Erste Produkte mit Propan sind auf dem Markt

Wärmepumpen arbeiten öfter mit alternativen Kältemitteln

Heute arbeiten Wärmepumpen mit Fluor-Kältemitteln. Das könnte sich ändern. ©Weishaupt

Die EU hat 2014 beschlossen, dass fluorierte Treibhausgase, die auch in Wärmepumpen als Kältemittel zum Einsatz kommen, schrittweise ersetzt werden müssen. Dazu hat sie die Höhe der Produktionsmenge festgelegt und Anfang 2018 deutlich reduziert, 2021 steht die nächste Stufe an. Das treibt die Preise für HFKW, das meist in Wärmepumpen eingesetzt wird in die Höhe. Die Hersteller beginnen nach Alternativen zu suchen. 

Die Verkaufsmenge teilfluorierter Kohlenwasserstoffe (HFKW) wird seit 1. Januar 2015 bis zum Jahr 2030 schrittweise auf ein Fünftel der 2015 eingesetzten Menge reduziert. Der Grund für den Ausstieg ist die Klimaschädlichkeit der fluor-basierten Gase.

Klimaschädlichkeit spielt vor allem bei Wartung, Leckage und Entsorgung eine Rolle. Eine der Optionen, die eine Alternative sind, sind reine Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel Propan. Sie sind nicht klimaschädlich, aber brennbar. Deshalb wäre es sinnvoll, die benötigte Menge zu minimieren, um das Risiko einzuschränken, sagt Lena Schnabel, Leiterin der Abteilung Wärme- und Kältetechnik am Fraunhofer ISE.

EU reduziert Produktion herkömmlicher Kältemittel

In einem Forschungsprojekt haben die Freiburger einen neuen Verteiler für das Kältemittel konzipiert. Er orientiert sich an der Natur, "hat eine kontinuierlich verzweigende Struktur wie die Äste und Zweige eines Baums, die eine gleichmäßige Verteilung des Kältemittels in den einzelnen Verdampferkanälen bei geringer Kältemittelmenge ermöglichen", erklärt Schnabel. Bislang gibt es davon ein funktionsfähiges Muster, "in Großserie ist das aber so noch nicht herstellbar", so Schnabel weiter.

Sie hätten aber zeigen können, dass man mit neuen Komponenten zu einer Reduktion des Kältemittels kommen kann. Angesichts der steigenden Preise für HFKW könnte das auch unabhängig vom Einsatz von Propan ein spannender Ansatz sein.

In ihrem Aufbau verwenden die Freiburger Forscher spezielle Verdichter, in denen die Zündquellen gekapselt sind. Sie prüfen derzeit die Bauteile im Langzeitverhalten. Diese speziellen Bauteile, die mit potentiellen neuen Kältemitteln zurechtkommen, sind im Moment einer der Engpässe für die Entwicklung umweltfreundlicherer Wärmepumpen. Das hatte schon eine Studie des Umweltbundesamts aus dem Jahr 2016 festgestellt.

Brennbarkeit von Propan erfordert neue Komponenten

Probleme macht die Brennbarkeit, sie erfordert einen höheren technischen Sicherheitsaufwand, der sich zum Beispiel in höheren Anforderungen an die Dichtigkeit äußert. "Für die Hersteller von Komponenten ist das eine schwierige Aufgabe, sie müssen die Bauteile für viele unterschiedliche Kältemittel einzeln spezifizieren und freigeben", erklärt Schnabel. Das lässt die Branche zögern. "Ich sehe nicht, dass wir in absehbarer Zeit in großem Umfang andere als FKW-Kältemittel haben", schätzt Alexander Sperr, Referent Normung und Technik beim Bundesverband Wärmepumpe (BWP). Wolfgang Rogatty von Viessmann unterstützt diese Position und ist skeptisch beim Einsatz von Propan: "Aus unserer Sicht ist das für den Einsatz in Wohngebäuden nicht geeignet."

Der BWP beruhigt die Kunden, die Produkte mit derzeit gängigen Kältemitteln kaufen: Probleme mit dem Nachfüllen von Kältemittel seien nach einer Reduktion der Produktionsmengen nicht zu erwarten, da die Anlagen hermetisch dicht seien. Außerdem gebe es kein Verbot für den Verkauf von Kältemitteln. Lediglich in neuen Anlagen darf ab 2020 kein R404a mehr verwendet werden. Der Verband geht außerdem davon aus, dass aus Altanlagen Kältemittel wiedergewonnen werden und heutige Kältemittel deshalb mittelfristig verfügbar bleiben.

Hersteller haben erste Propan-Produkte im Programm

Einige Hersteller beteiligen sich am Forschungsprojekt der Freiburger oder haben Produkte angekündigt, die auf alternative Kältemittel setzen. So hat beispielsweise Heliotherm eine Produktlinie mit Propan im Portfolio. Ab 2019 soll eine Luft-Wärmepumpe mit Propan dazukommen, erklärt Marketingleiter Florian Schimanek gegenüber EnBauSa.de. Alpha Innotec hat seit September die Luft-Wasser-Wärmepumpe LWDV auf dem Markt. Sie arbeitet mit Inverter für unterschiedliche Drehzahlen des Kompressors, ein Fix-Speed-Gerät ist bereits seit einiger Zeit verfügbar. Roth verwendet Propan in seiner Thermo-Aura-Luftwasser-Wärmepumpe. 

Weitere Anbieter haben Produkte in der Pipeline. Bartl hat mehrere Wärmepumpen mit Propan im Feldversuch, die Tests sind erfolgreich abgeschlossen. "Die Zertifizierungen und auch die entsprechende Ausbildung der Servicetechniker sind noch nicht abgeschlossen, daher wird die Geräteserie noch nicht aktiv beworben", erklärt Pressesprecherin Elke Seidel auf Anfrage von EnBauSa.de. Stiebel Eltron hält sich im Moment noch bedeckt: Man arbeite an Lösungen für alternative Kältemittel, möchte aber die Mitbewerber nicht unnötig früh informieren. Auf der ISH 2019 werde man dazu voraussichtlich mehr sagen. von Pia Grund-Ludwig

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