Metallisch glänzende Wärmepumpe mit Lochblech-Front zwischen Treppe und Hauseingang (UG)
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Wärmepumpen mit Propan als Kältemittel: klare ökologische Vorteile

Obwohl eine Wärmepumpe im Vergleich mit einer Gas- oder Ölheizung einem grossen Fortschritt für die Umwelt entspricht, gibt es auch zwischen Wärmepumpen grosse Unterschiede bezüglich ihrer Energieeffizienz und ihrer Umweltfreundlichkeit. Ausschlaggebend ist das eingesetzte Kältemittel.

Hélène RochatHélène Rochat5 min

Der Einsatz von Wärmepumpen hat in den letzten Jahren rasant zugenommen. Im Jahr 1990 waren sie bei zwei Prozent der Wohngebäude installiert, bis Ende 2017 hat dieser Wert auf knapp 18 Prozent zugenommen. Um bis im Jahr 2050 alle fossilen Heizungen zu ersetzen, müssten pro Jahr rund 40'000 Wärmepumpen installiert werden – 2019 waren es knapp 24'000. Diese Dimensionen zeigen: Es ist sehr wichtig, sofort mit der Installation der bestmöglichen Produkte zu beginnen, damit das Wachstum dieses Heizungstyps so nachhaltig wie möglich verläuft.
 

Grosses Sparpotenzial beim Heizen dank Wärmepumpen

Fast ein Viertel der Schweizer Treibhausgase stammen aus dem Gebäudesektor, ein Grossteil davon entfällt aufs Heizen. In den Schweizer Privathaushalten macht die Raumwärme rund zwei Drittel des Energieverbrauchs aus. Effizienzsteigerungen lohnen sich hier also besonders – und genau da können Wärmepumpen helfen, weil sie drei Viertel der Energie aus der Umwelt gewinnen.

Die Rolle des Kältemittels

Jede Wärmepumpe funktioniert anhand eines thermodynamischen Kreislaufs, in dem die Wärme vom externen Raum aufgenommen wird und in den inneren Raum abgegeben wird. Kühlschränke und Klimageräte funktionieren ebenso nach diesem Prinzip, sie transportieren die Wärme einfach in die andere Richtung. Das Kältemittel ist der Stoff, der diesen Prozess ermöglicht. Jedes Kältemittel hat seine eigenen Eigenschaften und optimalen Einsatzbereiche. Die meisten Wärmepumpen, die heute auf dem Markt sind, enthalten R134a als Kältemittel. Diese Substanz hat jedoch ein hohes Treibhauspotenzial und trägt, wenn sie in die Umwelt gelangt, zur globalen Erwärmung bei. Gefahr besteht insbesondere am Ende der Lebensdauer des Produkts oder auch bei der Wartung. Länder auf der ganzen Welt haben sich im Kigali-Amendment – ein Zusatz zum Montreal Protokoll – verpflichtet, den Einsatz dieser Substanz schrittweise zu reduzieren.

Um das Umweltrisiko zu minimieren, ist es daher besser, Produkte zu wählen, die ein Kältemittel mit einem niedrigen Treibhauspotenzial enthalten. Solche Wärmepumpen sind bereits erhältlich, sie arbeiten mit Kohlenwasserstoffen wie Propan.

Propan als Kältemittel

Propan ist eine gute Alternative zu Kältemitteln mit hohem Erderwärmungspotenzial. Wärmepumpen mit Propan (R290) sind sehr effizient und enthalten ein vergleichsweise umweltfreundliches Kältemittel. Sie erfüllen die Voraussetzungen nachhaltiger Heizsysteme. Propan ist bereits weit verbreitet in anderen Geräten, die thermodynamischen Kreisläufe nutzen, wie zum Beispiel in der gewerblichen Kühlung. Auch für Wärmepumpen ist Propan ein gutes Kältemittel.

Ist Propan gefährlich?

Der Hauptkritikpunkt an diesen Produkten ist, dass Propangas brennbar ist und darum ein Risiko darstellen könnte. Ist diese Befürchtung berechtigt? Produkte, die brennbare Kältemittel enthalten, müssen Normen und Gesetze respektieren. Die Sicherheitsnormen begrenzen die Menge an Propan, die verwendet werden darf. Das bedeutet, dass zur Erhöhung der Leistung der Wärmepumpe, anstatt mehr Kältemittel zu verwenden, das Produkt effizienter sein muss. So kann das Gerät mit der gleichen Menge an Kältemittel mehr Leistung erzeugen.

Ein Brand kann nur stattfinden, wenn es ein Leck gibt. Da diese Produkte werkseitig versiegelt sind, sind Lecks extrem selten. In der Praxis ist es nicht nötig, Kältemittel nachzufüllen. Auch ein Kühlschrank braucht ja keine professionelle Wartung. Darüber hinaus sind die Geräte mit Ventilatoren und mit Sensoren ausgerüstet. Sollte doch einmal ein Leck auftreten, warnen die Sensoren die Besitzer oder senden eine Nachricht an den Hersteller. Die Ventilatoren verteilen und verdünnen das Gas, so dass es sich nicht entzünden kann.

Das minimale Restrisiko ist bei anderen Produkten längst akzeptiert. Kühlschränke zum Beispiel enthalten ebenfalls brennbare Kältemittel (Isobutane) und sind direkt in der Wohnung eingebaut. Gasbehälter mit deutlich grösserem Volumen stehen neben dem Grill auf Nachbars Terrasse. Und viele Autos sind mit zig Litern Brennstoff im Tank täglich unterwegs. Es gibt also keinen Grund, sich vor einer Propan-Wärmepumpe im Keller oder im Garten zu fürchten.

Installation einer Propan-Wärmepumpe

Abgesehen von der Verwendung von Propan unterscheiden sich diese Produkte nicht von einer üblichen Wärmepumpe. Die Installation eines solchen Geräts und die Baubewilligungsverfahren laufen genau gleich wie für andere Wärmepumpen. Der thermodynamische Kreislauf bei kompakten Geräten (ohne Aussengerät) liegt in der Wärmepumpe und die Installation erfordert nur den Anschluss der Eingangs- und Ausgangs-Wasserleitungen.

Portrait: Regli Energy Systems setzt auf Propan-Wärmepumpen

Die Firma Regli Energy Systems AG mit Sitz in Glattbrugg entwickelt, designt und produziert besonders nachhaltige Wärmepumpen. Das junge Schweizer Unternehmen stellt den Klimaschutz ins Zentrum. Weil Heizsysteme sehr viel Energie brauchen, hat sich die Firma zum Ziel gesetzt, den Heizungsmarkt zu revolutionieren.

Thomas Regli, der Gründer und CTO, verfügt über langjährige Erfahrung im Planen von komplexen Kälte- und Heizsystemen für Kundschaft auf der ganzen Welt. Vor ein paar Jahren hat er sich daran gemacht, die nachhaltigste Serien-Wärmepumpe zu konzipieren. Die Produktlinie «Nova» spart im Vergleich zu herkömmlichen Wärmepumpen jährlich fast 600 Kilogramm CO2 pro Installation ein. Wird mit einer «Nova»-Wärmepumpe eine Öl- oder Gasheizung ersetzt, werden gar bis zu vier Tonnen CO2 jährlich eingespart. Dieser Vorteil ist hauptsächlich dem Einsatz von natürlichem Kältemittel sowie der Smart-Software zu verdanken.
 
Die Firma vertreibt ihre Maschinen über Installateure in der ganzen Schweiz. Neben der Lancierung der Nova-Serie forscht die Firma weiter. Gemeinsam mit anderen Wärmepumpenherstellern ist Regli Energy Systems im Advisory Board für das Projekt «LC150» am Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme in Deutschland beteiligt.

Zurzeit konzipiert Thomas Regli eine Innenaufgestellte Luft-Wasser-Wärmepumpe, um auch dort Nachhaltigkeit in die Schweizer Immobilienbranche zu bringen, wo eine Platzierung des Geräts im Aussenbereich nicht möglich ist.

Website: reglienergy.ch

Hélène Rochat ist Projektleiterin bei Topten, der Plattform für energieeffiziente Geräte. Sie ist Co-Chair der Task Force für Energieeffizienz und Mitglied der Refrigeration Technical Option Committee (RTOC) des Montreal Protokolls.

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Quellen

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Kommentare

  • Meier

    23.03.2021 08:52:18

    Ich habe die Erfahrung gemacht, Propan hat schlechtere Schmierung, also leben die Kompressoren weniger lang. Jedenfalls bei der Marke die bei mir im Einsatz ist !?

  • Thomas Regli

    27.03.2021 15:22:37

    Durch den grösseren Aerosolanteil im Kältemaschinenöl (Kältemittel in Öl) ist die Schmierung nicht wie bei herkömmlichen Kältemitteln & Öle. Das hat nicht nur Verluste zur Folge, sondern auch das der Ölfilm an den beweglichen Teilen ausgewaschen wird (sprich im Kompressor). Somit sind die mechanischen Bauteile zu wenig geschmiert und der Verdichter kommt zu Schaden. Wir sind uns der Problematik bewusst und haben mit unserer Nova-Smartsoftware entsprechende Schaltungen und Überwachungen programmiert, sodass diese Eigenschaft vom Öl und Kältemittel berücksichtigt wird.

  • Stefan

    09.04.2021 21:28:53

    Die Gasflasche für den Grill steht ja auch bewusst draussen und Benzin und Diesel sind in erster Linie flüssig - und auch nicht im Haus. Daher sind diese Vergleiche etwas salopp.
    Offensichtlich hat man das Gas aber im Griff, denn wer hat schon je mal etwas von einem entsprechenden Unfall gehört? Wissen die Engerie-Experten etwas dazu?

  • Keller

    21.04.2021 19:32:28

    Ich finde diese Idee super für die Lösung