus
zwei Rohren, die gegeneinander isoliert sind und einem Mantelrohr geführt werden,
besteht wobei eines dieser Rohre als Vorlauf V und das zweite als
Rücklauf
R dienen. Bei allen Platten werden der Vorlauf und der Rücklauf stets
an der gleichen Stelle in die Platte eingeführt und dort in einem System
horizontal in Mäandern durch
die Platte geführt.
Der Vorlauf des Rohrregisters ist nur als Strich zu sehen, wenn
man diesen durch die Platte verfolgt, erkennt man, dass man am Ende
dieser Leitung in dem Rücklauf
R landet. Die Rückläufe R sind
am Ende des Bahnsteigs nochmals mit einer Rücklaufleitung 32 gekoppelt,
um einen entsprechenden schnellen Abfluss des Rücklaufs zu gewährleisten.
In der Mitte der Laufplatten sind Halfenschienen 145 eingelassen,
die nach unten aus den Laufplatten herausragen und wie 3 dargestellt als
Halterung für
das Rohrsystem im Hohlraum 15 dienen können. Falls erforderlich kann
auch ein Platz 146 innerhalb der Platte beispielsweise
für einen
Beleuchtungsmasten gleich vom Werk vorgesehen werden. Dann wird
nur die Rohrschleife etwas anders geführt, wie dies deutlich an der
Platte 144 zu sehen ist.