Geringes Gewicht und kompakte Maße reichen nicht

Durch zunehmend reduzierte Bauräume, die technischen Einrichtungen in Zügen zur Verfügung stehen, steigen auch die Anforderungen an die einzelnen Komponenten der Klimasysteme. Grob gefasst lassen sich die spezifischen Anforderungen im Bahn­bereich, die zur Entwicklung von neuen ­Kältemaschinen führten, auf vier Teilbereiche herunterbrechen:

• kompakte Abmessungen
• Leichtbauweise
• Nachhaltigkeit und Umweltschutz
• maximale Wirtschaftlichkeit

Dass im mobilen Einsatz vor allem dem Gewicht der Klimaanlage ein besonderes Augenmerk gilt, liegt auf der Hand. Muss doch für jedes Kilogramm bewegte Masse während des gesamten Lebenszyklus Energie für die Fortbewegung aufgebracht werden. Ein weiterer kritischer Aspekt hinsichtlich des Gewichts einer Anlage resultiert aus der Anbringung der Klimasysteme auf dem Zugdach. Hier sind Limitierungen aus statischen Gründen einzuhalten.

Diese Aspekte führten zur Entwicklung der Pluscom-Verdichter in Aluminium-Ausführung, die sich durch ihre kompakten Abmessungen auszeichnen. Dies sei eine konsequente Entscheidung gewesen, nachdem Bock bereits jahrzehntelang Erfahrung mit der Baureihe der FK-Fahrzeugverdichter im Bereich der Busklimatisierung und Transportkälte mit dem Werkstoff ­Aluminium gesammelt hatte.

Das Ergebnis: 37 % weniger Gewicht bringt beispielsweise die Aluminium-Version des HGX34P/380-4SA im Vergleich zum Serienverdichter auf die Waage. Dies sind über 36 kg je Verdichter.

Energetische Betrachtungen

Untersucht man die einzelnen Energie­verbraucher eines Zuges, dann zeige sich, dass die Klimaanlage mit rund 15 % des Energieverbrauchs eine nicht zu vernach­lässigende Rolle spielt. Und innerhalb des Klimasystems fällt mit rund 80 % der größte Anteil des Energieverbrauchs auf den ­Verdichter.

Das mit Abstand größte Einsparpotenzial dieser Komponente liegt im Bereich der Leistungsregelung. Denn auch wenn Züge heute in aller Regel mit Klimasystemen ausgestattet sind, so wird in den meisten Klimazonen die volle Kälteleistung der Anlage nur an wenigen Tagen des Jahres abgefordert. Die vielfältigen Regelmöglichkeiten von Hub­kolbenverdichtern bieten hier im Vergleich zu anderen Kompressoren Vorteile.

Erfolgt bislang bei vielen Anlagen die Regelung über eine Heißgas-Bypass-Leitung, verbunden mit teilweise hohem Energieverlust, so bietet der Einsatz von Hubkolbenverdichtern mit Leistungsreglern die Möglichkeit, die Kälteleistung zumindest annähernd an den jeweiligen Bedarf anzupassen. Hierdurch lässt sich der Energie­bedarf bereits um über 20 % reduzieren.

Königsweg der Regelung ist aber auch im mobilen Einsatzbereich die stufenlose Regelung der Kälteleistung mittels Frequenzumformer. Sie sorge für eine exakte Anpassung der Kälteleistung an den entsprechenden Bedarf und somit für eine energetisch optimale Anlage.

Hubkolbenverdichter des Herstellers aus Frickenhausen bieten hierfür ein Frequenzband, welches aufgrund der ­integrierten Ölpumpe niedrigere Frequenzen ermöglicht als bei Schrauben oder Scroll-Kompressoren. Zudem würden sich die Pluscom-Hubkolbenver-dichter dadurch auszeichnen, dass sie einen um 40 % höheren Wirkungsgrad bei niedrigen Frequenzen gegenüber den anderen genannten Verdichterbauarten ­aufweisen.

Alu-Verdichter für den mobilen Einsatz

Auch diese Punkte hat der Hersteller bei der Entwicklung der halbhermetischen Aluminiumverdichter HG22P (Zweizylinder) und HG34P (Vierzylinder) in 2- sowie 4-poliger Ausführung aufgegriffen. Ergänzend werden die Aluminium-Modelle mit einem Klemmkasten in reduzierter Höhe angeboten, um bei der Bauhöhe einzusparen.

Verdichter, die im direkten Dialog mit Systemherstellern entwickelt wurden, seien bereits in zahlreichen Zügen zum Einsatz gekommen beispielsweise in der neuen Zuggeneration der Schottischen Eisenbahn Gesellschaft First Scotrail, die nahezu den gesamten Schienenverkehr in Schottland betreibt. Ab 2010 erweitert First Scotrail seine Flotte um 38 umweltfreundliche Züge des Typs Class 380 mit rund 9000 klima­tisierten Sitzplätzen.

Die Züge des Modells Desiro UK liefert die Bahntechnik-Sparte von Siemens. Die Fertigung erfolgt im Siemens-Werk Krefeld-Uerdingen, Deutschland. Der bereits im Juli 2008 an Siemens erteilte Auftrag hat ein Volumen von über 300 Mio. Euro und um-fasst zudem Wartung und Ersatzteil-Service. Dass sich Siemens bei der Wahl des Klima-Verdichters für den halbhermetischen Aluminium-Verdichter HGX34P/380-4SA entschieden hat, sei ein Beleg dafür, dass es richtig war, sich in diesem Bereich an Kundenbedürfnissen konsequent zu orientieren.

Wir sind stolz, bei diesem für Siemens wichtigen Projekt mit unserem neuen Produkt zum Zuge gekommen zu sein. Die bereits nach kürzester Zeit enorm hohe Akzeptanz des Marktes für unsere halb­hermetischen Aluminium-Verdichter zeigt, dass es richtig war, einen Verdichter speziell für die Anforderungen des mobilen Einsatzes zu konstruieren, berichtet Marcus Reuß, der bei Bock für den Bahnbereich zuständige Key Account Manager.-