Wärmepumpentechnik
Wozu brauchen Wärmepumpen ein Kältemittel – und für welches erhalte ich einen Förderbonus?
Damit eine Wärmepumpe Wärme aus der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser gewinnen kann, benötigt sie ein Medium, das die Wärmeenergie aufnimmt und transportiert – das sogenannte Kältemittel. Dabei kommen unterschiedliche synthetische und natürliche Stoffe zum Einsatz, die Wärme besonders gut leiten und schon bei niedrigen Temperaturen verdampfen. Wenn ein besonders umweltverträgliches Kältemittel verwendet wird, ist sogar ein zusätzlicher KfW-Förderbonus möglich.
Welche Funktion hat das Kältemittel einer Wärmepumpe?
Das Kältemittel ist das zentrale Element im Kreislauf einer Wärmepumpe. Es ermöglicht, Wärme aus der Umgebung – also aus Luft, Erde oder Wasser – aufzunehmen und auf ein höheres Temperaturniveau zu bringen. Hierfür zirkuliert es in einem geschlossenen Kreislauf, der aus vier Phasen besteht:
Phase 1 – Verdampfen: Das Kältemittel nimmt Umgebungswärme auf und wird aufgrund seiner speziellen physikalischen Eigenschaften schon bei niedrigen Temperaturen gasförmig.
Phase 2 – Verdichten: Das gasförmige Kältemittel wird im Verdichter der Wärmepumpe komprimiert, wodurch es sich weiter erhitzt. Dabei richtet sich die Höhe des Drucks nach der gewünschten Zieltemperatur des Heizsystems.
Phase 3 – Verflüssigen: Der heiße Kältemitteldampf wird in einen Wärmetauscher geleitet, wo er seine Wärmeenergie an das Heizungswasser bzw. das Wasser des Pufferspeichers abgibt.
Phase 4 – Entspannen: Das Kältemittel passiert nun ein sogenanntes Entspannungsventil (auch: Expansionsventil). Dabei sinken der Druck und die Temperatur schlagartig ab, sodass es wieder seinen Ausgangszustand erreicht. Der Kreislauf beginnt von vorn.
Welche Kältemittel werden in Wärmepumpen verwendet?
Für den Einsatz in modernen Wärmepumpen kommen verschiedene Kältemittel in Frage – je nachdem, welche Anforderungen bezüglich Umweltverträglichkeit, Effizienz und Sicherheit priorisiert werden. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen synthetischen Kältemitteln, die eigens für technische Anwendungen entwickelt wurden (z. B. Difluormethan = R-32), und natürlichen Kältemitteln, die in dieser Form bereits in der Natur vorhanden sind (z. B. Propan = R-290) . Alle in Wärmepumpen verwendeten Kältemittel sind übrigens gemäß der internationalen Norm ISO 817 mit einem vorangestellten „R“ gekennzeichnet, das für „Refrigerant“ (= Kältemittel) steht.
Welche Kältemittel werden staatlich bezuschusst?
Da natürliche Kältemittel – zum Beispiel Propan (R-290) – als besonders klimafreundlich gelten, können sie im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) mit einem zusätzlichen Bonus in Höhe von 5 % der förderfähigen Gesamtkosten bezuschusst werden. Der Bonus wird zusätzlich zur Grundförderung von 30 Prozent je Wohneinheit gewährt und kann mit weiteren Zuschlägen – z. B. dem Geschwindigkeitsbonus oder dem Einkommensbonus – kombiniert werden. Beantragung und Auszahlung der Zuschüsse erfolgen über die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW).
Warum haben nicht alle Wärmepumpen ein natürliches Kältemittel?
Fast alle natürlichen Kältemittel, die sich für gängige Heim-Wärmepumpen eignen (z. B. Propan = R-290), sind brennbar. Deshalb sind sie nur zugelassen, wenn bestimmte sicherheitstechnische Anforderungen erfüllt sind. Das bedeutet in der Regel: Die Wärmepumpe muss als Außengerät installiert werden, damit sich im Fall einer Leckage keine gefährliche Kältemittelkonzentration im Gebäudeinneren bilden kann. Zusätzlich müssen Mindestabstände zu potenziellen Zündquellen – zum Beispiel Steckdosen – sowie zu Fenstern, Lichtschächten oder anderen Gebäudeöffnungen eingehalten werden. Ist dies baulich nicht möglich, kommt nur eine Wärmepumpe mit einem nicht brennbaren, synthetischen Kältemittel in Frage.
Ein weiterer Grund, für die bislang geringere Verbreitung natürlicher Kältemittel: Die Wärmepumpen müssen mit zusätzlicher Sicherheitstechnik konstruiert werden, was diese Modelle meist etwas teurer macht. (Deshalb auch die staatliche Förderung). Unabhängig davon, ob ein natürliches oder synthetisches Kältemittel verwendet wird, arbeiten moderne Qualitätsgeräte zuverlässig und effizient – und tragen in jedem Fall zum Klimaschutz bei. Bei der Auswahl eines geeigneten Modells sollte man sich von einem qualifizierten Fachbetrieb beraten lassen.
Muss das Kältemittel einer Wärmepumpe hin und wieder erneuert werden?
Haushaltsübliche Wärmepumpen verlieren unter normalen Bedingungen kein Kältemittel, auch nicht über viele Jahre hinweg. Unter gewissen Umständen – zum Beispiel aufgrund von Materialermüdung, schlecht verarbeiteten Lötstellen, Korrosion oder Vibrationen im Betrieb – können jedoch Leckagen auftreten. In solch einem Fall ist es wichtig, umgehend zu reagieren, denn selbst langsam entweichende Kleinstmengen beeinträchtigen die Effizienz der Wärmepumpe und können zu teuren Schäden im Kompressor führen. Die Behebung des Schadens, das Nachfüllen des Kältemittels sowie die eventuelle Kältemittelentsorgung müssen von einem Fachbetrieb durchgeführt werden. Der Austausch des ursprünglichen Kältemittel gegen ein anderes – z. B. ein synthetisches gegen ein natürliches – ist dabei in der Regel nicht möglich, da jede Wärmepumpe für ein spezifisches Kältemittel ausgelegt ist.
Fazit
Um Wärme aus der Umgebung zu gewinnen, benötigen Wärmepumpen ein Kältemittel. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen synthetischen und natürlichen Kältemitteln. Da letztere als besonders umweltverträglich gelten, werden sie im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) mit einem zusätzlichen Bonus in Höhe von 5 Prozent der förderfähigen Gesamtkosten bezuschusst. Unabhängig vom verwendeten Kältemittel leisten Sie mit einer Wärmepumpe immer einen Beitrag zum Klimaschutz und senken gleichzeitig Ihre Energiekosten.
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