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Diese Kältemittel eignen sich für meine Wärmepumpe
Der Staat fördert Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln aktuell mit einem Bonus von 5 %. Aber was sind eigentlich Kältemittel, welche Unterschiede gibt es und welche Aufgabe erfüllen sie in Wärmepumpen?
Zuletzt aktualisiert am 31.05.2024
Lesedauer: 5 Minuten
Inhaltsverzeichnis
Diese Aufgabe haben Kältemittel in Wärmepumpen
EU-Verbot von umweltschädlichen F-Kältemitteln
GWP-Werte von Kältemitteln als Indikator für Umwelteinfluss
Diese Kältemittel gibt es
Vor- und Nachteile gängiger Kältemittel für Wärmepumpen
So lesen Sie das Typenschild Ihrer Wärmepumpe
Entsorgung von Wärmepumpen-Kältemitteln
Vattenfall Fazit
Diese Aufgabe haben Kältemittel in Wärmepumpen
Kältemittel sind Stoffe, die besonders gut Wärme transportieren. Sie sind die Grundvoraussetzung dafür, dass Wärmepumpen die Umweltwärme ins Hausinnere transportieren können. Kältemittel nehmen die Wärme über einen Wärmetauscher aus der Umgebung auf und geben diese über einen weiteren Wärmetauscher an das Heizsystem ab.
Bisher kennen wir Kältemittel vorwiegend aus ihrem Einsatz in Kühlschränken oder Klimaanlagen, wo sie in die umgekehrte Richtung arbeiten: Sie transportieren die Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks oder Hauses nach außen.
Das Funktionsprinzip ist in beide Richtungen gleich und findet in einem geschlossenen System statt – dem Kältemittelkreislauf. Bei einer Wärmepumpe funktioniert er wie folgt:
- Im Verdampfer nimmt das flüssige Kältemittel die Umgebungswärme auf und wird dadurch gasförmig.
- Das Kältemittelgas durchläuft den Verdichter, wodurch Druck und Temperatur steigen.
- Im Verflüssiger gibt das Kältemittel die Wärme dann über einen zweiten Wärmetauscher an das Heizsystem ab und wird wieder flüssig.
- Ein Expansionsventil senkt den Druck ab, bevor das Kältemittel zurück in den Verdampfer gelangt.
Es gibt verschiedene Kältemittel für Wärmepumpen. Sie alle haben eines gemeinsam: das R am Beginn ihrer Bezeichnung. Es steht für „refrigerant“, also die englische Bezeichnung für Kältemittel.
EU-Verbot von umweltschädlichen F-Kältemitteln
Mit der F-Gas-Verordnung will die EU den Einsatz von fluorierten Treibhausgasen begrenzen. Die Verordnung wird regelmäßig überarbeitet. Am 11. März 2024 ist die jüngste Version in Kraft getreten. Sie verbietet den Einsatz fluorierter Treibhausgase ab 2050 und legt einen Zeitplan für den schrittweisen Ausstieg fest.
GWP steht für Global Warming Potential, also das Treibhauspotenzial. Je höher der Wert, desto schädlicher: Als Referenz dient Kohlenstoffdioxid mit einem Wert von 1. Ein Kältemittel mit einem GWP-Wert von 2.000 ist also 2.000-mal umweltschädlicher als CO2.
|
Gruppe |
Kältemittel |
R-Bezeichnung |
GWP-Wert |
|
natürl. |
Ammoniak |
R717 |
0 |
|
natürl. |
Kohlenstoffdioxid |
R744 |
1 |
|
natürl. |
Propan |
R290 |
3 |
|
natürl. |
Isobutan |
R600A |
3 |
|
(H)FKW |
– |
R32 |
675 |
|
(H)FKW |
– |
R134a |
1430 |
|
(H)FKW |
– |
R407C |
1770 |
|
(H)FKW |
– |
R410a |
2090 |
Der zulässige GWP-Wert für Kältemittel sinkt in den kommenden Jahren immer weiter. So dürfen Kältemittel in neu verkauften Wärmepumpen Monoblock-Wärmepumpen mit einer Leistung von bis zu 12 kW ab dem 1. Januar 2027 einen GWP-Wert von 150 nicht mehr überschreiten, es sei denn, dies ist zur Einhaltung von Sicherheitsanforderungen erforderlich. Auch für bereits bestehende Wärmepumpen kommen Grenzen: Ab dem 1. Januar 2026 sind F-Gase mit einem GWP-Wert von 2.500 oder mehr für die Instandhaltung oder Wartung von Wärmepumpen verboten. Ausschließlich recycelte F-Gase dürfen weiterhin verwendet, müssen aber als solche gekennzeichnet werden. Doch was sind eigentlich F-Gase?
Natürliche Kältemittel
Zu den natürlichen Kältemitteln zählen beispielsweise:
- Wasser
- Ammoniak
- Kohlenstoffdioxid
- Isobutan
- Propan
Sie setzen sich aus den Elementen Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff und/oder Wasserstoff zusammen und haben nur geringe Auswirkungen auf die Umwelt.
F-Kältemittel
F-Kältemittel werden künstlich erzeugt und gelten als umweltgefährdend. Es handelt sich um Kohlenwasserstoffe, die behandelt wurden, also halogeniert, chloriert oder fluoriert. Fluorierte Kältemittel werden auch als F-Gase bezeichnet.
Die bekannteste Untergruppe sind die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), deren Verwendung ab 1987 immer weiter eingeschränkt wurde, weil sie die Ozonschicht schädigen. Seit dem 1. Januar 2000 ist z. B. der Einsatz des FCKW-Kältemittels R22 verboten, das bis dahin oft in Wärmepumpen verwendet wurde.
Als Ersatz für FCKW kamen zunächst Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) ins Spiel. Diese schädigen zwar nicht die Ozonschicht, sind jedoch klimaaktiv, verbleiben also in der Luft und tragen zum Treibhauseffekt bei. Deswegen wird auch die Verwendung dieser Kältemittel in Deutschland immer weiter eingeschränkt.
Wärmepumpen können sowohl mit natürlichen als auch mit F-Kältemitteln betrieben werden. Welches Kältemittel im Einzelfall das Richtige ist, hängt unter anderem vom Standort der Wärmepumpe ab. Einige der umweltfreundlichen Kältemittel basieren auf Kohlenwasserstoffen. Dazu zählen R290 (Propan) und R600A (Isobutan), die kein Ozonabbaupotenzial und ein niedriges Treibhauspotenzial haben. Deswegen bekommen Luft-Wasser-Wärmepumpen, die ein natürliches Kältemittel wie Propan oder Isobutan verwenden, bei der KfW-Förderung einen zusätzlichen Bonus in Höhe von 5 %.
Der Nachteil dieser Kältemittel ist, dass die Wärmepumpe mehr Platz benötigt: Aufgrund von Brandschutzbestimmungen muss ein größerer Sicherheitsabstand rund um eine mit dem Kältemittel R290 betriebene Wärmepumpe eingehalten werden. So darf sich in einem Umkreis von einem Meter kein Fenster, kein Lichtschacht und keine Tür befinden. Wenn der optimale Standort für die Wärmepumpe diese Voraussetzungen nicht erfüllt, ist eine Wärmepumpe mit F-Kältemittel – wie z. B. R410A – die Lösung. Dieses Kältemittel ist zwar weniger umweltfreundlich, aber im Normalfall gelangt es nicht in die Umwelt, da es im Betrieb der Anlage in einem geschlossenen Kreislauf zirkuliert.
So lesen Sie das Typenschild Ihrer Wärmepumpe
Wenn Sie mehr über das Kältemittel in einer Wärmepumpe erfahren möchten, lohnt sich ein Blick auf das Typenschild. Es befindet sich gut sichtbar auf der Außenverkleidung des Geräts und enthält folgende Informationen:
- Kältemittel-Kurzzeichen (z. B. R290)
- Kältemittel-Füllmenge
- Maximal zulässiger Druck (PS)
- Name und Anschrift des Herstellers bzw. des Vertreters
- Bauart, Seriennummer oder Bezugsnummer
- Jahr der Herstellung
Das Kältemittel in einer Wärmepumpe muss normalerweise nicht gewechselt oder nachgefüllt werden, es sei denn, es gibt ein Leck oder andere Probleme im System (z. B. Leistungsverlust). In diesem Fall saugen Kältemittelfachkräfte das Kältemittel aus dem defekten System ab, ersetzen es und entsorgen das gebrauchte Kältemittel. EU-Vorschriften regeln die Entnahme und das Recycling.
Fluorierte Kältemittel können nach einer Reinigung oftmals für denselben Zweck wiederverwendet werden. Sollte das nicht möglich sein, lassen sie sich in einen oder mehrere stabile Stoffe zerlegen, die keine F-Gase mehr sind. Natürliche Kältemittel wie Propan lassen sich noch einfacher recyclen. Sie sind biologisch abbaubar.
Vattenfall Fazit
Die gesetzlichen Vorschriften für Kältemittel in Wärmepumpen werden immer strenger, um die Umwelt zu schützen. In den kommenden Jahren dürfen nur noch Kältemittel mit einem niedrigen GWP-Wert verwendet werden. Ein besonders umweltfreundliches Kältemittel ist Propan, weshalb die KfW Wärmepumpen mit Propan als Kältemittel mit zusätzlichen 5 % Förderzuschuss belohnt. Wenn sich der Aufstellort der Wärmepumpe nah an Fenstern, Türen oder Lichtschächten befindet, darf Propan jedoch nicht verwendet werden und ein F-Kältemittel wird benötigt. Das Heizen mit einer Wärmepumpe birgt aber auf jeden Fall weniger Treibhauspotenzial als das Heizen mit Gas.
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