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Erneuerbare Energien

Langfristiger Trend zu natürlichen Kältemitteln in Wärmepumpen

Dienstag, 22.09.2020

Ökoeffizienz beachten

Die Anschaffung einer Wärmepumpe ist eine Entscheidung für die nächsten 25 Jahre und länger. Umwelt- und Kostenvorteil einer Investition sollten deshalb sehr sorgfältig geprüft werden. Bislang reicht das Zeitfenster des "F-Gase Phase Downs" bis zum Jahr 2030. Aufgrund der aktuellen Klimadiskussion ist jedoch damit zu rechnen, dass der Ausstieg aus den synthetischen Kältemitteln nach 2030 fortgesetzt wird. Nüchtern betrachtet, haben Kältemittel mit einem GWP ≥ 150 dann kaum mehr eine Chance auf Akzeptanz. Hinzu kommt, dass Kältemittel mit einem höheren GWP-Wert als 150 durch die Verknappung zunehmend teurer werden. Das bedeutet, für heute preisgünstige Wärmepumpen mit Hoch-GWP-Kältemitteln können hohe Folgekosten durch Wartung und Entsorgung entstehen. Wer seine Investition in eine Wärmepumpe langfristig absichern will, sollte dies ins Kalkül ziehen. Der Kauf einer R290-Wärmepumpe (GWP = 3) neuester Bauart gegenüber einer gängigen R410A-Wärmepumpe (GWP 2.088) zahlt sich aus, weil die Investition auf die gesamte Lebenszeit der Wärmepumpe abgesichert ist.

Die Vorteile von Wärmepumpen mit R290 (Propan) als Kältemittel lauten:

  • Vorlauftemperaturen von bis zu 70 °C auch bei tiefen Außentemperaturen.
  • Hoher COP (Coefficient of Performance = Leistungszahl) von 4,65 bei A2/W35 nach DIN EN 14511 ("Luftkonditionierer, Flüssigkeitskühlsätze und Wärmepumpen für die Raumbeheizung und -kühlung und Prozesskühler mit elektrisch angetriebenen Verdichtern") erreichbar.
  • Hoher EER (Energy Efficiency Ratio = Kälteleistungszahl) von 5,92 bei A35/W18 nach DIN EN 14511 erreichbar. Dieser Wert ist besonders interessant, wenn die Wärmepumpe zum Heizen und Kühlen eingesetzt wird.

Bei vergleichbaren R410A-Wärmepumpen liegt der COP um 0,2 bis 0,4 Punkte niedriger; auch die erreichbaren Vorlauftemperaturen liegen unter denen von R290.

Zu beachten ist jedoch: R290 ist brennbar und gemäß DIN EN 378 ("Kälteanlagen und Wärmepumpen – Sicherheitstechnische und umweltrelevante Anforderungen") der Sicherheitsgruppe 3 zuzuordnen. Aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen, insbesondere an die Dichtheit der Anlage, liegen die Kältemittelverluste von R290-Anlagen und -Geräten bei Null. Durch die sehr guten thermodynamischen Eigenschaften, vergleichbar mit dem Allround-Kältemittel R22 (seit 1. Januar 2015 verboten), wird Propan zudem heute in vielen, meist im Außenbereich aufgestellten Kaltwassersätzen mit kleineren Füllmengen sowie für Solekühlsätze (Lebensmittelmärkte) eingesetzt. Aber auch steckerfertige Kühlmöbel für Lebensmittelmärkte und andere Verkaufsräume arbeiten inzwischen weitgehend mit dem Kältemittel R290.

Eine Wärmepumpe vor einem Haus.
Quelle: Wolf
Die ökologischen wie auch ökonomischen Vorteile von R290 haben Wolf Heiztechnik dazu bewogen, parallel zu seiner R410A-Wärmepumpe eine R290-Wärmepumpe ins Portfolio aufzunehmen.

Außeneinheit einer R290-Wärmepumpe.
Quelle: Wolf
Das Thema "Sicherheit" wurde bei der R290-Wärmepumpe dadurch gelöst, dass der kältetechnische Teil der Luft/Wasser-Wärmepumpe "CHA-Monoblock" komplett in der Außeneinheit untergebracht ist.

Die überzeugenden ökologischen wie auch ökonomischen Vorteile von R290 haben Wolf Heiztechnik, Mainburg, dazu bewogen, parallel zu seiner R410A-Wärmepumpe eine R290-Wärmepumpe ins Portfolio aufzunehmen. Das Thema "Sicherheit" wurde dadurch gelöst, dass der kältetechnische Teil der Luft/Wasser-Wärmepumpe ("CHA-Monoblock") komplett in der Außeneinheit untergebracht ist. Das heißt, für die Montage wird kein Kälteschein benötigt. Durch die systemisch hohen Vorlauftemperaturen von bis zu 70 °C ist die Wärmepumpe auch für Renovierungen/Sanierungen gut geeignet.

Fazit

Die F-Gase-Verordnung und der "F-Gase Phase Down" verändern den Blickwinkel auf die Kältemittel zugunsten natürlicher Stoffe, zu denen auch R290 (Propan) gehört. Neben der rein ökologischen Betrachtung rücken auch ökonomische Kriterien, wie die Wirtschaftlichkeit auf die Lebenszeit einer Anlage, in den Fokus von Bauherren und Investoren.

Wegen des geringen GWP, der niedrigen Kosten, der problemlosen Entsorgung und der quasi unbegrenzten Verfügbarkeit der natürlichen Kältemittel rücken halogenfreie, organische Kohlenwasserstoffe in das Blickfeld vorausschauender Wärmepumpenanbieter. Millionen Herde, Grills und Campingausrüstungen in der Hand von Endverbrauchern liefern den Beweis, dass die Brennbarkeit von R290 gut beherrschbar ist. Letztendlich gibt es mittelfristig keine nennenswerte Alternative zu den natürlichen Kältemitteln in punkto Effizienz, Umweltverträglichkeit und langfristige Verfügbarkeit.

Von Martin Bauer
Produktmanager Wolf GmbH

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