Учёные из Швеции предложили подход к обогреву стрелочных переводов, позволяющий повысить их отказоустойчивость при низких температурах и сократить траты на электроэнергию на две трети. Предложения, основанные на использовании модели для прогнозирования нагрева стрелочного перевода, сотрудники Королевского технологического института и Транспортной администрации Швеции представили в своей статье.

Работа применяемых в Швеции автоматизированных систем электрообогрева основывается на измерении температуры воздуха: в случае её снижения до порогового значения система будет поддерживать температуру поверхности рельсов и остряков на уровне 8–8,6°C. К собираемым данным о температуре воздуха нужно добавить сведения о скорости ветра, влажности и атмосферных осадках, следует из статьи. Ветер как фактор изменения температуры металлических поверхностей играет критическую роль, утверждают исследователи: измерение его скорости необходимо для прогнозирования остывания рельсов. 

Данные, собиравшиеся исследователями на действующем стрелочном переводе в пригороде Стокгольма на протяжении года, продемонстрировали, что при увеличении мощности обогрева рельс прогревается с 8 °C до целевых 16 °C менее чем за 10 минут. Из этого делается вывод об отсутствии необходимости постоянной работы нагревателей на полную мощность. 

Собранные полевые данные подтвердили эффективность предложенной исследователями математической модели для прогнозирования прогрева стрелочного перевода в различных погодных условиях, учитывающую указанные факторы. Модель предлагается использовать для реализации стратегии управления нагревом, заключающейся в длительной работе нагревателей на низкой мощности и её кратковременном увеличении перед снегопадом, переводом стрелок или в условиях сильных порывов ветра. Такая модель противопоставляется применяемому подходу непрерывного обогрева.

Исследование также подтверждает возможность использования для обогрева стрелочных переводов тепловых насосов. Так, четыре U-образные скважины глубиной 300 м, расположенные парно в четырёх метрах друг от друга, обеспечат две трети от часовой тепловой нагрузки в 15 кВт – половину от максимальной мощности обогревателей в Швеции, утверждается в статье. Использующиеся при обогреве через скважины тепловые насосы позволяют увеличить коэффициент преобразования теплоты втрое в сравнении со стандартной схемой электрообогрева, что, в теории, обеспечит ещё большую экономию.