Das Kältemittel R290 für die Wärmepumpe

am 31.05.237 Minuten Lesezeit

Das Prinzip der Wärmepumpe basiert auf dem Kältemittelkreislauf. Das Kältemittel verarbeitet die Umweltwärme der natürlichen Wärmequelle weiter. Es gibt sowohl synthetische Kältemittel aus Kohlenwasserstoff als auch natürliche Kältemittel, die in Wärmepumpen verwendet werden. Dieser Artikel erklärt Unterschiede zwischen den Kältemitteln und zeigt, aus welchem Grund Propan (R290) die nachhaltigste und effektivste Lösung ist.

R290: Die Außeneinheit einer CHA-Monoblock Wärmepumpe

Was ist R290?

R290 ist die Bezeichnung für das natürliche und unbegrenzt verfügbare Kohlenwasserstoffmolekül Propan. Bei der Wärmepumpe steht R290 für ein Kältemittel auf Basis von Propangas. Die thermodynamischen Eigenschaften von Propan eignen sich ideal für den Einsatz als Kältemittel in der Wärmepumpe, zudem wird es seit den 1990er Jahren in Kälteanlagen und in Klimaanlagen verwendet.

Obwohl Propan hochentzündlich ist, ist es für die Wärmeerzeugung mittels einer Wärmepumpe dank hoher Sicherheitsstandards unbedenklich. Da der Kältekreis in der Wärmepumpe hermetisch dicht ist, tritt das Propan unter keinen Umständen aus.

Das sind die Eigenschaften von R290

Draußen ist es klirrend kalt, wie gewinnt die Wärmepumpe Umweltwärme? Die thermische Energie reicht auch bei niedrigen Temperaturen aus, um das Kältemittel zu verdampfen. Denn Propan hat eine niedrige Siedetemperatur.
Eine große Wohnfläche benötigt viel Kältemittel im Kreislauf? Im verdampften Zustand ist das Volumen von R290 klein. Folglich reicht bereits eine geringe Menge Propan aus, um im Verdichter die entsprechende Wärmeentwicklung zu gewährleisten.
Ist der Übergang der Wärme von Kältemitteldampf auf das Heizwasser nicht aufwendig? Der Verflüssigungsdruck von R290 ist gering. Deshalb gibt es seine Wärme ohne besonders starke Komprimierung ab und verflüssigt sich ohne Probleme.
Sehr geringes Treibhauspotential und damit umweltschonend
Zukunftssichere Technologie

Wie funktioniert der Kältemittelkreislauf in der Wärmepumpe?

In einer Wärmepumpe befindet sich ein geschlossener und hermetisch abgedichteter Kältekreislauf. Heizwasser und Kältemittel kommen nicht direkt miteinander in Kontakt. Dank der thermodynamischen Eigenschaften von Kältemitteln eignen sich Wärmepumpen hervorragend als Wärmeerzeuger. Sie verwenden Strom, um das Temperaturniveau der Umweltwärme anzuheben. So läuft der Kältemittelkreislauf ab:

Eine Wärmepumpe nimmt die Wärme aus der Wärmequelle über einen Wärmetauscher, den Verdampfer, auf und verarbeitet sie im Kältemittelkreislauf weiter. Dabei verdampft das Kältemittel unter niedrigen Temperaturen und wird von einem Verdichter komprimiert. So steigen Temperatur und Druck des Kältemitteldampfs.

Anschließend gibt das Kältemittel im Kondensator die Wärme an den Heizkreislauf ab und wird wieder flüssig. Im Expansionsventil verliert das Kältemittel weiter an Druck und Temperatur, sodass es im Verdampfer erneut Umweltwärme aufnehmen kann.

Funktionsweise einer Wärmepumpe: Die Energieumwandlung Grafik

Warum werden PFAS in Wärmepumpen eingesetzt?

Aufgrund ihrer thermodynamischen Eigenschaften wurden bisher auch künstliche Kältemittel aus der Stoffgruppe der PFAS, sogenannte F-Gase, in Wärmepumpen verwendet. PFAS (per- oder polyflourierte Chemikalien) sind in vielen Alltagsprodukten wie Pflanzenschutzmitteln, Kosmetik oder Textilien zu finden.

Im Gegensatz zu Wärmepumpen und anderen Anlagen agiert PFAS in solchen Produkten nicht in geschlossenen Systemen. Auf diese Weise gelangen die Chemikalien leichter in die Umwelt. Deshalb werden synthetische Kältemittel, wie PFAS immer stärker reguliert. Die F-Gase-Verordnung (2015) und der in den 1990er Jahren angestoßene Ausstiegsprozess aus den synthetischen Kältemitteln sind Beispiele dafür.

Höchstmenge für den Verkauf von teilfluorierten Kohlwasserstoffe-Kältemitteln bis zum Jahr 2030.

Was versteht man unter Global Warming Potential (GWP) und Treibhauspotential?

Das Maß des Treibhauspotentials (Global Warming Potential) GWP gibt die Wirkung eines bestimmten Treibhausgases auf die Erderwärmung an. Dabei wird die Wärme gemessen, die von einer bestimmten Menge an Gas in einer bestimmten Zeit absorbiert wird. Im Vergleich zu der gleichen Menge an CO₂ ergibt sich ein Verhältnis, welches das Treibhauspotential des Gases beziffert. Je höher der GWP-Wert ist, desto schlechter ist der Stoff für die Umwelt.
Natürliche und synthetische Kältemittel werden mithilfe des GWP bewertet. Im Klimaschutzvergleich schneiden synthetische Kältemittel dabei deutlich schlechter ab als natürliche. Moderne Luft/Wasser-Wärmepumpen wie die CHA-Monoblock von WOLF verwenden das natürliche Kältemittel Propan (R290). Sein GWP liegt bei 3 und hat damit den mit Abstand niedrigsten Wert von allen Kältemitteltypen. Das handelsübliche synthetische Kältemittel R401a etwa hat einen GWP von 2090, R32 liegt bei einem GWP von 675.

Natürliches Kältemittel macht Wärmepumpen noch attraktiver

Mit den Vorteilen von natürlichem Propangas baut die Wärmepumpe ihren Vorsprung auf andere Wärmeerzeuger aus. Diese Argumente sprechen für eine Wärmepumpen-Heizung:

Effizient und leistungsstark

Mit der Wärmepumpe heizen Sie umweltschonend und effizient. Modelle mit dem natürlichen Kältemittel R290 sind besonders nachhaltig. Mit einer Luft/Wasser-Wärmepumpe wie der CHA-Monoblock von WOLF produzieren Sie mit 1 kWh Strom durchschnittlich 6 kWh Wärme.

Umweltfreundlich

Propan verursacht keine schädlichen Emissionen und trägt nicht zur Zerstörung der Ozonschicht bei. Zudem enthält es keine bedenklichen Chemikalien wie PFAS oder flour- und chlorhaltige Kohlenwasserstoffe. Das kommt sowohl der Sicherheit der Anwender als auch der von Heizungsinstallateuren zugute.

Platzsparend

Eine Wärmepumpe kommt ohne Gasanschluss, Brennstofftank oder Kamin aus. Luft/Wasser-Wärmepumpen mit Außengerät benötigen im Heizungskeller lediglich Platz für ein kleineres Innenmodul.

Geringe Installations-, Betriebs- und Wartungskosten

Da Wärmepumpen mit Umweltwärme heizen, halten sich die Betriebskosten in Grenzen. Wenn Sie den Strom für die Wärmepumpe aus Photovoltaik gewinnen, fallen auch die Stromkosten weg. Im Vergleich zu anderen Heizsystemen sind Installations- und Wartungskosten niedrig.

Staatliche Förderung

Neben der Förderung für die Wärmepumpe werden Geräte mit natürlichem Kältemittel zusätzlich gefördert. So lohnt sich der Heizungstausch nicht nur langfristig, sondern wird bereits kurzfristig abgefedert.

Unabhängigkeit von wirtschaftlichen Schwankungen

Mit Propan betriebene Wärmepumpen sind im Vorteil, da R290 aufgrund seiner unbegrenzten Verfügbarkeit und Umweltverträglichkeit zukunftssicher sowie preisstabil ist. Preise und Perspektive für Gas oder Öl schwanken stark und die Entwicklung ist ungewiss. Da der Ausstieg aus synthetischen Kältemitteln ansteht, gehen Experten von einer Verknappung und steigenden Preisen der synthetischen Kältemitteln mit PFAS aus. Das wird sich aller Annahmen nach weiter positiv auf die Verwendung von R290 auswirken.

Heizen und Kühlen für ein optimales Raumklima

Viele Wärmepumpen können dank der Kühlfunktion Ihr Haus zusätzlich aktiv oder passiv temperieren. So kommen Sie mit Ihrer Heizung gegen die immer heißeren Sommer an.

Heizungsbauer finden

Mit R290 klimaschonend und effizient heizen

Propan (R290) ist als natürliches Kältemittel die ökologische Alternative im Vergleich zu den synthetischen Optionen. Es wird als Kältemittel in Wärmepumpen durch attraktive Förderungen vorangetrieben. Kommt in der Wärmepumpe R290 zum Einsatz, ist das also nicht nur die nachhaltigste, sondern auch die ökonomischste Wahl für alle Hausbesitzer.

Mit Blick in die Zukunft sind Sie auf der sicheren Seite – steigende Ressourcenpreise, geplante Verbote und plötzlicher Wertverlust Ihrer Anlage oder gar Ihrer Immobilie werden Sie mit einem natürlichen Kältemittel nicht belasten.