Neue Entwicklungen bei Bus-Klimaanlagen mit natürlichen Kältemitteln

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1 Neue Entwicklungen bei Bus-n mit natürlichen Kältemitteln Prima Klima im Auto: Wie wird die zukunftsfähig? Berlin, 13. Dezember 2011 Erstvortrag: Symposium Neue Wege bei der Klimatisierung von Schienenfahrzeugen und Omnibussen am 15. September 2011 in Karlsruhe Dr. Michael Sonnekalb, Konvekta AG

2 Agenda Natürliche Kältemittel Busse mit CO CO 2 im im Wärmepumpenbetrieb Sicherheitsaspekte Zusammenfassung KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

3 Überblick natürliche Kältemittel für den Kaltdampfprozess Wasser sehr gute Thermodynamik Unterdruck (Gefahr von Fremdluft) große Volumenströme (Saugleitung, Turboverdichter) Frostschutz notwendig! Ammoniak sehr gute Thermodynamik normale Drucklage wenig brennbar, aber giftig Materialverträglichkeit kritisch indirektes System notwendig Kohlenwasserstoffe gute Thermodynamik normale Drucklage brennbar indirektes System notwendig Kohlendioxid gute Thermodynamik hohe Drucklage kleine Volumenströme transkritischer Prozess notwendig KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

4 CO 2 als zukünftiges Kältemittel für Omnibus- und Zugklimatisierung Quelle: EPA-Vortrag von Drusilla Hufford MACS Annual Convention KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

5 Busse mit CO 2 1. Natürliche Kältemittel 2. Busse mit CO 2-3. CO 2 im Wärmepumpenbetrieb 4. Sicherheitsaspekte 5. Zusammenfassung Einsatzort seit Anzahl Busse gelaufene Kilometer Kompressorbetriebsstunden Bad Hersfeld Wolfsburg Singapore Saarbrücken Berlin Kassel Moers Neunkirchen Nürnberg Luxemburg Jena Vestische Total KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

6 Linienbusse mit CO 2 1. Natürliche Kältemittel aktuell im Linieneinsatz sind: 8 Evobus 2. Busse mit CO 2-3. CO 2 im Wärmepumpenbetrieb 10 MAN 4. Sicherheitsaspekte 4 Solaris 5. Zusammenfassung KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

7 UltraLight Varianten der Serienanlage 1. Natürliche Kältemittel 2. Busse mit CO 2 - UL CO 2 im Wärmepumpenbetrieb UL500 UL800 / UL Sicherheitsaspekte 5. Zusammenfassung UL500EM UL700EM KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

8 Schaltschema 1. Kompressor 2. Warmwasser Wärmetauscher 3. Innenluft Wärmetauscher 4. Außenluft Wärmetauscher 5. Kaltwasser Wärmetauscher 6. Interner Wärmetauscher 7. Expansionsventil KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

9 Schaltschema direktes System nur Klima 1. Kompressor 2. Warmwasser Wärmetauscher 3. Innenluft Wärmetauscher 4. Außenluft Wärmetauscher 5. Kaltwasser Wärmetauscher 6. Interner Wärmetauscher 7. Expansionsventil KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

10 Schaltschema direktes System reversibel 1. Kompressor 2. Warmwasser Wärmetauscher 3. Innenluft Wärmetauscher 4. Außenluft Wärmetauscher 5. Kaltwasser Wärmetauscher 6. Interner Wärmetauscher 7. Expansionsventil KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

11 Schaltschema indirektes System 1. Kompressor 2. Warmwasser Wärmetauscher 3. Innenluft Wärmetauscher 4. Außenluft Wärmetauscher 5. Kaltwasser Wärmetauscher 6. Interner Wärmetauscher 7. Expansionsventil KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

12 Betriebsmodus: Kühlen 1. Natürliche Kältemittel 2. Busse mit CO 2-3. CO 2 im Wärmepumpenbetrieb Sicherheitsaspekte Zusammenfassung 5 4 KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

13 Betriebsmodus: Reheat 1. Natürliche Kältemittel 2. Busse mit CO 2-3. CO 2 im Wärmepumpenbetrieb Sicherheitsaspekte Zusammenfassung 5 4 KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

14 Betriebsmodus: Heizen 1. Natürliche Kältemittel 2. Busse mit CO 2-3. CO 2 im Wärmepumpenbetrieb Sicherheitsaspekte Zusammenfassung 5 4 KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

15 Wärmepumpen-Feldtest 1. Natürliche Kältemittel 2. Busse mit CO 2-3. CO 2 im Wärmepumpenbetrieb 4. Sicherheitsaspekte 5. Zusammenfassung 1400 Motorbetriebsstunden 500 Kompressorbetriebsstunden KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

16 Wärmepumpen-Feldtest 1. Natürliche Kältemittel Auswertungen von 5 Mio. Datensätzen von minimal -12 C bis maximal +33 C 2. Busse mit CO 2-3. CO 2 im Wärmepumpenbetrieb 4. Sicherheitsaspekte 5. Zusammenfassung Ta Motor ein Ta Komp. ein COP 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% >32,5 C 30 C 25 C 20 C 15 C 10 C 5 C 0 C -5 C -10 C -15 C -20 C <-22,5 C KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

17 Wärmepumpen-Feldtest 1. Natürliche Kältemittel 2. Busse mit CO 2-3. CO 2 im Wärmepumpenbetrieb 4. Sicherheitsaspekte 5. Zusammenfassung Auswertungen von 5 Mio. Datensätzen 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% >32,5 C 30 C Ø COP ~ 3,54 Ø P comp ~ 5,13 kw 25 C 20 C Ta Motor ein Ta Komp. ein COP Ø COP ~ 3,1 Ø COP ~ 3,8 15 C 10 C 5 C 0 C -5 C -10 C -15 C -20 C <-22,5 C KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

18 Sicherheitsaspekte schleichendes Leck spontanes Leck Untersuchung durch BG Verkehr» Öffnen der größten Verschraubung» Entweichen des CO 2 aus laufender Fazit: keine zusätzlichen Maßnahmen notwendig, MAK wird nicht überschritten Unfall im Linienbetrieb der SaarPfalzBus großes Leck beim Fahrerverdampfer Fazit: keine Schäden durch CO 2 KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

19 Zusammenfassung und Ausblick unter den natürlichen Kältemitteln hat CO 2 die besten Aussichten für den Einsatz in Bus und Bahn Konvekta bietet Ultralight mit CO 2 als Kältemittel an Die Anzahl der Linienbusse mit CO 2 als Kältemittel steigt verschiedene Busse, auch Gelenkbusse ein Jahr Erfahrung mit CO 2 -Wärmepumpe im Linienbus gute COPs Wärmepumpe ist sinnvolle Option für verbrauchsoptimierte Fahrzeuge und Elektrofahrzeuge Wunsch nach Integration der Wärmepumpe in Fahrzeugregelung mit Fahrzeughersteller unter Anwendung der vorhandenen Normen ist CO 2 sicher einzusetzen KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! KONVEKTA AG Prima Klima im Auto, Berlin, 13. Dezember