Kältemittel in Wärmepumpen: Funktion, Umweltwirkungen und neue EU-Regelungen

Was sind Kältemittel und wie funktionieren sie in Wärmepumpen?

Kältemittel sind spezielle Flüssigkeiten oder Gase, die Wärme besonders effektiv aufnehmen und abgeben können. In Wärmepumpen zirkulieren sie in einem geschlossenen Kreislauf und ermöglichen es, Umweltwärme aus Luft, Wasser oder Erdreich aufzunehmen und zur Beheizung von Gebäuden nutzbar zu machen. Ihre thermophysikalischen Eigenschaften – insbesondere der niedrige Siedepunkt – sind entscheidend für den technischen Prozess.

Der Kältemittelkreislauf in einer Wärmepumpe umfasst vier Hauptkomponenten:

1. Verdampfer: Hier nimmt das flüssige Refrigerant Umweltwärme auf und verdampft.
2. Verdichter (Kompressor): Das gasförmige Kältemittel wird unter Druck gesetzt, wodurch seine Temperatur steigt.
3. Kondensator: Das nun heiße Gas gibt seine Wärme an das Heizsystem ab und kondensiert.
4. Expansionsventil: Der Druck wird reduziert, das Kältemittel kühlt ab und kehrt in den Verdampfer zurück.

Dieser Kreislauf ermöglicht eine effiziente Heizleistung selbst bei niedrigen Außentemperaturen. Kältemittel sind dabei das „Transportmedium“ für die thermische Energie. Ohne sie würde die Wärmepumpe nicht funktionieren.

Welche Kältemittelarten für Wärmepumpen gibt es und was sind ihre Vor- und Nachteile?

Kältemittel lassen sich grundsätzlich in zwei Gruppen einteilen: natürliche und synthetische (insbesondere fluorierte) Stoffe.

1. Natürliche Kältemittel

Zu dieser Gruppe zählen unter anderem:

• Propan (R290)
• Isobutan (R600A)
• Kohlendioxid (R744)
• Ammoniak (R717)
• Wasser

Vorteile:

• Sehr niedrige GWP-Werte (Global Warming Potential)
• Kein Ozonabbaupotenzial
• Biologisch abbaubar (z. B. Propan)

Nachteile:

• Brennbarkeit (z. B. Propan, Isobutan)
• Technische Herausforderungen bei Sicherheit und Anlagenauslegung
• Begrenzte Einsatzmöglichkeiten (z. B. Ammoniak nur in Großanlagen)

2. Fluorierte Kältemittel (F-Gase)

Typische Vertreter:

• R32 Difluormethan
• R134a Tetrafluorethan
• R407C Difluormethan/Penta-/Tetrafluorethan
• R410A (Difluormethan/Pentafluorethan)

Vorteile:

• Nicht brennbar, daher sicher im Umgang
• Bewährte Technik
• Breite Einsatzmöglichkeiten

Nachteile:

• Hohe GWP-Werte
• Klimaaktiv – tragen stark zur Erderwärmung bei
• Abbau in der Atmosphäre dauert Jahrzehnte

Die Wahl des Kältemittels hängt nicht nur von technischen Anforderungen, sondern auch von gesetzlichen Vorgaben und Umweltaspekten ab. Kältemittel mit hohem GWP verlieren zunehmend an Relevanz für Wärmepumpen.

Was ist der GWP-Wert und warum ist er wichtig?

GWP steht für Global Warming Potential – also das Treibhauspotenzial eines Stoffes. Der GWP-Wert gibt an, wie stark ein Kältemittel im Vergleich zu CO₂ zur Erderwärmung beiträgt. CO₂ hat per Definition den Referenzwert 1. Ein Kältemittel mit GWP 1.430 ist also 1.430-mal klimaschädlicher als dieselbe Menge CO₂.

Hier ein Überblick über gängige Kältemittel und deren GWP-Werte:

Der GWP-Wert ist ein zentrales Kriterium in Umwelt- und Förderprogrammen. Wärmepumpen mit einem natürlichen Kältemittel wie Propan erhalten z. B. einen Förderbonus von 5 % in Deutschland.

Welche neuen EU-Vorschriften gelten ab 2026 für Kältemittel?

Mit der novellierten F-Gas-Verordnung, die im März 2024 in Kraft trat, leitet die EU einen schrittweisen Ausstieg aus fluorierten Kältemitteln ein. Ziel ist es, die CO₂-Äquivalente dieser Gase bis 2050 auf null zu senken.

Die wichtigsten Regelungen:

• 2025: Kennzeichnungspflicht für Wärmepumpen, Klimaanlagen, Kälteanlagen u. A.
• 2026: F-Gase mit einem GWP ≥ 2.500 dürfen nicht mehr zur Wartung oder Instandhaltung verwendet werden. Nur recycelte Stoffe sind zulässig – und müssen entsprechend gekennzeichnet sein.
• 2027: Monoblock-Wärmepumpen ≤ 12 kW dürfen nur noch Kältemittel mit GWP < 150 enthalten (Ausnahmen gelten für sicherheitskritische Anwendungen).
• 2032: Komplettes Verbot von F-Gasen in neu verkauften Monoblock-Wärmepumpen.

Diese Regelungen zielen darauf ab, klimafreundlichere Alternativen wie R290 oder R744 zu fördern. Es gelten strengere Verbote für das Inverkehrbringen und Verwenden bestimmter Kältemittel, insbesondere bei Service und Wartung. Betreiber müssen Dichtheitskontrollen durchführen und sind für ordnungsgemäße Kältemittelerfassung und -dokumentation verantwortlich. Auch reparierte Leckagen müssen nach neuer Regelung zeitversetzt überprüft werden. Zudem werden neue Schulungs- und Zertifizierungspflichten eingeführt, auch für Fachkräfte, die mit natürlichen Kältemitteln arbeiten. Die Verordnung verfolgt damit das Ziel, den Klimaschutz durch eine langfristige Umstellung auf klimafreundlichere Alternativen wirksam zu fördern.

Wärmepumpenhersteller sind bereits dabei, ihre Produkte entsprechend umzustellen.

Ausführliche Informationen liefert allen Interessierten das Umweltbundesamt.

Welche Förderungen und Unterstützung gibt es für den Umstieg?

In Deutschland profitieren Verbraucher aktuell von attraktiven Förderprogrammen. Wer sich für eine Wärmepumpe mit natürlichem Kältemittel entscheidet, erhält:

• Basisförderung: 30 % der Kosten
• Effizienzbonus (z. B. bei R290): +5 %
• Klimageschwindigkeitsbonus: bis zu 20 % bei Heizungstausch
• Einkommensbonus: bis zu 30 % für Haushalte mit geringerem Einkommen

Insgesamt können bis zu 70 % der Investitionskosten gefördert werden – ein starkes Argument für den Wechsel zu einem nachhaltigen Heizsystem.

Detaillierte Informationen erhalten Sie hier.

Welche Auswirkungen hat das F-Gas-Verbot auf den Markt?

Das F-Gas-Verbot zwingt Hersteller und Anlagenbauer zum Umdenken. Wärmepumpen mit F-Gas geraten zunehmend ins Abseits. Die Industrie reagiert bereits:

• Zahlreiche Wärmepumpenhersteller entwickeln neue Systeme mit R290 oder CO₂.
• Förderprogramme belohnen umweltfreundliche Alternativen mit Bonuszahlungen.
• Schulungen und Zertifizierungen werden angepasst, um den sicheren Umgang mit brennbaren Kältemitteln zu gewährleisten.

Wärmepumpen mit Propan gelten dabei als besonders vielversprechend. Zwar sind sie in der Anschaffung meist etwas teurer und erfordern besondere Sicherheitsmaßnahmen, bieten aber langfristig hohe Effizienz und Umweltverträglichkeit.

Propan (R290): Chancen und Herausforderungen

Vorteile von R290:

• Sehr niedriger GWP-Wert (3)
• Gute thermodynamische Eigenschaften
• Effizienter als viele synthetische Kältemittel
• Förderfähig mit Umweltbonus

Herausforderungen:

• Entzündlich – daher strenge Sicherheitsvorgaben
• Mindestabstand zu Gebäuden und Öffnungen erforderlich
• Elektrische Bauteile müssen besonders geschützt werden
• Leckageüberwachung und Notentlüftung sind Pflicht

Für den Endverbraucher bedeutet das: Wer sich für eine Wärmepumpe mit Propan entscheidet, sollte auf einen erfahrenen und zertifizierten Fachbetrieb setzen, der die Installation sicher und normgerecht umsetzt.

Was bedeutet das für Bestandsanlagen?

Bestehende Wärmepumpen dürfen grundsätzlich weiter betrieben werden – selbst wenn sie F-Gase mit hohem GWP enthalten. Doch folgende Punkte sind zu beachten:

• Ab 2026: Kein Nachfüllen von F-Gasen mit GWP ≥2.500 mehr erlaubt
• Recyclingpflicht für gebrauchte Kältemittel
• Nachrüstpflichten sind bisher nicht vorgesehen, aber mittelfristig denkbar

Hausbesitzer sollten sich daher schon jetzt über alternative Optionen und mögliche Förderungen informieren, um vorbereitet zu sein, wenn Reparaturen oder Ersatz anstehen.

Wie werden Kältemittel umweltgerecht entsorgt?

Im Normalbetrieb zirkuliert das Kältemittel dauerhaft im geschlossenen Kreislauf der Wärmepumpe. Ein Austausch wird nur bei Schäden, Leckagen oder Systemumbauten erforderlich.

Bei der Entsorgung gilt:

• Nur zertifizierte Fachkräfte dürfen das Kältemittel absaugen.
• Fluorierte Kältemittel werden gereinigt und wenn möglich wiederverwendet.
• Ist das Recycling nicht möglich, werden sie in umweltneutrale Stoffe zerlegt.
• Natürliche Refrigerante wie Propan sind einfacher zu recyceln oder sogar biologisch abbaubar.

Ein unsachgemäßer Umgang – z. B. durch unkontrolliertes Ablassen – ist gesetzlich verboten und umweltschädlich.

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