Umweltfreundliche mobile Klimatisierung mit natürlichen Kältemitteln: Klimatisierung von Schienenfahrzeugen mit Propan (R290) : Abschlussbericht : Abschlussbericht / von Lutz Boeck, Steffen Poser, Sascha Mader, Andreas Marschinke (Faiveley Transport Leipzig GmbH & Co KG, Schkeuditz), Peter Danzer, Dr. Peter Claus, Johannes Wegele, Leonhard Hörth (Deutsche Bahn AG, Berlin), Barbara Gschrey, Kristina Warncke, David Robin (Öko-Recherche Büro für Umweltforschung und -beratung GmbH, Frankfurt/ Main) ; im Auftrag des Umweltbundesamtes ; Durchführung der Studie: Faiveley Transport Leipzig GmbH & Co KG ; Redaktion: Fachgebiet III 1.4 Stoffbezogene Produktfragen Gabriele Hoffmann

Abstract

Bisher verwenden Zugklimaanlagen vorrangig fluorierte Kältemittel. Aufgrund ihrer umweltbelastenden Eigenschaften werden diese Kältemittel zukünftig stärker reguliert. Bisher wurden noch keine brennbaren Kältemittel in Zugklimaanlagen verwendet. In diesem Projekt wurde das natürliche Kältemittel R290 (Propan) erstmals für die Klimatisierung eines Zuges im normalen Fahrgastbetrieb erprobt. Vor Beginn des Projektes wurde das von einem Bahnhersteller entworfene Propan-Klimamodul auf dem Prüfstand getestet und umfangreichen Sicherheitsuntersuchungen unterworfen. Im Projekt wurde dieses Propan-Anlagenmodul parallel zu einer R134a-Anlage in einen Regionalzug der Baureihe 440 eingebaut, wobei die Gerätearchitektur beider Anlagen sehr ähnlich war. Die beiden Anlagen wurden über ein Jahr im Zug betrieben und ausgewählte Betriebsparameter in einem Messprogramm erfasst und aufgezeichnet. Die Auswertung der erfassten Daten im Versuchszeitraum zeigt, dass die Propan-Klimaanlage im regulären Zugbetrieb mindestens so leistungsfähig und energetisch effizient ist wie die R134a-Anlage. Simulationsberechnungen bestätigen die energetische Eignung von Propan. Danach könnte auch eine Wärmepumpenintegration energetisch vorteilhaft sein, was in der Praxis noch überprüft werden müsste. Durch diese Erprobung steht mit Propan nun neben CO2 und Luft ein drittes natürliches Kältemittel für Klimaanlagen in Schienenfahrzeugen zur Auswahl.

Up to now, mainly fluorinated refrigerants have been used in train air conditioning. These refrigerants are subject to stricter regulation due to their environmentally harmful properties. To date, no flammable refrigerants have been used in train air conditioning systems. In this project, the natural refrigerant R290 (propane) was tested for the first time in a train air conditionings system in normal passenger service. Prior to the start of the project the propane air conditioning module, designed by a railway manufacturer, was tested on a test bench and subjected to extensive safety investigations. In the project, the propane system was installed in parallel with an R134a system in a BR 440 series regional train of German Railways (Deutsche Bahn), with the equipment architecture of both systems being very similar. The two systems were operated on the train for over a year, with selected operating parameters recorded in a measurement program. Evaluation of the data recorded during the test period shows that the propane air conditioning system is at least as powerful and energy efficient as the R134a system in regular train operation. Simulation calculations confirm the energy suitability of propane. According to these calculations, the integration of a heat pump could lead to energy savings, but this would have to be verified in practice. This test showed that alongside CO2 and air, propane is a feasible natural refrigerant option for air conditioning systems in rail vehicles.