Klimaanlage im Auto richtig bedienen und Energie sparen Was Sie für eine nachhaltige Klimatisierung im Auto tun können Achten Sie schon beim Kauf des Pkw auf den Kraftstoffverbrauch der Klimaanlage. Beachten Sie Tipps zum sparsamen und gesunden Klimatisieren. Denken Sie an eine regelmäßige Wartung in einer Werkstatt. Gewusst wie Die Autoklimaanlage ist neben dem Motor der größte Verbraucher im Auto. Ein durchschnittlicher Mehrverbrauch von zehn bis 15 Prozent gegenüber der Fahrt ohne Klimaanlage ist zu erwarten. Worauf Sie beim Kauf achten sollten: Achten Sie auf einen geringen Kraftstoffverbrauch der Klimaanlage. Bisher beinhalten die Verbrauchsangaben der Autohersteller nicht die Verbräuche der sogenannten Nebenaggregate, wie die der Klimaanlage (siehe Grafik: Kraftstoff-Mehrverbrauch durch Nebenaggregate). Auch beim Elektroauto kann der Energieverbrauch für die Klimatisierung im Sommer sehr hoch sein. Dazu kommt der zusätzliche Verbrauch für die Heizung im Winter, da Elektroautos nicht ausreichend Abwärme für die Kabinenheizung bereitstellen. Ein System mit Wärmepumpe kann hier helfen, den Heizenergiebedarf etwas zu verringern. Sparen Sie nicht an der falschen Stelle. Der Kraftstoffverbrauch von Klimaanlagen kann sehr unterschiedlich sein. Manuell geregelte Klimaanlagen mit ungeregeltem Kompressor verbrauchen in der Regel mehr Kraftstoff als Systeme mit Klimaautomatik und modernem elektronisch geregeltem Kompressor (siehe Grafik: Mehrverbrauch von Klimaanlagen mit unterschiedlichen Regelungssystemen bei 25°C Außentemperatur). Sonnenschutzverglasung kann die Wärme, die in das Auto gelangt, vermindern. Mittlerweile gibt es sogar durchsichtige Scheiben, die das Sonnenlicht gut reflektieren. Auch eine nicht allzu schräg geneigte Frontscheibe vermindert den Wärmeeinfall. Autos mit hellen oder speziellen wärmereflektierenden Außen- und Innenoberflächen erhitzen sich etwas weniger. Als Kurzstrecken- oder Wenigfahrer können Sie möglicherweise auch ganz auf eine Klimaanlage im Auto verzichten, sofern der Hersteller dies als Option anbietet. Denn mittlerweile haben die meisten Neuwagen standardmäßig eine Klimaanlage. Tipps zum Energiesparen und Gesundbleiben: Parken Sie Ihr Auto im Sommer möglichst im Schatten. Lassen Sie insbesondere bei hohen Temperaturen niemals Kinder oder Tiere im Auto zurück. Lüften Sie das Auto im Sommer vor dem Start einige Minuten, um heiße, angestaute Luft herauszulassen. Halten Sie die Fenster bei der Fahrt möglichst geschlossen, offene Seitenfenster erhöhen den Spritverbrauch. Kühlen Sie die Fahrerkabine gegenüber der Außentemperatur nur wenig ab, höchstens sechs Grad Celsius Unterschied. Nutzen Sie, wenn möglich, den Umluftbetrieb. Schalten Sie die Anlage nur ein, wenn sie den Innenraum abkühlen wollen, denn generell gilt: Die Nutzung der Klimaanlage erhöht den Kraftstoffverbrauch. Klimaanlage auf Kurzstrecken gar nicht erst einschalten: Bis die Klimaanlage wirksam kühlt, sind Sie längst da. Im Stadtverkehr verbraucht die Klimaanlage zudem mehr Treibstoff verglichen mit dem Überlandverkehr. Schalten Sie die Klimaanlage schon vor Fahrtende aus und lassen sie nur den Lüfter an, das verhindert einen Pilzbefall der Anlage durch Restfeuchte. Auch im Winter sollten Sie die Klimaanlage ab und zu einschalten. Überschüssige Feuchtigkeit im Innenraum, zum Beispiel sichtbar an beschlagenen Scheiben, wird reduziert und die Anlage bleibt gut geschmiert und damit dicht und funktionstüchtig. Klimaanlage nicht zu kühl einstellen. Die übliche Wohlfühltemperatur liegt zwischen 21 und 23 Grad Celsius. Den kalten Luftstrom nicht auf den Körper richten, und vor allem nicht direkt auf unbekleidete Körperpartien. Am besten den Luftstrom mit den Lufteintrittsdüsen über die Schultern der vorne sitzenden Personen leiten. Lassen Sie die Luftfilter mindestens alle zwei Jahre wechseln, für Allergiker, empfindliche Personen, Vielfahrer oder bei hoher Pollenbelastung öfter, zum Beispiel jedes Jahr. In der Werkstatt: Die Empfehlung vom Klimaanlagenexperten ist: regelmäßige Wartung etwa alle zwei Jahre. Das erhöht auch die Lebensdauer der Anlage. Wenn die Kälteanlage nicht mehr richtig kühlt, zeitweise einen unangenehmen Geruch freisetzt oder bei anderen Auffälligkeiten sollten Sie die Anlage umgehend in einer geeigneten Werkstatt prüfen lassen. Versuchen Sie sich nicht selbst an der Reparatur. Eingriffe in den Kältekreislauf der Klimaanlage dürfen nur von geschultem Personal durchgeführt werden. Die Werkstatt besitzt die Ausrüstung und Sachkunde für den Klimaservice und kennt die speziellen Vorgaben des Pkw-Herstellers zu Wartung und Reparatur. Der Mechaniker prüft die Klimaanlage, wechselt den Luftfilter und desinfiziert die Anlage. Bevor der Mechaniker Kältemittel in eine Anlage einfüllt, die eine über das Maß hinausgehende Kältemittelmenge verloren hat, sucht er das Leck und repariert es. Nach einem Eingriff in die Anlage prüft er vor der Wiederbefüllung mit Kältemittel die Anlage auf Dichtheit. Achten Sie auch darauf, dass bei Eingriff in die Anlage (Austausch von Bauteilen) der Filtertrockner und die entsprechenden Dichtungsringe auch erneuert werden. Autoklimaanlage und andere Nebenaggregate: Verbrauch an Treibstoff Quelle: TÜV Nord/ Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) (2011) Mehrverbrauch von Auto-Klimaanlagen im Vergleich (bei 25 °C) Messergebnisse des Mehrverbrauchs in Liter bei einem Testfahrzeug (Skoda Octavia) Quelle: ADAC e.V. 07/2012 Messergebnisse des Mehrverbrauchs in Liter bei einem Testfahrzeug (Skoda Octavia) Hintergrund Umweltsituation: Neben dem Energieverbrauch ist das in der Klimaanlage enthaltene Kältemittel umweltrelevant. Viele ältere Pkw-Klimaanlagen enthalten das Kältemittel R134a (Tetrafluorethan), das ein hohes Treibhauspotenzial hat. Seit 2017 dürfen in Europa neue Pkw und kleine Nutzfahrzeuge nur noch zugelassen werden, wenn die Klimaanlagen mit einem Kältemittel mit einem kleinen Treibhauspotential befüllt sind. Die europäische Pkw-Industrie verwendet heute hauptsächlich das brennbare Kältemittel R1234yf (Tetrafluorpropen) als Ersatz für R134a. R134a wird jedoch auch heute in bestehenden Pkw-Klimaanlagen und auch weltweit verwendet. Kältemittel werden aus Pkw-Klimaanlagen technisch bedingt bei der Erstbefüllung, beim Betrieb und bei der Wartung freigesetzt. Auch durch Leckagen im Kältekreis durch Alterung oder Steinschlag und bei Unfällen gelangen Kältemittel aus der Klimaanlage in die Atmosphäre. In der Atmosphäre wirkt 1 kg des fluorierten Treibhausgases R134a so stark auf die Erderwärmung wie 1.430 kg CO 2 . Fluorierte Gase (wie R134a oder R1234yf) werden in der Atmosphäre zu Fluorverbindungen abgebaut. Bedenkliches Abbauprodukt ist zum Beispiel die persistente, d.h. sehr schwer abbaubare Trifluoressigsäure (TFA). Das brennbare Ersatzkältemittel R1234yf (Tetrafluorpropen) ist zwar weniger klimaschädlich als R134a, bildet in der Atmosphäre aber noch 4 bis 5 Mal mehr Trifluoressigsäure als R134a. Fluorfreie Kältemittel wie Kohlendioxid (CO 2 ) oder einfache Kohlenwasserstoffe wie Propan würden im Gegensatz zu R1234yf keine solchen Abbauprodukte bilden. Seit dem Spätsommer 2020 bietet die Volkswagen AG für bestimmte Elektroautos eine CO 2 -Anlage mit Wärmepumpenfunktion als Sonderausstattung an. Auch Systeme mit einfachen Kohlenwasserstoffen wie Propan werden in Betracht gezogen. Gesetzeslage: Zur Begrenzung der Treibhausgasemissionen erließ die Europäische Union bereits im Jahr 2006 die Richtlinie 2006/40/EG über Emissionen aus Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen. Diese Richtlinie fordert, dass in Europa Klimaanlagen neuer Pkw und kleiner Nutzfahrzeuge seit 2017 nur noch Kältemittel mit einem relativ geringen Treibhauspotenzial (kleiner 150) enthalten dürfen. Das bedeutet, dass das bisherige Kältemittel R134a mit einem Treibhauspotenzial von 1.430 in Klimaanlagen neuer Pkw und kleiner Nutzfahrzeuge in Europa nicht mehr eingesetzt werden darf. Das Treibhauspotenzial (GWP) beschreibt, wie stark ein Stoff zur Erderwärmung beiträgt im Vergleich zur gleichen Menge Kohlendioxid (GWP=1). Hinweis: Eine Klimaanlage ist jeweils nur für ein bestimmtes Kältemittel zugelassen. Ein Wechsel des Kältemittels einer bestehenden Klimaanlage ist zu unterlassen. Dies kann zu technischen und Sicherheits-Problemen führen, ebenso sprechen rechtliche Gründe dagegen, es sei denn, die Umstellung wird vom Pkw-Hersteller ausdrücklich unterstützt und sachkundig begleitet. Marktbeobachtung: Bereits seit dem Verbot der für die Ozonschicht schädlichen FCKW in den 1990er Jahren (bei Pkw war es das FCKW R12) begann die Suche nach geeigneten Ersatzstoffen. Als umweltfreundliche Lösung waren Klimaanlagen mit dem natürlichen Kältemittel CO 2 (Kohlendioxid, Kältemittelbezeichnung R744) im Jahr 2003 CO 2 als Lösung für die Pkw-Klimatisierung identifiziert worden. An der Umsetzung wurde bis 2009 in Europa aktiv gearbeitet. Parallel dazu bot seit 2007 die chemische Industrie das brennbare, fluorierte Kältemittel R1234yf – Tetrafluorpropen an. Durch seine chemische Ähnlichkeit mit dem herkömmlichen R134a versprach R1234yf weniger Aufwand bei der Umstellung und setzte sich daher durch, und die Entwicklung von CO 2 Klimaanlagen wurde zunächst eingestellt. Die Brennbarkeit von R1234yf wurde schon länger, auch vom Umweltbundesamt, als kritisch für die Sicherheit im Pkw eingeschätzt. Im Herbst 2012 zeigten Versuche von Autoherstellern, dass sich R1234yf im Pkw bei Unfällen entzünden kann und dabei vor allem giftige Flusssäure freigesetzt wird. Die Daimler AG und die AUDI AG boten daraufhin ab den Jahr 2016 einzelne Modelle mit CO 2 -Klimaanlagen an, stellten dies Produktion aber wieder ein, da der übrige Markt der Entwicklung nicht folgte. Damit wurde der brennbare Stoff R1234yf zum neuen Standardkältemittel. Seit dem Spätsommer 2020 bietet die Volkswagen AG für bestimmte Elektroautomodelle CO 2 -Anlagen mit Wärmepumpenfunktion als Sonderausstattung an. Das Kältemittel CO 2 ist für Pkw-Klimaanlagen eine nachhaltige Lösung. Es ist weder brennbar noch toxisch, hat keine umweltbedenklichen Abbauprodukte und ist weltweit zu günstigen Preisen verfügbar. CO 2 -Klimaanlagen kühlen das Fahrzeug schnell ab und sind energieeffizient zu betreiben. Im Sommer ist der Mehrverbrauch in Europa geringer. Im Winter kann die Klimaanlage als Wärmepumpe geschaltet werden und so effizient bis zu tieferen Temperaturen heizen. Dies bietet sich insbesondere für die Anwendung in Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben an. Eine interessante Entwicklung ist, dass für Elektro-Pkw jetzt auch ein Klimatisierungskonzept mit einfachen Kohlenwasserstoffen wie Propan zum Kühlen und Heizen vorgestellt wurde. Die Protoptyp-Klimaanlage im UBA-Dienstwagen wurde 2015 ertüchtigt. Seit dem Frühsommer 2015 kühlt der UBA-Dienstwagen mit einem neuen CO₂-Kompressor.
Gute Nachricht aus der Autobranche: CO2-Klimaanlage geht in Serie Es gibt gute Nachrichten aus der Autobranche: Mercedes-Benz will ab 2017 erste Modellreihen serienmäßig mit CO2-Klimaanlagen anbieten. Seit Jahren setzt sich das UBA dafür ein, dass die Automobilindustrie in Autoklimaanlagen die sichere und umweltfreundliche CO2-Klimatechnik statt des fluorierten Kältemittels R1234yf einsetzt, das sich bei Unfällen an heißen Motorteilen entzünden kann. Wie der Autohersteller Ende Oktober 2015 mitteilte, wird zunächst in der Oberklasse begonnen, mit der S-Klasse (alle Fahrzeuge) und der E Klasse (mit Klimaautomatik). Die CO 2 -Klimatechnik bietet viele Vorteile. Ein Vorteil wird dem Autofahrer im Sommer sofort auffallen: Das Auto ist schneller auf Komforttemperatur. Mit der Einführung der innovativen CO 2 -Klimatechnik übernimmt Mercedes-Benz eine Vorreiterrolle. Nun kommt es darauf an, dass weitere Hersteller nachziehen. Im März 2013 hatten sich die deutschen Automobilhersteller darauf geeinigt, CO 2 -Klimaanlagen voranzutreiben. VW kündigte sogar an, langfristig alle Modelle umzustellen. Konkrete Angaben zum Zeitplan gibt es seitens VW und BMW jedoch bisher nicht.
Tetrafluorpropen ist klima- und umweltschädlicher Das Umweltbundesamt (UBA) empfiehlt auch nach neueren technischen Untersuchungen, künftig in Fahrzeugklimaanlagen Kohlendioxid einzusetzen. Das von der Automobilindustrie favorisierte Kältemittel Tetrafluorpropen - chemisch abgekürzt als HFKW-1234yf - hält zwar die neuen EU-Vorgaben ein, ist aber gleichwohl klimaschädlicher als das Kältemittel CO2. Ab dem 1. Januar 2011 muss die Autoindustrie die Emission aus Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen senken. Um die Vorgaben der EU-Richtlinie 2006/40/EG zu erfüllen, plant die internationale Automobilindustrie zukünftig das chemische Kältemittel Tetrafluorpropen einzusetzen. Die Substanz ersetzt das bisherige Kältemittel HFKW‑134a. Ende Mai 2010 gaben die deutschen Hersteller bekannt, dass sie sich dieser Entscheidung anschließen. Dem wesentlich klima- und umweltfreundlicheren Kältemittel Kohlendioxid (CO 2 ) erteilte die deutsche Autoindustrie damit eine Absage. Als Kältemittel hat Kohlendioxid neben dem geringeren Treibhauspotential im Vergleich zu Tetrafluorpropen weitere Vorzüge: Es ist nicht brennbar, weltweit günstig verfügbar und hat eine gute Kälteleistung. Zudem entstehen bei CO 2 keine Abbauprodukte wie bei fluorierten Kältemitteln. Neue Untersuchungen, die die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) im Auftrag des UBA durchgeführt hat, bestätigen Risiken beim Einsatz von Tetrafluorpropen. So kann sich im Falle eines Fahrzeugbrandes Fluorwasserstoff (Flusssäure) bilden. Dieser ist giftig und wirkt stark ätzend. Tetrafluorpropen selbst ist leicht entzündlich. Hinzu kommt eine weitere kritische Eigenschaft: Bereits bevor sich die Chemikalie entzündet, können hohe Konzentrationen an Flusssäure auftreten. Hierzu sind heiße Metalloberflächen mit einer Temperatur von 350°C ausreichend, wie sie beispielsweise am Abgaskrümmer und am Katalysator beim Betrieb des Fahrzeugs vorkommen können. UBA-Präsident Jochen Flasbarth: „Es kann sein, dass die Klimatisierung mit Tetrafluorpropen eine einfache und schnelle Lösung und mit Blick auf den internationalen Markt naheliegende Lösung ist. Die für den Klimaschutz Beste ist sie eindeutig nicht. Die Vorteile aus Sicht von Umwelt und Technik sprechen für Kohlendioxid.“ Ein Dienstfahrzeug des UBA fährt seit über einem Jahr mit einer CO 2 -Klimaanlage. 26.08.2010
UBA-Präsident Troge appelliert an Autoindustrie mit klimafreundlicheren Autos in Serie zu gehen Auf dem 79. Genfer Autosalon - vom 5. bis 15. März - weisen zahlreiche Minis, Hybrid- und Elektroautos auf den Trend der Zukunft: Weniger Emissionen und geringerer Verbrauch - die Automobilindustrie reagiert auf die Kundenwünsche. Vergeblich jedoch sucht der Kunde nach einem Pkw mit umweltfreundlicher Klimaanlage. Immerhin entweichen in Deutschland jährlich rund drei Millionen Tonnen Treibhausgase aus Pkw-Klimaanlagen. „Die Industrie muss mit Hochdruck an der Serieneinführung der CO2-Klimaanlagen arbeiten, sie ist ein hervorragendes Beispiel für Klimaschutz mittels Innovation”, sagt Prof. Dr. Andreas Troge, Präsident des Umweltbundesamtes (UBA). „Die Serieneinführung zu verzögern, bedeutete einen Verlust an Expertenwissen und Marktchancen. Das schwächt die internationale Position der europäischen Automobil- und Zulieferindustrie”, so Troge. In weniger als zwei Jahren, ab Januar 2011, müssen in Europa alle Klimaanlagen neuer Autotypen mit Kältemitteln arbeiten, die ein deutlich niedriges Treibhauspotential als die heutigen Kältemittel haben. Zwei Alternativen untersuchen die Automobilhersteller derzeit: Das natürliche Kältemittel CO 2 (Kohlendioxid) und das synthetische Kältemittel R1234yf. Während das letzte bei einem Brand stark ätzende und giftige Flusssäure bilden kann, ist CO 2 unbrennbar und nicht giftig. Zudem ist es vier Mal stärker treibhauswirksam als CO 2 . Im Herbst 2007 gab der Verband der deutschen Automobilindustrie (VDA) bekannt, dass die deutsche Automobilindustrie CO 2 als neues Kältemittel einführen will. Der Verband bekräftigte dies im Herbst 2008. „Eine vernünftige Entscheidung, der nun Taten folgen müssen. Die Technik für CO 2 -Klimaanlagen ist entwickelt, eine Leistung vor allem der mittelständischen Zulieferindustrie. Das Umweltbundesamt verfügt bereits über ein Fahrzeug mit CO 2 -Klimaanlage”, so Troge. CO 2 ist das Kältemittel für Fahrzeuge der Zukunft: CO 2 ‑Klimaanlagen kühlen nicht nur, sie können darüber hinaus in der kälteren Jahreszeit - im Gegensatz zu anderen Alternativen - effizient als Wärmepumpe dienen. Dies gilt besonders für Hybrid- oder Elektrofahrzeuge, die im Winter eine Zuheizung benötigen. 05.03.2009
Kohlendioxid als Kältemittel verringert Ausstoß an Treibhausgasen Dass die bisher in Autoklimaanlagen enthaltenen synthetischen Kältemittel unser Klima schädigen, ist inzwischen weltweit anerkannt. Im Juni beraten Experten auf zwei internationalen Treffen in den USA erneut über Alternativen zu den bisher in Klimaanlagen verwendeten klimaschädlichen Kältemitteln. Die klimafreundlichste Lösung ist aus Sicht des Umweltbundesamtes (UBA) der Ersatz der synthetischen Kältemittel - wie R134a - durch das natürliche Kältemittel Kohlendioxid (R744). „Um die Atmosphäre wirksam zu entlasten, reicht eine europäische oder gar deutsche Insellösung mit Kohlendioxid nicht aus. Wir müssen weltweit handeln”, betont UBA-Präsident Prof. Dr. Andreas Troge. Das UBA unterstützt diese klimaschonende Technik, indem es ein Fahrzeug mit einer R744-Klimaanlage ausrüsten lässt, um die Praxistauglichkeit der innovativen Technik zu demonstrieren. Weltweit verfügen schon heute 400 Millionen Fahrzeuge über eine Klimaanlage. Bis zum Jahr 2015 sollen es nach Schätzungen von Klimafachleuten fast eine Milliarde Fahrzeuge sein. Im Jahr 2015 werden allein deren Klimaanlagen nach Schätzungen des Weltklimarates Kältemittel im Umfang von mindestens 270 Millionen Tonnen CO 2 -Äquivalenten in die Atmosphäre emittieren und damit den Treibhauseffekt weiter verstärken. Bisher kommt in Klimaanlagen als Kältemittel das stark klimawirksame fluorierte Treibhausgas Tetrafluorethan, das den Handelsnamen R134a trägt, zum Einsatz. An Alternativen zu den fluorierten Kältemitteln forschen die Entwickler und Ingenieure bereits seit Anfang der neunziger Jahre. Dabei entdeckten sie ein natürliches, bereits seit über 100 Jahren bekanntes Kältemittel neu: Kohlendioxid (R744). R744 ist 1300-mal weniger klimaschädlich als R134a, hat eine gute Kälteleistung, ist ungiftig, bereits heute weltweit preisgünstig verfügbar und wird direkt aus der Luft gewonnen. Strittig in der internationalen Fachwelt ist immer wieder der Energieverbrauch der Klimaanlagen mit Kohlendioxid, der höher als sein soll als bei Anlagen mit R134a. Erfahrene Entwickler der Kohlendioxid-Klimaanlagen belegen dagegen mit Messungen sogar einen verringerten Verbrauch. Das UBA wird unabhängige Messungen durchführen, um zu prüfen, ob R744-Klimaanlagen auch energetisch vorteilhaft sind. Erste Ergebnisse erwartet das Amt im Herbst 2008. Vom 10. bis 12. Juni 2008 veranstaltet die Gesellschaft der Fahrzeugingenieure (SAE) in der Nähe von Phoenix, USA, das neunte internationale Symposium zu alternativen Kältemitteln für Pkw. Am 13. Juni 2008 findet am selben Ort auch das diesjährige Treffen zu Pkw-Klimaanlagen der US-Umweltbehörde EPA statt. Die Fachleute beraten dort über Alternativen zum Kältemittel R 134a, wobei sie neben R744 auch andere synthetische Kältemittel mit kleinem Treibhauspotential in Erwägung ziehen. In Europa ist der Weg zum Ersatz der hoch treibhauswirksamen, fluorierten Kältemittel vorgezeichnet. Nach der EU-Richtlinie 2006/40/EG dürfen ab 1. Januar 2011 Hersteller neue Pkw-Typen nur noch verkaufen, wenn die Klimaanlage Kältemittel enthält, die deutlich weniger klimaschädlich sind als R 134a: Das neue Kältemittel darf maximal eine 150-fach stärkere Treibhauswirkung im Vergleich zur gleichen Menge Kohlendioxid haben. Die deutschen Automobilhersteller beschlossen bereits im Herbst 2007, die Klimaanlagen neuer Pkw-Typen auf Kohlendioxid als Kältemittel umzustellen. Wegen des notwendigen produktionstechnischen Vorlaufs arbeiten die deutschen Pkw-Hersteller und ihre Zulieferfirmen schon heute mit Hochdruck an der Umstellung der Serienproduktion zum Jahr 2011. Mit einer weltweiten Umstellung auf R744 würden gleich mehrere Ziele erreicht: Die Automobilhersteller hätten eine langfristige, nachhaltige und einheitliche technische Lösung, die den Beitrag der Pkw zum Treibhauseffekt weltweit deutlich verringern würde. Wegen der technischen Besonderheiten einer R 744-Anlage bestünde - im Gegensatz zu diskutierten synthetischen Kältemittelalternativen – keine Gefahr, dass im Leckagefall wieder stark klimaschädliche Kältemittel in die Anlage eingefüllt würden.
In Automobilklimaanlagen kommt als Kältemittel das stark klimawirksame fluorierte Treibhausgas Tetrafluorethan – kurz R134a – zum Einsatz. R134a hat ein Treibhauspotential, das 1.300-mal höher ist als das von CO2 – nach neueren Berechnungen des Weltklimarates IPCC sogar 1.430-mal höher. Ein Auto mit Klimaanlage verursacht allein wegen der laufenden Freisetzung des Kältemittels R134a aus der Anlage umgerechnet eine zusätzliche Emission von 7 Gramm CO2 pro gefahrenen Kilometer. Damit sind Automobilklimaanlagen bisher echte Klimasünder. Veröffentlicht in Hintergrundpapier.
Das Projekt "KMU-innovativ - Klimaschutz: Entwicklung eines Kältemittelverdichters für das Kältemittel CO2 zur Klimatisierung von Omnibussen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SKS GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist ein Verdichter, welcher nach Abschluss des Vorhabens in die Serienproduktion geht. Seit 01.01.2011 sind Fahrzeughersteller gemäß EG 2006/40/EG & EG 842/2006 verpflichtet, für Klimaanlagen in Fahrzeugen, die in der EU als neuer Typ zugelassen werden, Kältemittel mit einem Treibhauspotenzial GWP kleiner als 150 einzusetzen. Ab 01.01.2017 ist das bisherige, klimaschädliche Kältemittel R134a (GWP=1.430) europaweit in allen Neuwagen verboten. Für Omnibusse besteht noch kein Verbot für R134a, jedoch ist in der Richtlinie vorgesehen, die Kältemittelvorgaben mittelfristig auch auf weitere Fahrzeugklassen auszuweiten. Es wird nun an einer Lösung mit dem Kältemittel CO2 gearbeitet, welches wesentlich umweltfreundlicher ist und sogar günstiger. Daher besteht der Lösungsansatz darin, einen möglichst kompakten CO2-Bus-Klimaverdichter mit integriertem Elektromotor in Leichtbauweise zu entwickeln. Neben den in Europa bevorstehenden Änderungen bei den in Fahrzeugen zu verwendenden Kältemitteln könnte das Ergebnis dieses Vorhabens in weiteren Anwendungen außerhalb der Busklimatisierung zur Anwendung kommen und somit Basis für viele umwelteffiziente Technologien sein. In den ersten Phasen der Planung & Konzeption werden sämtliche Anforderungen und Bedingungen sowie Schnittstellen des Produktes herausgearbeitet und in Form eines Pflichten- und Lastenheftes dokumentiert. Auf dessen Basis wird ein Lösungsansatz erarbeitet, welcher zur Fertigstellung der Konstruktion und der dazugehörigen Zeichnungsableitung führt. Nach erfolgreicher Beschaffung und Herstellung aller Versuchsmusterbauteile erfolgt die Montage des Versuchsmusters sowie deren Prüfung auf Dichtheit und Druckfestigkeit. Aufgrund der Erkenntnisse aus einem ersten Prüfstandslauf im eigenen Hause werden evtl. erforderliche konstruktive Änderungen an den Bauteilen durchgeführt und diese in einem weiteren Prüfstandslauf erprobt. Nach positivem Abschluss werden weitere Versuchsmuster zur Felderprobung hergestellt.
Das Projekt "Nachhaltige Klimatisierung bei Bussen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Umwelthilfe e.V. durchgeführt. Obwohl Klimaanlagen auch bei Bussen mittlerweile zum Standard gehören, werden die Umweltwirkungen von Heizungs- und Klimaanlagensystemen bislang zu wenig beachtet. Mittels des natürlichen Kältemittels CO2 (R744) lassen sich die direkten Treibhausgasemissionen von Klimaanlagen um über 99% im Vergleich zur gängigen R134a-Technik reduzieren. Zu den weiteren Vorteilen der Busklimatisierung mit CO2 gehören eine höhere Anlageneffizienz sowie geringere Wartungskosten. Das Projekt soll dazu beitragen, dass mehr Verkehrsbetriebe die CO2-Klimatechnik in ihren Fahrzeugen nutzen. Im Jahr 2012/2013 waren die Vorzeichen für natürliche Kältemittel im Fahrzeugbereich alles andere als positiv. Dies hat sich geändert: Mittlerweile beabsichtigen Daimler und VW den Einsatz natürlicher Kältemittel sowohl im Pkw- als auch im Busbereich. Wenngleich bis zur serienmäßigen Ausstattung von Bussen mit CO2-Klimatechnik noch einige Hürden zu nehmen sind, konnten durch die Projektarbeit wichtige Grundlagen für die weitere Marktdurchdringung der innovativen Technik gelegt werden.
Das Projekt "Entwicklung eines CO2-Ejektorkreislaufs für eine umschaltbare Wärmepumpen-Klimaanlage für Omnibusse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Thermodynamik durchgeführt. Bei Omnibussen mit herkömmlichen R134a-Klimaanlagen werden durch Leckagen, Unfälle oder Wartungsarbeiten aufgrund der großen Kältemittelfüllmenge erhebliche Mengen des synthetischen Kältemittels freigesetzt. Dies stellt einen beachtlichen Beitrag zur direkten Emission von Treibhausgasen dar, der durch den Einsatz des alternativen Kältemittels CO2 vermieden werden kann. Allerdings treten beim Kältemittel CO2 üblicherweise hohe Drosselverluste auf, die sich jedoch durch die Verwendung eines Ejektors anstelle eines herkömmlichen Expansionsventils reduzieren ließen. Neue Herausforderungen an zukünftige Klimatisierungssysteme für Omnibusse bestehen aber nicht nur in der Kühlung, sondern auch in der bedarfsgerechten Bereitstellung von Heizleistung, da durch die Optimierung der Dieselmotoren im Winter oftmals nicht mehr ausreichend Motorabwärme zur Beheizung des Fahrgastraums zur Verfügung steht. Neben der Verwendung von Brennstoffzuheizern ist die Beheizung des Businnenraums auch durch einen Betrieb der Klimaanlage im Wärmepumpenmodus möglich. Gegenstand des beantragten Projekts ist daher die Erforschung, Entwicklung und Optimierung einer umschaltbaren CO2-Klima-Wärmepumpenanlage für Stadtbusse, wobei erstmals untersucht werden soll, wie ein Ejektor in einer solchen Anlage effizient eingesetzt werden kann. Die optimale Auslegung der Anlagenkomponenten und die Untersuchung ihrer gegenseitigen Beeinflussung, sowie die Optimierung des Heizkonzepts stellen dabei wesentliche Teilaspekte des Projekts dar. In theoretischen Studien konnte gezeigt werden, dass Ejektorkreisläufe großes Potential besitzen, die Kälte- und Heizleistung von CO2-Klima- und Wärmepumpenanlagen zu erhöhen, bzw, bei gleicher Leistung diese effizienter bereitzustellen. Die Diskrepanz zwischen theoretisch ermittelten und experimentell bestimmten Ejektoreffizienzen erfordern aber weitere detaillierte experimentelle Untersuchungen zu Ejektorkreisläufen. Aufgrund der gegenseitige Beeinflussung aller Anlagenkomponenten erfordert die technische Umsetzung von Ejektorkreisläufen in Stadtbussen zudem eine neue Dimensionierung und Optimierung aller Anlagenkomponenten, und gegebenenfalls auch des Anlagendesigns.
Das Projekt "Untersuchung eines CO2-Ejektorkreislaufes für Omnibusklimaanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Thermodynamik durchgeführt. Bei Omnibussen wird jährlich durchschnittlich 23 Prozent der Kältemittelfüllmenge der Klimaanlage in die Atmosphäre freigesetzt. Serienklimaanlagen mit dem Kältemittel R134a leisten somit einen beachtlichen Beitrag zur direkten Emission von Treibhausgasen, der durch die Verwendung des alternativen Kältemittels CO2 vermieden werden könnte. Der so genannte indirekte Beitrag einer Klimaanlage an der Emission von Triebhausgasen entsteht durch den Kraftstoffmehrverbrauch zum Antrieb der Anlage. Somit wäre bei einer Optimierung einer CO2-Klimaanlage auch eine Reduzierung der indirekten Emission von Treibhausgasen möglich. Im Rahmen des geförderten (Gesamt-) Projekts wird daher erstmals untersucht, wie durch Verwendung eines Ejektors eine COP-Verbesserung für eine CO2-Omnibus-Klimaanlage erzielt, und ein entsprechender CO2-Ejektorkreislauf für Busklimaanlagen optimiert werden kann. Durch das Vorhaben konnte grundsätzlich gezeigt werden, dass durch den Einsatz eines Ejektors eine Erhöhung des COPs einer CO2-Omnibusklimaanlage möglich ist. Systemsimulationen für verschiedene Verschaltungen haben verdeutlicht, dass der Ejektor insbesondere bei Mehrverdampferanlagen vorteilhaft ist, da er dort eine geschickte Kopplung der Teilströme ermöglich. Durch den Einsatz des Ejektors ließen sich CO2-Klimaanlagen realisieren, die in ihrer Energieeffizienz mit modernen und hocheffizienten R134a-Anlagen vergleichbar sind. Zudem ist eine weitere deutliche Effizienzsteigerung der CO2-Ejektor-Klimaanlage möglich, wenn alle Anlagenkomponenten für die gewählte Verschaltung optimiert werden. Würde man in allen Omnibussen in Deutschland die R134a- durch CO2-Ejektor-Anlagen ersetzen, ließe sich die direkte Emission des Treibhausgases R134a um mindestens (76-83,6) t/a reduzieren, ohne dass die indirekte Emission durch den Kraftstoffverbrauch zum Antrieb der Klimaanlage zunehmen würde. Allerdings sind derzeit bei den Kunden der Konvekta AG nicht mehr reine Klimaanlagen, sondern vielmehr umschaltbare Kreisläufe gefragt sind, die im Sommer als Klimaanlagen, im Winter jedoch als Wärmepumpen betrieben werden können. Es wird daher erforderlich sein, die im Projekt gewonnen Erkenntnisse zur optimalen Integration eines Ejektors und zu dessen optimaler Gestaltung auf diesen Anwendungsfall zu übertragen und zu überprüfen. Die Anlagenkomponenten sind dann auch für diese Anwendung zu optimieren.
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