Durch die seit 2016 eingeleitete Reduktion des Inverkehrbringens von klimaschädlichen fluorierten Kältemitteln in die EU wird es in Zukunft notwendig, klimafreundlichere Kältemittel in Kälte- und Klimaanlagen einzusetzen. Die Deutsche Bahn AG setzt dabei auf natürliche Kältemittel, die in verschiedenen Erprobungsprojekten bewertet werden. Mögliche Ersatzkältemittel für das weitverbreitete R134a sind Luft, Propan oder auch CO2. Anders als bei Propan weichen die Prozessführungen mit Luft und CO2 als Kältemittel im Vergleich zu R134a stark ab. Um den CO2-Kälteprozess bewerten und Komponenten oder Regelungsalgorithmen optimieren zu können, sind Prozesssimulationen ein probates Mittel. Dieser Beitrag stellt die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der Prozesssimulation am Beispiel einer generischen CO2-Klimaanlage mit Wärmepumpenfunktion vor. Aus den gewonnenen Simulationsergebnissen wird deutlich, dass sich die Regelung stark von Anlagen mit konventionellen Kältemitteln unterscheidet. Zudem kann aufgezeigt werden, dass bzw. wie weit die Leistungsfähigkeit des vorgestellten Systems bei Extrembedingungen eingeschränkt ist. Dynamische Betrachtungen zeigen zudem die Regelbarkeit im Teillastbetrieb für den Heiz- und Kühlfall.
