Bahnklimaanlagen, die komprimierte Außenluft zur Kühlung nutzen, sind schon heute eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Alternative zu Bahnklimaanlagen mit klimaschädlichen Kältemitteln. Durch innovative Anlagenkonstruktionen und optimierte Wartung können Energiebedarf und Kosten der luftgestützten Zugklimatechnik weiter sinken. Im Auftrag des Umweltbundesamtes wurde eine aufwändige, zweijährige Felddatenmessung in einem Intercity-Express ICE 3, 2. Bauserie im normalen Linieneinsatz in Deutschland durchgeführt. Untersucht wurden die energetische Effizienz von neuen luftgestützten Klimaanlagen im üblichen Passagierbetrieb und die Wirtschaftlichkeit dieser Anlagen über den Lebenszyklus. Die Auswertung der erfassten Daten belegt, dass bei den eingesetzten Air-Cycle Anlagen im Mittel der Kühl-Jahresenergiebedarf bis zu 28 Prozent geringer ist als der von herkömmlichen Anlagen mit dem fluorierten Kältemittel R134a. Beim Jahresenergiebedarf für den Kühlbetrieb sind die luftgestützten Klimasysteme klar im Vorteil. Im modellierten Vergleich von optimierten Anlagenversionen ergab sich ein Vorteil von 16 Prozent im mittleren Jahreskühlbedarf für die Air-Cycle Anlagen gegenüber optimierten Systemen mit R134a. Auch bei der Analyse der Lebenszykluskosten schneidet das luftgestützte Klimasystem gegenüber R134a-Anlagen trotz etwas höherer Anschaffungskosten durch niedrigere Betriebskosten gut ab. Bei der Wartung konnten Einsparpotentiale identifiziert werden, deren Umsetzung eine deutliche Kosteneinsparung erwarten lässt. Die Potentiale der luftgestützten Klimatisierung für Bahnfahrzeuge sind bei weitem noch nicht ausgeschöpft, zukünftige Entwicklungen lassen weitere Einsparungen erwarten. Heutige Bahnklimasysteme kühlen vorrangig mit fluorierten Kältemitteln. Aufgrund ihrer klimaschädlichen Wirkung müssen diese Kältemittel seit 2016 in der Europäischen Union und bald auch weltweit schrittweise durch alternative Stoffe oder Verfahren ersetzt werden. Luftgestützte Klimaanlagen für Züge, sogenannte Air-Cycle Anlagen, werden schon länger in einigen Intercity-Zügen in Deutschland eingesetzt. Obwohl die Anlagen den Vorteil haben, ohne fluorierte Kältemittel auszukommen, war ihre Einführung bisher nicht weiter betrieben worden. Im Rahmen der Modernisierung von älteren ICE3-Zügen ergab sich die Gelegenheit, eine neue Generation dieser luftgestützten Klimaanlagen genauer zu testen.
Current air-conditioning systems for railway vehicles predominantly use fluorinated refrigerants, which will be phased down in the coming years because of their damaging impact on the climate. Motivated by the need to implement environmentally friendly technologies that will be available for the long term for the air conditioning of passenger trains, Liebherr and Deutsche Bahn conducted a comparison of the annual energy consumption and the Total Cost of Ownership (TCO) of railway heating, ventilation, and air-conditioning systems (HVAC) using air and R-134a as refrigerants. Systems in operation and advanced systems were both assessed. Measurement data and model calculations obtained from systems in operation formed the basis for evaluation. For the average primary annual energy consumption for cooling, the air-cycle systems, which use air as refrigerant, had savings of 16% and 28%, respectively, compared to the R-134a systems that were considered. The higher investment costs of air-cycle systems are compensated by lower operating costs, particularly lower energy costs, and by lower maintenance costs, so that air-cycle systems have the advantage in terms of economic efficiency. As a result, air-cycle systems are an environmentally friendly, economical and reliable solution to the refrigerant issue. Quelle: Forschungsbericht
In bisherigen Klimasystemen bei Bahnfahrzeugen werden vorrangig fluorierte Kältemittel verwendet, die wegen ihrer klimaschädlichen Wirkung in den nächsten Jahren verknappt werden. Motiviert durch die Notwendigkeit, umweltfreundliche und nachhaltig verfügbare Techniken für die Klimatisierung von Personenzügen einzusetzen, wurde von Liebherr und der Deutschen Bahn ein Vergleich des Jahresenergiebedarfs und der Gesamtbetriebskosten von Bahn-Heizungs-, Lüftungs-, Klimatisierungssystemen (HLK-Systemen) mit den Kältemitteln Luft und R134a durchgeführt. Betrachtet wurden im Betrieb eingesetzte sowie weiterentwickelte Anlagen. Im Betrieb gewonnene Messdaten und Modellrechnungen waren die Basis für die Bewertung. Für den mittleren primären Kühl-Jahresenergiebedarf zeigten die Air-Cycle Anlagen, die das Kältemittel Luft verwenden, Einsparungen von 16% bzw. 28% gegenüber den betrachteten R134a-Anlagen. Die höheren Investitionskosten der Air-Cycle Anlagen werden von niedrigeren Betriebskosten, insbesondere niedrigeren Energiekosten, und geringeren Wartungskosten kompensiert, sodass sich Air-Cycle Anlagen in der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit vorteilhaft darstellt. Air-Cycle Anlagen sind daher eine umweltfreundliche, wirtschaftliche und erprobte Lösung für die Kältemittelproblematik. Quelle: Forschungsbericht