CO2-frei Heizen: Propan-Wärmepumpen im Experten-Check

Das Kältemittel in Wärmepumpen wird zwar in einem thermodynamischen Kreisprozess verwendet und daher üblicherweise nicht verbraucht. Trotzdem entweichen im Herstellungsprozess, bei der Befüllung und bei Reparaturarbeiten weltweit beachtliche Mengen an Kältemittel in die Atmosphäre, mit gravierenden Auswirkungen auf den Klimawandel.

Während es bislang für viele ausreichend erschien, eine Wärmepumpe mit Ökostrom CO₂-frei zu betreiben, gewinnt daher auch die mit der Herstellung und vor Allem Entsorgung verbundene Treibhausgas-Belastung durch die eingesetzten Wärmepumpen-Kältemittel immer mehr an Bedeutung.

So nimmt bereits die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) in den „Technische Mindestanforderungen (TMA) - BEG Einzelmaßnahmen (BEG EM)“ Bezug auf den Einsatz natürlicher Kältemittel in Wärmepumpenheizungen.

Unter Punkt 3.6 „Wärmepumpen“ heißt es: „Empfohlen wird die Installation von Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln oder synthetischen Kältemitteln mit einem geringen Treibhauspotenzial (GWP – Global Warming Potential).“

Als besonders umweltfreundlich gilt das verwendete „grüne“ Kältemittel R290 (Propan) mit einem besonders niedrigen GWP-Wert von 3 (Global Warming Potential). Zum Vergleich: Das weit verbreitete Kältemittel R410A hat einen GWP-Wert von über 2000.

Darum setzen auch immer mehr Wärmepumpen-Hersteller auf einen Propan-Kältekreislauf in ihren Neuentwicklungen. Das hat auch einen ganz praktischen Grund: Mit dem Kältemittel Propan ist eine Vorlauftemperatur von 70 °C einfach zu realisieren, sodass diese Wärmepumpen sich auch zum Einsatz im Altbau eignen und damit ein großes Marktpotenzial mit ökologisch unbedenklichen Betriebsmitteln erschließen.

Allerdings bedingt ihr Einsatz auch einen höheren technischen Aufwand, weshalb sich viele Hersteller mit dem Einsatz von Propan bislang zurückgehalten haben. Wir stellen 9 Wärmepumpen-Hersteller vor, die sich getraut haben und Wärmepumpen mit einem natürlichen Kältemittel anbieten!

alpha innotec bietet bereits seit 2018 eine Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel an: Die Luft/Wasser-Wärmepumpe alira LWDV zur Außenaufstellung verbindet Energie-Effizienz mit modernem, kompakten Design. Die alira LWDV ist eine der ersten Luft/Wasser-Wärmepumpen, die mit natürlichem Kältemittel R290 befüllt ist.

Das Propan R290 zeichnet sich durch zwei wesentliche Eigenschaften aus: Es trägt nicht zum Treibhauseffekt bei und bewirkt höhere Leistungszahlen. Deswegen läuft die alira LWDV vor allem bei extrem hohen oder niedrigen Außentemperaturen zur Hochform auf.

Die Luft/Wasser-Wärmepumpe alira LWDV ist zudem mit modernster Invertertechnologie ausgestattet. Durch die integrierten Inverter passen die Geräte ihre Leistung stufenlos und flexibel dem Bedarf an. Dadurch arbeiten sie immer am optimalen Betriebspunkt und produzieren stets genau so viel Wärme wie benötigt wird.

Ebenfalls wichtig: Schon bei der Entwicklung der alira LWDV wurde an die Schallanforderungen von morgen gedacht – die im Außenbereich installierten Geräte arbeiten durch ihren Silent-Modus praktisch lautlos. Die alira LWDV arbeitet somit sehr leise und ist mit Vorlauftemperaturen von bis zu 70 Grad Celsius nicht nur in Neubauten gut einsetzbar, sondern vor allem auch in Bestandsgebäuden.

Der Tiroler Wärmepumpenhersteller Ovum Heiztechnik hat im Oktober 2022 die neue Propan-Luftwärmepumpe ACP mit einem SCOP von 6,02 vorgestellt. Ein Garant für die hohen Performancewerte über den gesamten jährlichen Temperaturverlauf ist der richtungsweisende Heißgas-Prozess, der eigens für die Neueinführung entwickelt wurde. Zudem ist die neue Baureihe besonders leise: Mit einem Schalldruckpegel von 39,9 Dezibel zählen sie zu den leiseren am Markt.

Neben der Beheizung können die smarten Anlagen der neuen Luftwärmepumpen-Serie auch für die Warmwasseraufbereitung sowie für die Gebäudekühlung eingesetzt werden. Eine Photovoltaikanlage in Kombination mit einem intelligenten Systemspeicher, welcher optional installiert werden kann, sorgen für die volle Ausschöpfung des Potenzials.

Im Juni 2021 hat PHNIX, ein führender Wärmepumpen-OEM/ODM-Lieferant in China, angekündigt, eine neue Wärmepumpe mit R290 auf den Markt zu bringen. Die Luft/Wasser-Wärmepumpe GreenTherm ist mit Propan als Kältemittel befüllt und realisiert mit Inverter-Technologie bis zu 70 ºC warmes Wasser. Die Schallemissionen liegen laut Hersteller-Angabe bei 42dB(A).

Bei der Luft/Wasser-Wärmepumpe ThermoAura F setzen die Buchenauer Roth Werke in der Ausstattung auf das klimafreundliche natürliche Kältemittel R290 (Propan). Die Roth ThermoAura F ist in der Leistungsklasse neun Kilowatt erhältlich und arbeitet flüsterleise – für den Nachtbetrieb ist zusätzlich ein „Silent Mode“ verfügbar.

Die Propan-Wärmepumpe ThermoAura F ist leistungsgeregelt. Durch die bedarfsorientierte Wärmeabgabe ist sie besonders energieeffizient. Das Hydraulikmodul beinhaltet Regler, Umwälzpumpe, Ausdehnungsgefäß, die Sicherheitsbaugruppe und den Elektroheizstab. Damit ist eine bivalente Betriebsweise mit vorhandenen Wärmeerzeugern einfach zu realisieren. Anlagenkonzeptionen mit Solar, Öl- oder Gas-Brennwertgeräten, Holz und Lüftung sind möglich. Die Regelung ist webfähig – so kann die Anlage von überall aus bedient werden.

Neben der schnellen und einfachen Montage ist eine Installation ohne Kälteschein möglich. Ein interner Inbetriebnahme-Assistent unterstützt bei der Einrichtung des Systems. Die werkseitig vorkonfektionierte Verbindungs- und Regelungstechnik erleichtert die Einbindung in die Gebäudetechnik.

Eine intelligente Regelung bietet Zeitschaltprogramm, Nachtabsenkung und Photovoltaik-Einbindung. In Kombination mit dem Roth Wärmespeicher Thermotank Quadroline und Roth Flächen-Heiz- und Kühlsystemen erhält der Nutzer ein perfekt aufeinander abgestimmtes hocheffizientes Gesamtsystem.

Die Luft/Wasser-Wärmepumpe BlueBox TITAN SKY von der Swegon Germany GmbH ist eine reversible Inverter-Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel R290 für Gewerbeanwendungen. Die außen aufgestellte BlueBox TITAN SKY leistet im Kühlbetrieb 30 bis 195 kW, im Heizbetrieb 30 bis 175 kW. Ihr SCOP liegt bei bis zu 4,12 mit optionalen EC Ventilatoren und Inverterpumpen.

Im Heizbetrieb ermöglicht sie hohe Vorlauftemperaturen bis 63°C (bei -7°C Außentemperatur). Ihre Einsatzgrenze liegt bei -20°C Außentemperatur. Ab ca. 100 kW Heizleistung ist die Anlage zweikreisig ausgeführt, sodass sie im Abtaubetrieb weiter heizen kann. Für größere Leistungen können mehrere TITAN SKY Einheiten mittels hauseigener Multilogic-Regelung kaskadiert werden.

Triple Solar aus Amsterdam hat 2021 eine propangekühlte 3,5 kW Wärmepumpe vorgestellt, speziell für PVT-Solarmodule als Energiequelle entwickelt wurde. Sie soll sich für eine Nachrüstung im Bestand als auch für die Neuinstallation beim Neubau eignen. Laut Triple Solar BV kann sie dank des Kältemittels Propan und dem speziellen PVT-Modul ein breites Umwelt-Temperaturfenster von -20 bis +50 °C nutzbar machen und erreicht so eine hohe Jahresarbeitszahl von 5,6.

Vaillant präsentierte auf der ISH 2019 erstmals die modulierende Monoblock-Luft/Wasser-Wärmepumpe aroTHERM plus mit dem natürlichen Kältemittel Propan (R290), die seit Juni 2020 nach umfangreichen Feld- und Praxistests mit Heizleistungen von 3, 5, 7, 10 und 12 kW bei A-7/ W35 erhältlich ist.

Aufgrund des eingesetzten Kältemittels R290 erreicht die Luft/Wasser-Wärmepumpe aroTHERM plus sowohl bei Heiz- und Brauchwarmwasser Temperaturen von bis zu 75 °C. So ist die aroTHERM plus auch monovalent bei der Modernisierung von Altbauten mit Heizkörpersystemen mit 55 °C einsetzbar und realisiert einen Legionellenschutz ohne elektrische Zusatzheizung.

Zudem ist sie außerordentlich leise - ihr Betriebsgeräusch misst in freier Aufstellung lediglich 29 dB(A) und an einer Wand in drei Metern Entfernung lediglich 32 dB(A) – und bietet zusätzlich eine aktive Kühlfunktion.

Da die Hydraulik und Warmwasserspeicher in der Inneneinheit integriert sind, werden bei der Installation keine Arbeiten am Kältekreis nötig. Die Vaillant Propan-Wärmepumpe aroTHERM plus lässt sich daher auch von Fachhandwerkern ohne Sachkundenachweis für den Umgang mit Kältemitteln einbauen und warten.

Viessmann hat die Vitocal 25x-A entwickelt, eine Luft/Wasser-Wärmepumpen in Monoblock-Bauweise, bei der der komplette Kältekreis in der Außeneinheit intergiert ist. Die Viessmann Vitocal 25x-A wird mit dem klimaschonenden Kältemittel R290 betrieben und erreicht Vorlauftemperaturen von 70 °C - selbst bei Außentemperaturen von minus 15 °C. So können vorhandene Heizkörper einfach und effizient weiter genutzt werden. Ein Umbau auf Fußbodenheizung ist nicht erforderlich.

Für die neue Vitocal 25x-A-Generation wurde eigens eine Lamellenfront entwickelt, hinter der ein Ventilator „versteckt“ arbeitet. Das robuste Stahlblechgehäuse verhindert zudem Vibrationen und trägt zu einem laufruhigen Betrieb bei. So erzielt die Luft/Wasser-Wärmepumpe niedrigste Schalldruckpegel von 34 dB(A) im geräuschreduzierten Betrieb und vier Metern Abstand bei freier Aufstellung.

Mit der CHA-Monoblock präsentiert WOLF eine Luft/Wasser-Wärmepumpe mit dem besonders umweltfreundlichen Kältemittel R290. Es ist weder ozonschädigend, noch trägt es zum Treibhauseffekt bei. Die hohe Vorlauftemperatur von bis zu 70° C gewährleistet den thermischen Legionellenschutz ohne Aktivierung des E-Heizelements. Das serienmäßig enthaltene, bedarfsgerecht geregelte E-Heizelement mit 9 kW dient zudem als zuverlässige Leistungsreserve für lange Kälteperioden.

Durch den serienmäßigen Einsatz von Invertertechnik heizt und kühlt die Wärmepumpe mit idealer Modulation. Das Ergebnis – angenehme Wärme im Winter und sanfte Kühlung im Sommer über die Fußbodenheizung.

Das Design der Wärmepumpe stammt von Luxusyacht-Stardesigner Espen Øino. Die speziell geformten Ventilatorblätter ähneln Eulenflügeln und gewährleisten in Kombination mit der geringen Drehzahl sowie der Einbettung der Komponenten in einen schalldämmenden EPP-Kern einen extrem geräuscharmen Betrieb − leiser als 34 dB(A) auf 3 Meter Entfernung.

Dank EEBUS lässt sich die digitale Heizung von WOLF schon heute in ein integriertes Energiemanagement einbinden. Damit kann der Energieverbrauch optimiert und der Eigenverbrauch, z.B. von einer Photovoltaik-Anlage, erhöht werden.

Erhältlich ist die Luft/Wasser-Wärmepumpe CHA-Monoblock in den beiden Ausführungen CHA-07/400V (Leistungsbereich von 1,6 - 6,8 kW bei A-7/W35) und CHA-10/400V (Leistungsbereich von 2,2 - 9,8 kW bei A-7/W35).