Wärmepumpen-Kältemittel richtig wählen: Technische Anforderungen & Vorschriften

Die richtige Wahl des Kältemittels für Wärmepumpen spielt eine entscheidende Rolle im Kampf gegen den Klimawandel. Durch den Austausch einer Ölheizung mit einer modernen Wärmepumpe können jährlich mehrere Tonnen CO2 eingespart werden – unabhängig vom verwendeten Kältemittel. Jedoch haben die heute gängigen synthetischen Kältemittel wie R-410A (GWP 2088), R-407C (GWP 1774) und R-134a (GWP 1430) ein hohes Treibhauspotenzial (GWP).

Im Gegensatz dazu bieten natürliche Kältemittel wie Propan (R290) mit einem GWP von nur 3 erhebliche Umweltvorteile. Dieser Unterschied ist besonders relevant, da der Kanton Zürich bis 2040, spätestens 2050, Netto-Null Treibhausgasemissionen erreichen will. Zusätzlich regelt die Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV) streng die Herstellung und Verwendung von Anlagen mit klimaschädlichen Kältemitteln.

In diesem Artikel erklären wir die technischen Grundlagen verschiedener Kältemittel, vergleichen natürliche mit synthetischen Optionen und erläutern die aktuellen rechtlichen Rahmenbedingungen in der Schweiz. Wir untersuchen, welche Faktoren bei der Auswahl des richtigen Kältemittels für Ihre Wärmepumpe zu berücksichtigen sind und welche zukünftigen Entwicklungen Sie im Blick behalten sollten.

Grundlagen: Was ist ein Kältemittel in der Wärmepumpe?

Das Herzstück jeder Wärmepumpe ist ein spezielles Fluid – das Kältemittel. Obwohl der Name zunächst irreführend erscheint, ist es genau dieses Medium, das den Wärmetransport ermöglicht und die gesamte Funktionsweise der Wärmepumpe bestimmt. In diesem Abschnitt erfahren Sie, welche zentrale Rolle das Kältemittel spielt und welche Eigenschaften für seine Auswahl entscheidend sind.

Funktion des Kältemittels im thermodynamischen Kreislauf

Ein Kältemittel ist ein Fluid, das als Betriebsflüssigkeit in Kälte- und Wärmepumpensystemen verwendet wird und Wärme in einem thermodynamischen Prozess transportiert. Der Name leitet sich vom englischen Begriff „Refrigerant” ab, weshalb die meisten Kältemittel mit dem Buchstaben „R” und einer Zahl bezeichnet werden.

Im Kern einer Wärmepumpe durchläuft das Kältemittel einen geschlossenen Kreislauf mit vier wesentlichen Stationen:

1. Verdampfer: Das Kältemittel nimmt Umweltwärme aus Luft, Erdreich oder Grundwasser auf und verdampft dabei. Dies funktioniert, weil Kältemittel bereits bei sehr niedrigen Temperaturen siedet – zwischen -57°C und -12°C.
2. Verdichter/Kompressor: Das nun gasförmige Kältemittel wird durch einen strombetriebenen Kompressor verdichtet. Dabei steigen sowohl Druck als auch Temperatur deutlich an.
3. Verflüssiger/Kondensator: Im Kondensator gibt das Kältemittel die aufgenommene Wärme an das Heizsystem ab und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit.
4. Expansionsventil: Zuletzt wird dem Kältemittel über eine Düse der Druck entzogen, wodurch es sich auf die Ausgangstemperatur abkühlt und der Kreislauf von vorne beginnen kann.

Dieser Kreisprozess basiert auf einem grundlegenden physikalischen Prinzip: Eine Flüssigkeit, die verdampft, nimmt Wärme auf, während ein Gas, das kondensiert, Wärme abgibt. Die Kompressionswärmepumpe nutzt dabei den physikalischen Effekt der Verdampfungsenthalpie.

Es ist wichtig zu verstehen, dass das Kältemittel in einem geschlossenen System zirkuliert und im Normalfall kein Kältemittel austritt. Falls doch ein Leck auftreten sollte, geht die Wärmepumpe in den Störbetrieb und der Austritt wird zeitnah entdeckt.

Häufig werden die Begriffe Kältemittel und Kühlmittel verwechselt. Der Unterschied: Kältemittel verdampfen und kondensieren in Wärmepumpen, um Wärme zu transportieren, während Kühlmittel stets flüssig bleiben und beispielsweise in Motoren Wärme ableiten. Zum Shop geht es hier entlang.

Siedepunkt und Druckverhalten als Auswahlkriterien

Der Siedepunkt eines Kältemittels ist ein entscheidendes Auswahlkriterium für seinen Einsatz in Wärmepumpen. Damit ein Kältemittel Umweltwärme aufnehmen kann, muss es bei geringen Temperaturen verdampfen und bei höheren Temperaturen kondensieren.

In der Praxis wird die Verdampfungstemperatur des Kältemittels über die Regelung des Kältemittelkreislaufs eingestellt und liegt typischerweise zwischen -10°C und +10°C. Diese Temperatur wird durch den Druck im System gesteuert: Je geringer der Druck, desto niedriger die Verdampfungstemperatur und umgekehrt.

Zentrale Anforderungen an ein ideales Kältemittel sind daher:

• Niedrige Siedetemperatur
• Geringes Dampfvolumen
• Niedriger Verflüssigungsdruck, was zu einer hohen Leistungszahl führt
• Hohe chemische Stabilität
• Große latente Wärme bei Verdampfung und Verflüssigung

Das Druckverhalten ist ebenso wichtig: Der Kältemittelkreislauf kann in einen Niederdruck- und einen Hochdruckbereich unterteilt werden. Im Idealfall liegt der Verdampfungsdruck bei der niedrigsten Arbeitstemperatur über dem Umgebungsdruck, um das Eindringen von Luft in den Kältemittelkreislauf zu verhindern.

Die Effizienz einer Wärmepumpe wird durch die Leistungszahl (COP – Coefficient Of Performance) beschrieben, die das Verhältnis zwischen abgegebener Wärmeleistung und zugeführter elektrischer Verdichterleistung angibt. Eine höhere Quelltemperatur führt zu einem besseren COP, da die Wärmepumpe weniger Energie benötigt, um das Kältemittel zu verdichten.

Die Wahl des richtigen Kältemittels beeinflusst diese Effizienz maßgeblich. Allerdings existiert kein ideales Kältemittel, das weder klimaschädlich noch brennbar oder giftig ist und zugleich optimale thermodynamische Eigenschaften besitzt. Stattdessen erfordert die Auswahl eines geeigneten Kältemittels stets einen Kompromiss zwischen technischen Anforderungen, Sicherheitsaspekten und Umweltverträglichkeit.

Die spezifische Menge an Kältemittel in Wärmepumpen variiert je nach Systemgröße, Leitungslänge, Anlagentyp und verwendetem Kältemittel. Für Wärmepumpen in Einfamilienhäusern liegt die Füllmenge oft unter 2 kg, während für größere Gebäude entsprechend mehr benötigt wird. Bei stationären Anlagen mit mehr als 3 kg Kältemittel besteht übrigens eine Meldepflicht für neue und bestehende Anlagen.

Im nächsten Abschnitt werden wir die verschiedenen Typen von Kältemitteln – natürliche und synthetische – sowie ihre jeweiligen Vor- und Nachteile genauer betrachten.

Kältemitteltypen im Vergleich: Natürlich vs. synthetisch

Bei der Auswahl von Kältemitteln für Wärmepumpen stehen Hersteller und Verbraucher vor einer grundlegenden Entscheidung: natürliche oder synthetische Varianten? Diese Unterscheidung hat weitreichende Folgen für Effizienz, Umweltverträglichkeit und Sicherheit der Anlage.

Eigenschaften natürlicher Kältemittel (z. B. R290, CO2, NH3)

Natürliche Kältemittel sind Stoffe, die in der Natur vorkommen und nicht künstlich hergestellt werden müssen. Zu den wichtigsten zählen:

R290 (Propan) hat sich als ausgezeichnetes Kältemittel etabliert und ermöglicht sehr effiziente Wärmepumpenprozesse. Mit einem extrem niedrigen GWP-Wert von nur 3 ist es praktisch klimaneutral. Zudem erreicht es hohe Vorlauftemperaturen von bis zu 75°C, was es sowohl für Neubauten als auch für Sanierungen mit bestehenden Heizkörpern geeignet macht. Allerdings ist R290 leicht entzündlich (Sicherheitsklasse A3), weshalb besondere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sind.

R744 (CO₂) bietet mit einem GWP von 1 nahezu vollständige Klimaneutralität. Es arbeitet unter extrem hohem Druck und eignet sich besonders für Hochtemperatur-Wärmepumpen. Die hohen Betriebsdrücke erfordern jedoch besonders robuste Systemkomponenten, und bei moderaten Temperaturen ist die Effizienz geringer als bei anderen Kältemitteln.

R717 (NH₃/Ammoniak) hat einen GWP-Wert von 0 und ist daher klimatechnisch optimal. Es bietet eine höhere Leistung als viele andere Kältemittel und ist energieeffizient. Aufgrund seiner Toxizität (Sicherheitsklasse B2L) wird es jedoch hauptsächlich in größeren industriellen Anlagen eingesetzt.

Natürliche Kältemittel haben gemeinsam, dass sie weder zur Ozonschichtzerstörung noch nennenswert zum Treibhauseffekt beitragen und sich in der Atmosphäre schnell abbauen.

Gängige synthetische Kältemittel: R32, R410A, R134a

Synthetische Kältemittel werden gezielt für spezifische Anwendungen entwickelt und dominieren bisher den Markt:

R410A gilt als Standard in Wärmepumpen und besteht aus je 50 Prozent R32 und R125. Es bietet hervorragende thermodynamische Eigenschaften und ist nicht brennbar (Sicherheitsklasse A1). Mit einem GWP-Wert von 2.088 ist es jedoch stark klimaschädlich und wird durch die F-Gas-Verordnung zunehmend eingeschränkt. Mehr dazu hier: https://www.bafu.admin.ch/dam/bafu/de/dokumente/chemikalien/fachinfo-daten/uebersicht_ueberdiewichtigstenkaeltemittel.pdf.download.pdf/uebersicht_ueberdiewichtigstenkaeltemittel.pdf

R32 (Difluormethan) hat einen moderaten GWP-Wert von 675 und bietet eine hohe Anlageneffizienz. Es wird häufig in Split-Klimaanlagen verwendet und gilt als Übergangslösung zwischen den hochklimawirksamen älteren Kältemitteln und zukunftssicheren Alternativen.

R134a weist mit einem GWP von 1.430 ebenfalls ein hohes Treibhauspotenzial auf. Es ist nicht brennbar, aber wie alle synthetischen Kältemittel nur sehr langsam in der Atmosphäre abbaubar.

Synthetische Kältemittel bieten viele Vorteile: Sie sind nur sehr gering toxisch, meist nicht brennbar und haben vorteilhafte thermodynamische Eigenschaften. Ihr entscheidender Nachteil ist ihr klimaschädlicher Effekt, falls sie durch Leckagen oder unsachgemäße Entsorgung in die Atmosphäre gelangen.

GWP-Werte im Vergleich: R290 (GWP 3) vs. R410A (GWP 2088)

Der GWP-Wert (Global Warming Potential) gibt an, wie stark ein Kältemittel im Vergleich zu Kohlendioxid zur globalen Erwärmung beiträgt. Ein GWP-Wert von 2.088 bedeutet, dass das Kältemittel über einen Zeitraum von 100 Jahren 2.088-mal klimaschädlicher ist als die gleiche Menge CO₂.

Der Unterschied zwischen natürlichen und synthetischen Kältemitteln wird beim Vergleich besonders deutlich:

Kältemittel	Typ	GWP	Sicherheitsgruppe	Effizienz
R290 (Propan)	Natürlich	3	A3 (brennbar)	Sehr hoch
R744 (CO₂)	Natürlich	1	A1 (nicht brennbar)	Mittel
R717 (NH₃)	Natürlich	0	B2L (giftig)	Hoch
R32	Synthetisch	675	A2L (leicht brennbar)	Hoch
R410A	Synthetisch	2088	A1 (nicht brennbar)	Hoch
R134a	Synthetisch	1430	A1 (nicht brennbar)	Mittel

Obwohl synthetische Kältemittel wie R410A noch weit verbreitet sind, zeichnet sich ein klarer Trend zu umweltfreundlicheren Alternativen ab. Besonders R290 gewinnt an Bedeutung, da es neben seinen Umweltvorteilen auch eine sehr gute Energieeffizienz bietet und in manchen Anwendungen Energieeinsparungen von 10 bis 30 Prozent ermöglicht.

In der Praxis bedeutet das: Eine typische Wärmepumpe für ein Einfamilienhaus enthält etwa 3 kg Kältemittel. Bei Verwendung von R410A entspricht dies einem CO₂-Äquivalent von über 6 Tonnen, bei R290 hingegen nur etwa 9 kg – ein Unterschied von fast 700-mal weniger potenziellem Klimaschaden.

Technische Anforderungen an Kältemittel in Wärmepumpen

Die Funktionalität und Effizienz einer Wärmepumpe hängt maßgeblich von der technischen Eignung des verwendeten Kältemittels ab. Während Umweltaspekte zunehmend in den Vordergrund rücken, bleiben technische Anforderungen das Fundament für einen sicheren und leistungsfähigen Betrieb.

Kompatibilität mit Verdichtern und Wärmetauschern

Die Wahl des Kältemittels beeinflusst direkt die Auswahl der Hauptkomponenten einer Wärmepumpe. So sind beispielsweise nicht alle Materialien mit jedem Kältemittel kompatibel. Ammoniak (R717) ist zwar ein ausgezeichnetes natürliches Kältemittel, jedoch nicht mit Kupfer und Messing vereinbar. Dies hat unmittelbare Konsequenzen für die Systemkonstruktion – ausschließlich geschweißte Stahlrohre können verwendet werden, und Verdichter benötigen spezielle Anpassungen.

Für die Wärmetauscher gilt: Sie müssen mit dem jeweiligen Kältemittel nicht nur chemisch verträglich sein, sondern auch für die spezifischen Druck- und Temperaturbedingungen ausgelegt werden. Die volumenstrombezogene Kälteleistung ist hierbei ein wichtiger Indikator für die Wirtschaftlichkeit der Anlage, da sie die Dimensionierung der Komponenten beeinflusst.

Bei modernen Anlagen kann allein die Wahl des Kältemittels die Gesamteffizienz des Systems um beachtliche 10 bis 15% verändern. Daher sollten Verdichter und Wärmetauscher stets als Teil eines Gesamtsystems betrachtet werden, das auf das spezifische Kältemittel abgestimmt ist.

Druckverhältnisse und Materialanforderungen

Die Betriebsdrücke variieren stark je nach verwendetem Kältemittel. R410A beispielsweise arbeitet mit deutlich höheren Drücken als ältere Kältemittel wie R134a. Dieser Umstand erfordert robustere Komponenten und beeinflusst die Materialauswahl erheblich.

Für eine optimale Funktion sollte der Verdampfungsdruck bei der niedrigsten Arbeitstemperatur idealerweise über dem Umgebungsdruck liegen, um das Eindringen von Luft in den Kältemittelkreislauf zu verhindern. Übermäßiger Druck hingegen kann zu Sicherheitsrisiken und Materialermüdung führen.

Die Druckverhältnisse beeinflussen zudem die Effizienz der Wärmepumpe:

• Zu hoher Betriebsdruck: Kann Schäden an der Wärmepumpe verursachen
• Zu niedriger Betriebsdruck: Führt zu ineffizienter Wärmeübertragung

Besonders bei natürlichen Kältemitteln wie CO₂ (R744) muss das System für extrem hohe Drücke ausgelegt sein, während bei Propan (R290) die Rohrleitungen aufgrund seiner thermodynamischen Eigenschaften kleiner dimensioniert werden können als bei manchen synthetischen Alternativen.

Sicherheitsgruppe nach EN 378 (z. B. A1, A2L, A3)

Die Europäische Norm EN 378 klassifiziert Kältemittel nach ihrem Gefahrenpotenzial in Sicherheitsgruppen. Diese Klassifikation ist entscheidend für die technische Planung und Installation von Wärmepumpen und bestimmt maßgeblich, welche Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sind.

Die Sicherheitsgruppen setzen sich wie folgt zusammen:

Erster Buchstabe	Toxizität	Zweiter Buchstabe/Ziffer	Brennbarkeit
A	Geringe Giftigkeit	1	Keine Brennbarkeit
B	Höhere Giftigkeit	2	Geringe Brennbarkeit
		2L	Geringe Brenngeschwindigkeit
		3	Höhere Brennbarkeit

Kältemittel der Klasse A1 (wie R410A, R134a oder CO₂) gelten als sicherste Option, da sie weder brennbar noch toxisch sind. Allerdings haben sie meist höhere GWP-Werte. Im Gegensatz dazu fallen viele natürliche Kältemittel in die Kategorien A3 (wie Propan) oder B2L (wie Ammoniak), was zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen erfordert.

Für A2L-Kältemittel (z.B. R32, R1234yf) hat die Norm spezielle Bestimmungen: Aufgrund ihrer geringen Brenngeschwindigkeit wird der Deckelungsfaktor für die maximal zulässige Füllmenge mit 1,5 multipliziert. Dies erlaubt größere Füllmengen als bei klassischen brennbaren Kältemitteln.

Die SN EN 378 definiert zudem sogenannte Deckelungsfaktoren. Beispielsweise gilt eine Kältemittelfüllmenge als unbedenklich, wenn sie pro Kältemittelkreislauf kleiner als 4 m³ × LFL (untere Explosionsgrenze) ist. Dies beeinflusst direkt die maximale Füllmenge und folglich die Systemdimensionierung.

Durch die stetige Verschärfung der Umweltvorschriften gewinnen auch die früher wegen ihrer Sicherheitsrisiken weniger genutzten Kältemittelgruppen an Bedeutung. Deshalb entwickeln Hersteller zunehmend Systeme, die auch mit A2L- oder sogar A3-Kältemitteln sicher betrieben werden können.

Sicherheitsaspekte bei brennbaren Kältemitteln

Der Einsatz von brennbaren Kältemitteln wie Propan (R290) in Wärmepumpen erfordert besondere Sicherheitsmaßnahmen. Während die Umweltvorteile dieser natürlichen Kältemittel unbestreitbar sind, müssen Hersteller, Installateure und Betreiber spezifische Vorsichtsmaßnahmen treffen, um den sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Sicherheitsanforderungen bei R290 (Propan)

R290 gehört zur Sicherheitsgruppe A3, was bedeutet, dass es leicht entzündlich ist. Diese Eigenschaft erfordert besondere Aufmerksamkeit bei Installation und Betrieb. Da Propan eine höhere Dichte als Luft hat, sammelt sich das Kältemittel im Falle einer Leckage am Boden an und kann durch Spalten und andere Öffnungen in das Gebäude eindringen oder in die Kanalisation gelangen.

Um dieses Risiko zu minimieren, muss ein Schutzbereich um die Propan-Wärmepumpe eingerichtet werden. Dies bedeutet konkret:

• Mindestabstand von 1 Meter zu Gebäudeöffnungen wie Luft- und Kellerschächten, Fenstern, Türen und Abwasserkanälen
• Keine Zündquellen im geschützten Radius (Steckdosen, Lampen, Grills, offene Flammen)

Besonders wichtig: Im Gegensatz zu handelsüblichem Propangas enthält R290 als Kältemittel keine Geruchsstoffe, da diese als Verunreinigung gelten und die Eigenschaften sowie die Sicherheit des Kältemittels beeinträchtigen würden. Dies hat entscheidende Konsequenzen für die Leckageerkennung.

Grundsätzlich besteht bei ordnungsgemäßer Installation allerdings kaum Gefahr, da der Kältemittelkreislauf geschlossen ist und nur geringe Kältemittelmengen zum Einsatz kommen. Bei Wärmepumpen für Einfamilienhäuser liegt die Füllmenge typischerweise bei 80 bis 90 Gramm pro 5-10 kW Heizleistung.

Leckageerkennung und Lüftungskonzepte

Die frühzeitige Erkennung von Kältemittelleckagen ist entscheidend für die Sicherheit. Moderne Wärmepumpen verfügen daher über mehrstufige Sicherheitskonzepte:

Bei Innenaufstellung wird häufig ein Kältemitteldetektor installiert, der für die frühzeitige Erkennung von Leckagen sorgt. Bei geringen Leckagen im Verflüssiger wird das Kältemittel mittels eines Zyklonabscheiders vom Heizungswasser getrennt, in eine Detektorwanne geleitet und anschließend nach außen befördert.

Bei größeren Leckagen steigt der Druck in den hydraulischen Kreisen an und löst das integrierte Sicherheitsventil aus, wodurch der Verdichter automatisch gestoppt wird und eine Störung angezeigt wird.

Darüber hinaus unterliegen A2L-Kältemittel (leicht brennbar mit geringer Brenngeschwindigkeit) und A3-Kältemittel speziellen Anforderungen an die Lüftung:

• Die Belüftung des Gehäuses einer Monoblock-Wärmepumpe muss gemäß Herstellervorgaben und SN EN 378 erfolgen
• Die Abluft muss sicher ins Freie geführt werden, wobei der Gefahrenbereich beim Austritt zu beachten ist

Bei Außenaufstellung ist der Einsatz von Propan weniger kritisch als bei Innenaufstellung. Dennoch sind abhängig von der Kältemittelfüllmenge Sicherheitsmaßnahmen einzuhalten.

Brandschutzvorgaben nach ChemRRV

Für die Aufstellung von Wärmepumpen mit brennbaren Kältemitteln gelten die Bestimmungen der VKF-Brandschutzvorschriften (Fassung vom 01.01.2017). Diese umfassen:

• Anforderungen an Aufstellungsräume: Bei Wärmepumpen mit einer Nennwärmeleistung bis 70 kW ist mindestens ein Feuerwiderstand EI 30 erforderlich
• Bei einer Nennwärmeleistung über 70 kW wird ein Feuerwiderstand EI 60 für den Aufstellungsraum vorgeschrieben
• Türen müssen selbstschließend sein und bei höherer Nennwärmeleistung in Fluchtrichtung öffnend angeschlagen werden

Gemäß SN EN 378 müssen Maschinenräume dicht ausgeführt werden und über ein Anti-Panik-System verfügen, damit Türen von innen geöffnet werden können. Die Vorgaben unterscheiden sich je nach Kältemitteltyp und Füllmenge.

Zusätzlich ist für den beruflichen oder gewerblichen Umgang mit Kältemitteln eine Fachbewilligung notwendig. Wer Kältemaschinen oder Wärmepumpen mit mehr als 3 kg Kältemittel betreibt, muss diese bei der Meldestelle für Kälteanlagen anmelden.

Die SN EN 378 definiert auch sogenannte Deckelungsfaktoren für brennbare Kältemittel. Eine Kältemittelfüllmenge gilt als unbedenklich, wenn sie pro Kältemittelkreislauf kleiner als 4 m³ × LFL (untere Explosionsgrenze) ist. Bei Kältemitteln der Sicherheitsklasse A2L wird dieser Wert aufgrund der geringen Brenngeschwindigkeit mit dem Faktor 1,5 multipliziert.

Rechtliche Rahmenbedingungen in der Schweiz und EU

Die gesetzlichen Bestimmungen für Kältemittel in Wärmepumpen unterliegen einem stetigen Wandel. Sowohl in der Schweiz als auch in der EU werden die Vorschriften kontinuierlich verschärft, um klimaschädliche Emissionen zu reduzieren und den Übergang zu umweltfreundlicheren Alternativen zu beschleunigen.

ChemRRV: GWP-Grenzwerte und Inverkehrbringungsverbote

In der Schweiz regelt die Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV) die Verwendung von Kältemitteln. Anhang 2.10 dieser Verordnung enthält spezifische Bestimmungen, die seit dem 1. Dezember 2013 das Inverkehrbringen von Kälte- und Klimaanlagen sowie Wärmepumpen mit in der Luft stabilen Kältemitteln regulieren.

Besonders wichtig für Wärmepumpen sind folgende Regelungen:

• Verbot des Inverkehrbringens von Anlagen mit in der Luft stabilen Kältemitteln ab bestimmten anwendungsspezifischen Kälteleistungen
• Bereits heute gilt: Kein Inverkehrbringen von Wärmepumpen mit Kältemitteln mit einem GWP >2100
• Ab 1. Januar 2025: Verbot des Inverkehrbringens von Wärmepumpen mit einem GWP ≥750 bei Mono-Split-Geräten mit Kältemittelinhalt <3kg
• Ab 1. Januar 2030: Nachfüllverbot für Kältemittel mit GWP ≥2500

Die ChemRRV zielt darauf ab, dass nur solche Anlagen in Verkehr gebracht werden, für welche nach dem Stand der Technik kein umweltverträglicherer und wirtschaftlich tragbarer Ersatz besteht. Bemerkenswert ist: Im Bereich Komfortklima (Kühlen und Heizen von Räumlichkeiten) dürfen Wärmepumpen mit in der Luft stabilen Kältemitteln eine maximale Kälteleistung von 600 kW nicht überschreiten.

Allerdings gilt für Besitzer bestehender Anlagen: Bereits installierte oder bis zum Inkrafttreten der Verbote verkaufte Wärmepumpen mit einem GWP <2500 können über die gesamte Lebensdauer betrieben, serviciert und bei Bedarf repariert werden.

F-Gas-Verordnung 2024: Auswirkungen auf R410A und R32

Die europäische F-Gas-Verordnung wurde im Januar 2024 novelliert und ist am 11. März 2024 in Kraft getreten. Die Schweizer ChemRRV orientiert sich an dieser Verordnung, ohne sie jedoch 1:1 zu übernehmen. Die wichtigsten Änderungen umfassen:

• Verschärfter Phase-down: Die Menge an verfügbaren F-Gasen wird bis 2050 schrittweise auf null reduziert
• Ab 2025 werden medizinische Dosieraerosole (MDI) in die Quote eingerechnet, was die für Kältemittel verfügbare Menge zusätzlich um etwa 8-10 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalent reduziert
• Strengere GWP-Grenzwerte für bestimmte Produkttypen

Für weit verbreitete Kältemittel wie R410A (GWP 2088) und R32 (GWP 675) hat dies konkrete Folgen:

• R410A darf für Servicezwecke ab 2032 nicht mehr als Frischware in Klimaanlagen und Wärmepumpen eingesetzt werden
• Ab 01.01.2026 gilt ein Verbot des Einsatzes von Frischware mit einem GWP über 2500 für Klimaanlagen und Wärmepumpen
• Ab 01.01.2032 gilt ein Verbot des Einsatzes von Frischware mit einem GWP über 750 (betrifft auch R32)

Dennoch können aufbereitete und recycelte Kältemittel weiterhin verwendet werden. Bis 31.12.2031 darf aufbereitetes Kältemittel mit einem GWP über 2500 eingesetzt werden, danach nur noch Kältemittel mit einem GWP über 750.

Unterschied zwischen ‘verkaufen’ und ‘in Verkehr bringen’

Ein wichtiger rechtlicher Unterschied besteht zwischen den Begriffen “in Verkehr bringen” und “verkaufen”:

“In Verkehr bringen” bezieht sich auf die erste Bereitstellung der Wärmepumpe auf dem Schweizer Markt. Dies kann durch den Hersteller, Importeur, Händler oder einen anderen Akteur erfolgen. Die Wärmepumpe muss dabei den schweizerischen Vorschriften entsprechen.

“Verkaufen” hingegen bedeutet die Übergabe der Wärmepumpe an einen Endkunden. Dies kann ebenfalls durch den Hersteller, Importeur, Händler oder einen anderen Akteur erfolgen. Der Verkauf einer Wärmepumpe ist an keine besonderen Auflagen geknüpft.

Diese Unterscheidung hat praktische Konsequenzen: Wenn eine Wärmepumpe vor dem Inkrafttreten eines Verbots bereits in Verkehr gebracht wurde, darf sie auch danach noch verkauft und installiert werden. Daher können Händler Geräte, die sie vor dem Stichtag auf Lager gelegt haben, weiterhin legal verkaufen.

Zukünftige Entwicklungen und Kältemittelverbot 2025+

Die Kältemittellandschaft für Wärmepumpen befindet sich in einem historischen Umbruch. Strengere Vorschriften und steigende Umweltanforderungen verändern den Markt grundlegend und stellen Hersteller, Installateure und Betreiber vor neue Herausforderungen.

Phase-Down-Szenarien für synthetische Kältemittel

Die europäische F-Gas-Verordnung, an der sich auch die Schweiz orientiert, sieht einen schrittweisen Ausstieg aus klimaschädlichen synthetischen Kältemitteln vor. Dieser sogenannte “Phase-Down” reduziert die in der EU verfügbaren Mengen an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW) bis 2050 auf null. Das bedeutet konkret:

• Bereits 2015 lag das Limit bei knapp 180 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalent
• Bis 2025 sinkt es auf nur noch 42,8 Mio. Tonnen CO₂-Äquivalent

Für Wärmepumpen gelten dabei mehrere wichtige Meilensteine:

• Ab 2025: Verbot von Mono-Split-Klimageräten mit weniger als 3 kg Füllmenge, deren Kältemittel ein GWP von 750 oder mehr aufweist
• Ab 2027: Der zulässige GWP-Wert für Monoblock-Wärmepumpen wird auf 150 begrenzt
• Ab 2032: Vollständiges Verbot fluorierter Kältemittel in neuen Wärmepumpen

Diese Entwicklung betrifft besonders das bisher weit verbreitete R410A mit seinem GWP von 2088, das ab 2025 in bestimmten Anlagentypen nicht mehr eingesetzt werden darf.

Nachfüllverbote ab 2030 für GWP > 2500

Neben dem Verbot für Neuanlagen gibt es auch Einschränkungen für bestehende Systeme:

• Ab 2025: Kältemittel mit GWP ≥ 2500 dürfen nicht mehr zur Wartung oder Instandhaltung von Kälteanlagen verwendet werden (Ausnahmen: Militäranwendungen, Temperaturen unter -50°C)
• Bis 2030: Recycelte Kältemittel mit GWP ≥ 2500 dürfen noch verwendet werden
• Ab 2030: Generelles Nachfüllverbot für Kältemittel mit GWP ≥ 2500

Allerdings müssen Besitzer bestehender Anlagen nicht sofort handeln. Bereits installierte Wärmepumpen mit einem GWP unter 2500 können bis zum Ende ihrer Lebensdauer betrieben, gewartet und repariert werden.

Welche Kältemittel setzen sich durch? (z. B. R290)

Angesichts dieser regulatorischen Entwicklungen kristallisiert sich R290 (Propan) immer deutlicher als Zukunftslösung heraus:

• Es ist von der F-Gas-Verordnung nicht betroffen
• Mit einem GWP von nur 3 ist es praktisch klimaneutral
• Die thermodynamischen Eigenschaften ermöglichen einen hohen Wirkungsgrad
• Es ist weltweit günstig verfügbar

Infolgedessen stellen immer mehr Hersteller ihre Produktpalette auf Propan um. Für Wärmepumpen, die 2025 auf den Markt kommen, entwickelt sich R290 vom Nischenprodukt zum Branchenstandard. Darüber hinaus werden seit 2024 in Deutschland Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln mit einem zusätzlichen Bonus von 5 Prozent staatlich gefördert.

Andere natürliche Alternativen wie CO₂ (R744, GWP 1) oder Ammoniak (R717, GWP 0) finden ebenfalls zunehmend Anwendung, allerdings primär in industriellen Anlagen oder spezialisierten Systemen.

Unterm Strich sollten Verbraucher beim Kauf einer neuen Wärmepumpe besonders auf das verwendete Kältemittel achten, um langfristige Investitionssicherheit zu gewährleisten und künftige Nachfüllverbote zu vermeiden.

Kältemittelwahl nach Anwendungstyp

Verschiedene Wärmepumpentypen stellen unterschiedliche Anforderungen an die verwendeten Kältemittel. Die Wahl des optimalen Kältemittels hängt nicht nur von dessen Umwelteigenschaften ab, sondern auch vom spezifischen Anwendungsbereich der Wärmepumpe.

Luft-Luft-Wärmepumpe: Anforderungen an das Kältemittel

Bei Luft-Luft-Wärmepumpen muss das Kältemittel besonders effizient bei stark schwankenden Außentemperaturen arbeiten. Diese Systeme verwenden häufig Kältemittel wie R32 (GWP 675), das eine hohe Anlageneffizienz bietet und deutlich umweltfreundlicher ist als konventionelle Alternativen wie R410A.

Ausserdem eignen sich für diese Anwendung zunehmend natürliche Kältemittel wie Propan (R290), da sie auch bei niedrigen Außentemperaturen gute thermodynamische Eigenschaften aufweisen. Ein weiterer Vorteil: Mit ihrem extrem niedrigen GWP-Wert von 3 sind sie praktisch klimaneutral und damit zukunftssicher angesichts der verschärften Vorschriften ab 2025.

Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Druck und Effizienz

Wasser-Wasser-Wärmepumpen gelten als besonders effizient und erreichen Jahresarbeitszahlen (JAZ) von bis zu 5 – damit übertreffen sie andere Wärmepumpenarten deutlich. Da sie Grundwasser als konstante Wärmequelle nutzen, arbeiten sie unabhängig von Außentemperaturen. Dies beeinflusst auch die Kältemittelwahl:

• Höhere Verdampfungstemperaturen ermöglichen effizientere Prozesse
• Geringere Temperaturunterschiede zwischen Wärmequelle und Heizkreislauf erlauben niedrigere Druckverhältnisse

Allerdings stellen Wasser-Wasser-Systeme spezielle Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit der mit dem Kältemittel in Kontakt kommenden Materialien, insbesondere bei eisen- und manganhaltigem Wasser.

Splitgeräte vs. Monoblock: Einfluss auf Kältemittelauswahl

Die Entscheidung zwischen Split- und Monoblock-Technologie hat direkte Auswirkungen auf die Kältemittelwahl. Monoblock-Wärmepumpen enthalten den gesamten Kältemittelkreislauf in einem Gerät, während bei Split-Anlagen Außen- und Inneneinheit durch kältemittelführende Leitungen verbunden sind.

Bei Monoblock-Systemen lassen sich leichter brennbare Kältemittel wie R290 einsetzen, da der Kältemittelkreislauf komplett im Außenbereich liegt. Tatsächlich sind aussen aufgestellte Luft/Wasser-Wärmepumpen mit R290 bereits heute auf dem Markt. Aus diesem Grund werden Monoblock-Geräte durch die F-Gas-Verordnung früher betroffen sein: Ab 2027 dürfen neue Monoblock-Wärmepumpen nur noch mit Kältemitteln mit einem GWP <150 arbeiten.

Im Gegensatz dazu haben Split-Wärmepumpen Kältemittelleitungen, die ins Gebäudeinnere führen, was die Verwendung brennbarer Kältemittel komplizierter macht. Dennoch bieten sie mehr Flexibilität bei der Installation, besonders in Altbauten.

Wie finde ich heraus, welches Kältemittel meine Wärmepumpe nutzt?

Als Besitzer einer Wärmepumpe sollten Sie wissen, welches Kältemittel in Ihrem Gerät zirkuliert – besonders angesichts der kommenden Verbote und Einschränkungen für bestimmte Kältemitteltypen. Doch woher bekommt man diese Information?

Typenschild und technische Dokumentation

Das Typenschild ist die zuverlässigste Informationsquelle und befindet sich gut sichtbar auf der Außenverkleidung Ihrer Wärmepumpe. Darauf finden Sie:

• Kältemittel-Kurzzeichen (z.B. R290, R32 oder R410A)
• Kältemittel-Füllmenge
• Maximal zulässiger Druck (PS)
• Name und Anschrift des Herstellers
• Bauart, Seriennummer oder Bezugsnummer
• Herstellungsjahr

Allerdings variieren diese Informationen je nach Wärmepumpenmodell. Falls das Typenschild schwer zugänglich oder unleserlich sein sollte, konsultieren Sie zunächst das mitgelieferte Handbuch. Die Bedienungsanleitung enthält normalerweise einen technischen Abschnitt mit detaillierten Angaben zum verwendeten Kältemittel.

Herstellerdatenbank und Online-Recherche

Falls weder Typenschild noch Handbuch verfügbar sind, bieten Hersteller-Websites weitere Möglichkeiten:

• Technische Datenblätter auf der Produktseite
• Herstellereigene Datenbanken mit Gerätespezifikationen
• Downloadbereich für Dokumentation älterer Modelle

Bei Unsicherheiten empfiehlt es sich, direkt den Hersteller oder einen Fachpartner zu kontaktieren. Viele Hersteller bieten außerdem Servicehotlines an, die bei der Identifizierung des Kältemittels helfen können.

Geruchsmerkmale bei Leckage: Wie riecht Kältemittel?

Entgegen der verbreiteten Annahme sind die meisten Kältemittel geruchlos. Besonders wichtig: Propan (R290) als Kältemittel enthält keine Geruchsstoffe, da diese als Verunreinigung gelten und die Eigenschaften beeinträchtigen würden.

Zur Leckageerkennung werden daher spezielle Kältemittelspürer eingesetzt. Diese Geräte:

• Erkennen winzige Mengen entweichenden Kältemittels in der Luft
• Bestehen aus einer Sonde und einem Anzeigegerät
• Analysieren die Luft auf Kältemittel-Rückstände
• Zeigen Lecks durch visuelle oder akustische Signale an

Bei Verdacht auf eine Leckage sollte immer ein Fachbetrieb hinzugezogen werden, da der unsachgemäße Umgang mit Kältemitteln erhebliche Umweltauswirkungen haben kann.

Schlussfolgerung

Die Auswahl des richtigen Kältemittels für Wärmepumpen gewinnt angesichts der verschärften Vorschriften und Umweltanforderungen zunehmend an Bedeutung. Natürliche Kältemittel wie Propan (R290) mit einem GWP-Wert von nur 3 bieten eindeutige Umweltvorteile gegenüber synthetischen Alternativen wie R410A (GWP 2088). Allerdings erfordert der Einsatz brennbarer Kältemittel besondere Sicherheitsmaßnahmen und technische Anpassungen.

Unzweifelhaft steht die Branche vor einem grundlegenden Wandel. Die ChemRRV in der Schweiz und die F-Gas-Verordnung in der EU werden ab 2025 den Einsatz von Kältemitteln mit hohem Treibhauspotential stufenweise einschränken. Folglich müssen Hersteller ihre Produktpaletten anpassen und verstärkt auf umweltfreundliche Alternativen setzen.

Wer heute eine neue Wärmepumpe anschafft, sollte daher das verwendete Kältemittel sorgfältig prüfen. Besitzer bestehender Anlagen müssen wissen, dass ab 2030 ein Nachfüllverbot für Kältemittel mit GWP ≥2500 gilt. Die technischen Anforderungen variieren je nach Wärmepumpentyp – während Luft-Luft-Systeme mit stark schwankenden Außentemperaturen umgehen müssen, profitieren Wasser-Wasser-Wärmepumpen von konstanten Wärmequellen.

Die Entwicklung zeigt deutlich: R290 (Propan) wird sich aufgrund seiner hervorragenden thermodynamischen Eigenschaften und Umweltverträglichkeit als Zukunftslösung durchsetzen. Dank staatlicher Förderungen für Wärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln wird dieser Trend zusätzlich verstärkt.

Letztendlich bleibt festzuhalten: Die richtige Wahl des Kältemittels trägt wesentlich zur Umweltverträglichkeit, Effizienz und Zukunftssicherheit Ihrer Wärmepumpe bei. Der Markt bewegt sich unaufhaltsam in Richtung nachhaltiger Lösungen – eine Entwicklung, die sowohl dem Klimaschutz als auch langfristig den Verbrauchern zugute kommt.

FAQs

Q1. Welche Eigenschaften sollte ein ideales Kältemittel für Wärmepumpen haben? Ein ideales Kältemittel sollte einen niedrigen Siedepunkt, geringes Dampfvolumen, niedrigen Verflüssigungsdruck und hohe chemische Stabilität aufweisen. Zudem sind eine große latente Wärme bei Verdampfung und Verflüssigung sowie Umweltverträglichkeit wichtige Kriterien.

Q2. Welche Kältemittel werden ab 2025 für Wärmepumpen zugelassen sein? Ab 2025 werden Kältemittel mit einem GWP-Wert unter 750 für die meisten Wärmepumpen zugelassen sein. Natürliche Kältemittel wie Propan (R290) mit einem GWP von 3 werden bevorzugt. Synthetische Kältemittel mit höheren GWP-Werten werden schrittweise eingeschränkt.

Q3. Wie unterscheiden sich natürliche und synthetische Kältemittel? Natürliche Kältemittel wie Propan (R290) haben sehr niedrige GWP-Werte und sind umweltfreundlich, können aber brennbar sein. Synthetische Kältemittel wie R410A haben oft höhere GWP-Werte, sind aber nicht brennbar. Natürliche Kältemittel werden aufgrund strengerer Umweltvorschriften zunehmend bevorzugt.

Q4. Welche Sicherheitsmaßnahmen sind bei brennbaren Kältemitteln wie Propan (R290) erforderlich? Bei brennbaren Kältemitteln wie Propan müssen Sicherheitsabstände zu Gebäudeöffnungen eingehalten und Zündquellen vermieden werden. Spezielle Leckagedetektoren und Lüftungskonzepte sind notwendig. Die Installation und Wartung sollten nur von Fachpersonal durchgeführt werden.

Q5. Wie kann ich herausfinden, welches Kältemittel meine Wärmepumpe verwendet? Das verwendete Kältemittel ist in der Regel auf dem Typenschild der Wärmepumpe angegeben. Alternativ finden Sie die Information in der technischen Dokumentation oder Bedienungsanleitung. Bei Unklarheiten können Sie den Hersteller oder einen Fachbetrieb kontaktieren.