Kältemittel-GWP bei Wärmepumpen

Was ist das GWP eines Kältemittels?

Das Kältemittel-GWP beschreibt die potenzielle Erwärmungswirkung eines Kältemittels, nachdem es in die Atmosphäre gelangt ist. Es handelt sich um eine Eigenschaft des Kältemittels und nicht um eine Leistungskennzahl der Wärmepumpe. Ein höherer Wert weist auf eine stärkere Erwärmungswirkung pro freigesetztem Kilogramm hin.

Mit dem Begriff GWP ist üblicherweise das GWP100 gemeint. Dieser Wert vergleicht die über einen Zeitraum von 100 Jahren kumulierte Erwärmungswirkung. CO₂ hat ein GWP von 1 und bildet damit eine gemeinsame Referenz für unterschiedliche Treibhausgase.

Berechnung des Kältemittel-GWP

Die grundlegende Berechnung lautet:

Potenzielle direkte Klimawirkung in kg CO₂e = emittiertes Kältemittel in kg × GWP100

Für Tonnen CO₂e gilt:

Potenzielle direkte Klimawirkung in t CO₂e = emittiertes Kältemittel in kg × GWP100 ÷ 1.000

Für die Berechnung wird die tatsächlich emittierte Menge verwendet. Eine gesonderte Berechnung auf Basis der vollständigen Füllmenge kann die maximale potenzielle direkte Klimawirkung darstellen, falls die gesamte Kältemittelfüllung freigesetzt würde. Auch die Europäische Kommission verwendet die Multiplikation der Kältemittelmasse mit dem GWP zur Berechnung von Tonnen CO₂-Äquivalent.

Praktisches Berechnungsbeispiel

Betrachten wir eine Wärmepumpe mit 2 kg R410A:

• GWP von R410A gemäß Verordnung (EU) 2024/573: 2.088
• Kältemittelfüllmenge: 2 kg
• Potenzielle Klimawirkung der vollständigen Füllmenge: 2 × 2.088 = 4.176 kg CO₂e
• Ergebnis: 4,176 t CO₂e

Betrachten wir nun ein hypothetisches System mit derselben Füllmenge von 2 kg R290, also Propan:

• GWP von R290 gemäß demselben EU-Rechtsrahmen: 0,02
• Kältemittelfüllmenge: 2 kg
• Potenzielle Klimawirkung der vollständigen Füllmenge: 2 × 0,02 = 0,04 kg CO₂e

Diese Zahlen setzen eine vollständige Freisetzung voraus. Sie stellen keinen normalen Betrieb dar. Das Kältemittel sollte während der gesamten Betriebsdauer des Geräts im geschlossenen Kältekreislauf verbleiben. Der Vergleich zeigt ausschließlich, wie stark die Art des Kältemittels die potenzielle direkte Klimawirkung verändert.

GWP-Werte können je nach Quelle abweichen

Für dasselbe Kältemittel können unterschiedliche GWP-Werte veröffentlicht werden, weil wissenschaftliche Bewertungsberichte und gesetzliche Regelwerke unterschiedliche Datensätze oder Berechnungsmethoden verwenden können. Das deutsche Umweltbundesamt veröffentlicht beispielsweise getrennte Spalten für die Bewertungsberichte des IPCC und für die Verordnung (EU) 2024/573.

Für regulatorische Entscheidungen ist der GWP-Wert zu verwenden, der nach den jeweils anwendbaren Rechtsvorschriften vorgeschrieben ist. Werte aus unterschiedlichen Quellen sollten nicht ohne entsprechende Erläuterung miteinander kombiniert werden.

Zentrale Funktion des Kältemittel-GWP

Die zentrale Funktion des GWP besteht darin, unterschiedliche Kältemittel auf einer gemeinsamen Klimawirkungsskala abzubilden. Dies unterstützt Vergleiche, regulatorische Maßnahmen, die technische Spezifikation von Geräten und die Emissionsberichterstattung.

Vergleich der Klimawirkung

Definition: Das GWP vergleicht die Erwärmungswirkung eines Kältemittels mit derjenigen von CO₂.

Zweck: Es ermöglicht, sehr unterschiedliche Gase anhand derselben Referenz zu bewerten.

Nutzen: Planer können zwischen einem Kältemittel mit geringer direkter Klimawirkung und einem Kältemittel unterscheiden, das bei einer Leckage erhebliche CO₂e-Emissionen verursachen könnte.

Beispiel: Ein Kilogramm R410A entspricht nach dem aktuellen regulatorischen EU-Wert 2.088 kg CO₂e. Ein Kilogramm R290 entspricht 0,02 kg CO₂e.

Berechnung von Kohlendioxidäquivalenten

Definition: CO₂e überführt die Klimawirkung verschiedener Treibhausgase in eine gemeinsame Einheit.

Zweck: Dadurch können Kältemittelemissionen in Treibhausgasinventaren und Umweltberichten berücksichtigt werden.

Nutzen: Gebäudeeigentümer können Kältemittelverluste in die Emissionsbilanz ihres Unternehmens oder ihrer Immobilie aufnehmen.

Beispiel: Ein Verlust von 0,2 kg R410A entspricht 417,6 kg CO₂e.

Regulatorische Einstufung

Definition: Kältemittelvorschriften nutzen GWP-Grenzwerte, um Gase und Geräte zu regulieren.

Zweck: Der Gesetzgeber verwendet diese Grenzwerte, um Emissionen fluorierter Treibhausgase mit hohem GWP zu reduzieren.

Nutzen: Hersteller, Planer und Käufer können erkennen, welche Technologien während der erwarteten Lebensdauer einer Anlage von Marktbeschränkungen betroffen sein könnten.

Beispiel: Die geltenden EU-Vorschriften sehen je nach Geräteart, Leistung und Zeitpunkt verschiedene Beschränkungen für Wärmepumpen bei GWP-Grenzwerten von 150 und 750 vor.

Geräte- und Portfolioplanung

Definition: In Verbindung mit der Kältemittelfüllmenge und dem regulatorischen Zeitplan wird das GWP zu einem Indikator für Beschaffungs- und Anlagenrisiken.

Zweck: Es hilft Käufern, über den Anschaffungszeitpunkt hinauszublicken und die gesamte Nutzungsdauer zu berücksichtigen.

Nutzen: Wohnungsunternehmen, Hotelbetreiber und Eigentümer gewerblicher Immobilien können ihre Abhängigkeit von einer sich verändernden Kältemittelverfügbarkeit, von Wartungsanforderungen und von einem möglichen Austauschdruck reduzieren.

Beispiel: Eine Wärmepumpe, die kurz vor dem Inkrafttreten einer zukünftigen Produktbeschränkung installiert wird, darf möglicherweise weiterhin legal betrieben werden. Ihr Kältemittel kann jedoch langfristig zu Problemen bei Wartung und Versorgung führen.

Warum das Kältemittel-GWP benötigt wird

Wärmepumpen können heizungsbedingte Emissionen reduzieren, weil sie Wärme übertragen, statt die gesamte Nutzwärme unmittelbar aus Brennstoff oder Strom zu erzeugen. Jede Kompressionswärmepumpe enthält jedoch einen Kältemittelkreislauf. Durch Leckagen, unsachgemäße Wartung oder eine unvollständige Rückgewinnung am Ende der Lebensdauer kann ein Teil des Kältemittels freigesetzt werden.

Das GWP wird benötigt, weil bereits eine geringe Masse eines Kältemittels mit hohem GWP einer großen Menge CO₂e entsprechen kann. Ohne eine einheitliche Kennzahl könnten Käufer die direkten Klimarisiken von R290, R32, R410A und anderen Kältemitteln nicht miteinander vergleichen.

Die Problematik direkter Emissionen

Das Kältemittel wird beim normalen Betrieb einer Wärmepumpe nicht verbraucht. Es zirkuliert zwischen dem Verdichter, den Wärmeübertragern, dem Expansionsorgan und den Verbindungsleitungen. Direkte Emissionen entstehen, wenn Kältemittel während des Betriebs, bei Wartungs- oder Reparaturarbeiten, bei der Außerbetriebnahme oder bei der Entsorgung entweicht.

Die Höhe der direkten Klimawirkung hängt von drei Hauptgrößen ab:

1. Dem GWP des Kältemittels.
2. Der Kältemittelfüllmenge.
3. Der während der Lebensdauer des Systems freigesetzten Menge.

Eine niedrige Leckagerate bleibt auch bei einem Kältemittel mit geringem GWP wichtig. Die Vermeidung von Emissionen schützt außerdem die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Systems und senkt die Wartungskosten.

Die regulatorische Herausforderung

Die EU reduziert schrittweise die Menge an teilfluorierten Kohlenwasserstoffen, die auf den Markt gebracht werden darf. Der aktuelle HFKW-Quotenplan senkt die zulässige Menge im Laufe der Zeit und erreicht im Jahr 2050 null.

Die EU-Vorschriften verlangen außerdem Maßnahmen wie:

• Qualifiziertes Fachpersonal für Wartungsarbeiten.
• Dichtheitskontrollen bei relevanten Anlagen.
• Die Rückgewinnung von Kältemitteln.
• Eine verantwortungsvolle Behandlung am Ende der Lebensdauer.

Deutschland, Österreich und Italien einschließlich Südtirol fallen unter den EU-Rechtsrahmen für fluorierte Treibhausgase. Die nationalen Behörden sind weiterhin für den Vollzug, die Zertifizierungsverfahren und die Festlegung beziehungsweise Verhängung von Sanktionen zuständig.

Die Schweiz gehört nicht zum EU-Rechtsrahmen und wendet eigene Kältemittelvorschriften im Rahmen der Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung an.

Die wirtschaftliche Herausforderung

Eine Wärmepumpe kann viele Jahre in Betrieb bleiben. Eine Entscheidung, die ausschließlich auf dem heutigen Kaufpreis basiert, kann zukünftige Kältemittelbeschränkungen, die Verfügbarkeit qualifizierter Wartungsleistungen und den möglichen Austausch von Komponenten außer Acht lassen.

Das Kältemittel-GWP unterstützt daher unter anderem folgende betriebliche Entscheidungen:

• Technische Spezifikationen für Neubauprojekte.
• Umweltanforderungen in öffentlichen und privaten Ausschreibungen.
• Bewertung von CO₂-Risiken in Immobilienportfolios.
• Planung von Wartung und Ersatzteilen.
• ESG- und Nachhaltigkeitsberichterstattung.
• Verträge zur Rückgewinnung am Ende der Lebensdauer.
• Austauschplanung für ältere Geräte.
• Vermeidung nicht belegbarer Umweltaussagen.

Die Problematik pauschaler Umweltaussagen

Die Aussage „umweltfreundliches Kältemittel“ ist zu allgemein, um als verlässliche technische Angabe zu dienen. Ein niedriges GWP beschreibt lediglich eine einzelne Umwelteigenschaft. Es belegt weder eine hohe Energieeffizienz noch eine sichere Installation, einen niedrigen Geräuschpegel, geringe Materialauswirkungen oder eine verantwortungsvolle Entsorgung.

Eine glaubwürdige Aussage benennt:

• Das genaue Kältemittel.
• Die Quelle des GWP-Werts.
• Die Kältemittelfüllmenge.
• Die Geräteeffizienz.
• Die Lebenszyklusmaßnahmen.
• Die Grenzen der zugrunde liegenden Bewertung.

Dadurch wird verhindert, dass das GWP als Ersatz für eine vollständige Bewertung der Umweltleistung verwendet wird.

Regulierung des Kältemittel-GWP in der EU und im DACH-Raum

Europäische Union

Die Verordnung (EU) 2024/573 trat am 11. März 2024 in Kraft. Sie regelt unter anderem:

• Die Vermeidung und Begrenzung von Emissionen fluorierter Treibhausgase.
• Die Verwendung und Rückgewinnung dieser Gase.
• Zertifizierungsanforderungen.
• Produktbeschränkungen.
• HFKW-Quoten.
• Kennzeichnungs- und Berichtspflichten.

Ausgewählte Meilensteine für Wärmepumpen nach dem geltenden EU-Rechtsrahmen sind:

Die genaue rechtliche Beurteilung hängt von der Bauart des Geräts, der Nennleistung, dem Anwendungsbereich, dem Zeitpunkt des Inverkehrbringens und den jeweiligen Sicherheitsbedingungen ab. Maßgebliche Rechtsquellen bleiben Anhang IV der Verordnung sowie die anwendbaren Durchführungsmaßnahmen.

Ein Produktverbot bezieht sich in der Regel auf das Inverkehrbringen von Geräten. Es führt nicht automatisch dazu, dass jede bereits bestehende Installation illegal wird. Bestehende Systeme können jedoch durch gesonderte Wartungsvorschriften, die Kältemittelverfügbarkeit, Anforderungen an Fachpersonal und Rückgewinnungspflichten betroffen sein.

Das deutsche Umweltbundesamt weist darauf hin, dass strengere Mengenbegrenzungen für HFKW die zukünftige Verfügbarkeit nicht recycelter oder nicht aufgearbeiteter Gase für Wartungs- und Reparaturarbeiten verringern können.

Schweiz

Die Schweiz regelt Kältemittel über Anhang 2.10 der Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung, kurz ChemRRV. Der Rechtsrahmen behandelt sowohl ozonschichtabbauende Kältemittel als auch Kältemittel mit starker Klimawirkung. Er enthält außerdem Marktbeschränkungen für bestimmte stationäre Wärmepumpen- und Kälteanlagen.

Zu den schweizerischen Verpflichtungen können gehören:

• Beschränkungen auf Grundlage der Kältemitteleigenschaften und der Geräteausführung.
• Anforderungen an den Stand der Technik.
• Dichtheitskontrollen.
• Wartungsaufzeichnungen.
• Meldepflichten.
• Vorschriften für die Handhabung und Wartung von Kältemitteln.

Nach Angaben des Bundesamts für Umwelt sind stationäre Anlagen mit mehr als 3 kg Kältemittel dem entsprechenden Meldeverfahren unterstellt. Die Schweiz hat außerdem Änderungen an Anhang 2.10 veröffentlicht, die ab dem 1. Januar 2027 gelten.

Wesentliche Eigenschaften des Kältemittel-GWP

Ausführliche Erläuterung der Eigenschaften des Kältemittel-GWP

Relativer Klimawirkungswert

Definition: Das GWP ist ein Vergleichsfaktor. CO₂ wird der Wert 1 zugeordnet.

Zweck: Es schafft eine einheitliche Skala für Gase mit unterschiedlichem Verhalten in der Atmosphäre.

Nutzen: Verschiedene Kältemittel können verglichen werden, ohne unterschiedliche Einheiten verwenden zu müssen.

Beispiel: R744 ist CO₂ selbst und besitzt ein GWP von 1. R32 hat einen regulatorischen EU-GWP-Wert von 675.

Definierter Bewertungszeitraum

Definition: Für das GWP wird üblicherweise ein Bewertungszeitraum von 100 Jahren verwendet.

Zweck: Der Zeithorizont erfasst sowohl die Stärke der Erwärmungswirkung als auch die atmosphärische Verweildauer.

Nutzen: Vergleichbare Bewertungen beruhen auf demselben Bezugszeitraum.

Beispiel: In einer Produktspezifikation sollte „GWP100“ angegeben werden und nicht lediglich „GWP“, sofern die zugrunde liegende Quelle nicht anderweitig eindeutig benannt ist.

Abhängigkeit von der Kältemittelmasse

Definition: Das GWP beschreibt die Wirkung je Masseneinheit. Der gesamte CO₂e-Wert hängt von der freigesetzten Menge ab.

Zweck: Dadurch werden die Eigenschaften des Kältemittels mit der tatsächlichen Geräteauslegung und möglichen Leckagen verknüpft.

Nutzen: Käufer können sowohl die Art des Kältemittels als auch die für das System erforderliche Füllmenge vergleichen.

Beispiel: Ein System mit 1 kg eines Kältemittels besitzt bei vollständiger Freisetzung die Hälfte des CO₂e-Potenzials eines ansonsten identischen Systems mit 2 kg desselben Kältemittels.

Abhängigkeit von Leckagen

Definition: Kältemittel, das sich in einem intakten Kreislauf befindet, stellt noch keine direkte atmosphärische Emission dar.

Zweck: Leckageberechnungen unterscheiden zwischen dem installierten Kältemittelbestand und den tatsächlichen Emissionen.

Nutzen: Wartungsunterlagen können reale Nachfüllmengen, Verluste und zurückgewonnene Mengen abbilden.

Beispiel: Ein Verlust von 5 % bei einer R410A-Füllmenge von 2 kg entspricht einer Freisetzung von 0,1 kg beziehungsweise 208,8 kg CO₂e.

Reine Kältemittel und Kältemittelgemische

Definition: Ein reines Kältemittel besteht im Wesentlichen aus einem einzigen Stoff. Ein Gemisch kombiniert mehrere Komponenten.

Zweck: Durch Gemische können bestimmte Druck-, Temperatur- und Leistungseigenschaften erzielt werden.

Nutzen: Hersteller können den Kältekreislauf für einen definierten Anwendungsbereich optimieren.

Beispiel: R410A ist ein Gemisch aus HFKW-32 und HFKW-125. Sein regulatorischer EU-GWP-Wert beträgt 2.088.

Kältemittelgemische müssen entsprechend den Anweisungen des Geräteherstellers gehandhabt werden. Einige Gemische weisen einen Temperaturgleit oder zusammensetzungsbedingte Anforderungen an die Wartung auf.

Ein Kältemittel darf nicht allein deshalb als austauschbar mit einem anderen Kältemittel betrachtet werden, weil Druck oder GWP ähnlich erscheinen.

Direkte und indirekte Klimawirkungen

Definition: Direkte Emissionen entstehen durch freigesetztes Kältemittel. Indirekte Emissionen hängen hauptsächlich mit der für den Betrieb der Wärmepumpe benötigten Energie zusammen.

Zweck: Diese Unterscheidung verhindert, dass eine Kältemittelkennzahl mit einer Kennzahl für das Gesamtsystem verwechselt wird.

Nutzen: Entscheidungsträger können sowohl leckagebedingte als auch energiebedingte Emissionen reduzieren.

Beispiel: Eine Wärmepumpe mit niedrigem GWP und geringer saisonaler Effizienz kann mehr Strom verbrauchen als eine gut ausgelegte Alternative. Allein anhand des GWP lässt sich nicht bestimmen, welche Lösung über den Lebenszyklus besser abschneidet.

Der „Total Equivalent Warming Impact“, kurz TEWI, kombiniert die geschätzten Kältemittelemissionen mit den energiebedingten CO₂-Emissionen. Eine umfassendere Lebenszyklusanalyse kann zusätzlich die Herstellung, die eingesetzten Materialien und die Auswirkungen am Ende der Lebensdauer berücksichtigen.

Abgrenzung von der Kältemittelsicherheit

Definition: Sicherheitsklassen für Kältemittel berücksichtigen Toxizität und Entflammbarkeit. Das GWP tut dies nicht.

Zweck: Die Sicherheitsklassifizierung bestimmt, welche technischen Schutzmaßnahmen für Installation und Betrieb erforderlich sind.

Nutzen: Eine geringe Klimawirkung kann erreicht werden, ohne die Sicherheit von Bewohnern, Installateuren oder Einsatzkräften zu vernachlässigen.

Beispiel: R290 hat ein sehr niedriges GWP, erfordert aber Schutzmaßnahmen, die für ein entflammbares Kohlenwasserstoff-Kältemittel geeignet sind.

ISO 817 enthält ein System zur Bezeichnung und Sicherheitsklassifizierung von Kältemitteln auf Grundlage ihrer Toxizität und Entflammbarkeit. Auch die Europäische Kommission weist darauf hin, dass kein einzelnes Kältemittel für jede Anwendung geeignet ist, da sich thermodynamische Eigenschaften, Sicherheitsanforderungen und Aufstellorte unterscheiden.

Abhängigkeit von der gewählten GWP-Quelle

Definition: Ein GWP-Wert ist stets einer bestimmten wissenschaftlichen oder regulatorischen Quelle zugeordnet.

Zweck: Die Quelle legt fest, welcher Wert für eine Berechnung zu verwenden ist.

Nutzen: Compliance-Unterlagen, Ausschreibungen und CO₂-Berichte bleiben intern konsistent.

Beispiel: Das deutsche Umweltbundesamt führt für R290 einen Wert von 3,3 in der Spalte des Vierten IPCC-Sachstandsberichts und einen Wert von 0,02 in der Spalte der Verordnung (EU) 2024/573 auf. Für eine Konformitätsberechnung nach dem EU-F-Gas-Recht ist die entsprechende regulatorische Spalte zu verwenden.

Arten von Wärmepumpen-Kältemitteln nach GWP

Natürliche beziehungsweise nicht fluorierte Kältemittel

Definition: „Natürliche Kältemittel“ ist eine branchenübliche Sammelbezeichnung für Stoffe wie Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid und Ammoniak.

Zweck: Sie bieten Alternativen zu fluorierten Kältemitteln mit hohem GWP.

Vorteile: Ihre regulatorischen GWP-Werte sind im Allgemeinen sehr niedrig. Dadurch können sie die direkte potenzielle Klimawirkung einer Kältemittelfüllung reduzieren.

Beispiele: R290 Propan, R744 Kohlendioxid und R717 Ammoniak.

Die Bezeichnung „natürlich“ hebt die Notwendigkeit technisch ausgelegter Sicherheitsmaßnahmen nicht auf:

• Propan ist entflammbar.
• Ammoniak erfordert Schutzmaßnahmen aufgrund seiner Toxizität.
• Kohlendioxidsysteme arbeiten mit besonderen Druckverhältnissen und Kreisprozessanforderungen.

Teilfluorierte Kohlenwasserstoffe

Definition: Teilfluorierte Kohlenwasserstoffe, kurz HFKW beziehungsweise HFC, sind synthetische fluorierte Gase, die Wasserstoff, Fluor und Kohlenstoff enthalten.

Zweck: Sie ersetzten in vielen Kälte- und Wärmepumpenanwendungen ozonschichtabbauende Kältemittel.

Vorteile: HFKW ermöglichten den Einsatz etablierter Systemarchitekturen und führten zu umfassender Erfahrung im Servicebereich.

Beispiele: R32 und R134a. R410A und R407C sind Gemische, die HFKW-Komponenten enthalten.

Viele HFKW besitzen ein mittleres oder hohes GWP. Sie sind daher sowohl von der Verringerung der EU-HFKW-Quote als auch von gerätespezifischen Marktbeschränkungen betroffen.

Hydrofluorolefine und HFO-haltige Gemische

Definition: HFO sind ungesättigte fluorierte Stoffe. Sie können allein oder in Gemischen mit HFKW eingesetzt werden.

Zweck: Sie ermöglichen synthetische Kältemittellösungen mit niedrigerem GWP.

Vorteile: Einige HFO und HFO-haltige Gemische besitzen ein deutlich niedrigeres GWP als ältere HFKW-Kältemittel.

Beispiele: R1234ze(E), R454B, R454C und R452B.

Ein Gemisch mit niedrigerem GWP kann dennoch ein fluoriertes Treibhausgas im Sinne der F-Gas-Vorschriften sein. Seine langfristige regulatorische Stellung hängt vom genauen Stoff, von der Gerätekategorie und vom Wortlaut der jeweiligen Verbotsregelung ab.

Vergleich gängiger Kältemittel-GWP-Werte

Die folgenden Werte verwenden die nach der Verordnung (EU) 2024/573 anwendbaren GWP100-Werte, wie sie vom deutschen Umweltbundesamt im März 2026 zusammengestellt wurden.

GWP-Werte sind keine Kennzahlen für die Produkteffizienz. Aus der Tabelle lässt sich außerdem nicht ableiten, dass ein bestimmtes Kältemittel für jedes Gebäude oder jede Systemarchitektur geeignet ist.

Verwendung von GWP-Grenzwerten

Bezeichnungen wie „niedriges GWP“ oder „hohes GWP“ besitzen nicht für jeden Zweck eine einheitliche Grenze. Die EU-Gesetzgebung verwendet für definierte Gerätekategorien konkrete Grenzwerte wie 150 und 750. Dabei handelt es sich um rechtliche Auslösewerte und nicht um allgemeingültige Umweltklassen.

Eine eindeutige Spezifikation sollte daher den tatsächlichen Wert angeben:

• Präziser: „GWP100 des Kältemittels: 0,02 gemäß Verordnung (EU) 2024/573.“
• Weniger präzise: „Verwendet ein umweltfreundliches Kältemittel.“

Anwendungsfälle für das Kältemittel-GWP

Neubau von Wohngebäuden

Definition: Bei einem neuen Wohnbauprojekt wird die Wärmepumpe vor Baubeginn oder vor der wesentlichen Installation der Gebäudetechnik ausgewählt.

Zweck: Der Planer kann die Kältemitteltechnologie mit dem Aufstellort, der Heizlastberechnung und den Niedertemperatur-Wärmeabgabesystemen abstimmen.

Nutzen: Regulatorische Anforderungen und Sicherheitsmaßnahmen können berücksichtigt werden, bevor bauliche oder landschaftsplanerische Entscheidungen feststehen.

Beispiel: Eine außen aufgestellte Monoblock-Wärmepumpe kann hinsichtlich Kältemittel-GWP, Mindestabständen, Schall, Vorlauftemperatur und hydraulischer Einbindung als Gesamtpaket bewertet werden.

Sanierung von Wohngebäuden

Definition: Bei einer Sanierung wird ein vorhandener Heizkessel oder eine ältere Wärmepumpe ersetzt, während Teile des bestehenden Gebäudesystems erhalten bleiben.

Zweck: Die Kältemittelentscheidung muss mit den erforderlichen Heizkörpertemperaturen, dem Dämmstandard und dem verfügbaren Außen- oder Technikraum kombiniert werden.

Nutzen: Dadurch wird vermieden, dass ein Kältemittel ausschließlich anhand seines GWP ausgewählt wird, ohne zu prüfen, ob die Wärmepumpe die erforderliche saisonale Leistung erbringen kann.

Beispiel: Eine Wärmepumpe mit niedrigem GWP kann geeignet sein. Der Planer muss jedoch weiterhin Leistung und Effizienz bei der im Winter benötigten Vorlauftemperatur überprüfen.

Mehrfamilienhäuser und Wohnungsportfolios

Definition: Ein Eigentümer betreibt mehrere Wohnungen oder mehrere Wärmeerzeugungsanlagen.

Zweck: Eine Portfoliobewertung vereinheitlicht Daten zu GWP, Füllmenge, Wartung und Austausch.

Nutzen: Der Eigentümer kann erkennen, welche Systeme die größten Risiken hinsichtlich direkter Emissionen und Wartung aufweisen.

Beispiel: Ein Wohnungsunternehmen kann Kältemittelart, Füllmenge, Installationsjahr, Leckagehistorie und geplantes Austauschdatum in seiner Anlagendatenbank erfassen.

Hotels und Gebäude mit hohem Warmwasserbedarf

Definition: Diese Gebäude benötigen häufig oder kontinuierlich Trinkwarmwasser.

Zweck: Die Kältemittelauswahl muss den erforderlichen Temperaturbereich und das jeweilige Betriebsprofil unterstützen.

Nutzen: Der Betreiber kann die direkte Kältemittelwirkung vergleichen, ohne Warmwasserleistung oder Effizienz zu beeinträchtigen.

Beispiel: Bei einem Hotelprojekt können Lösungen auf Basis von R290 und R744 verglichen werden. Die endgültige Entscheidung muss jedoch Leistung, Temperaturhub, Platzbedarf, Schall, Hydraulik und Wartungsmöglichkeiten berücksichtigen.

Gewerbliche und industrielle Wärmepumpen

Definition: Größere Wärmepumpen versorgen Prozesswärmeanwendungen, Nah- und Fernwärmesysteme, gewerbliche Warmwasseranlagen oder industrielle Heizsysteme.

Zweck: Die GWP-Bewertung unterstützt die Verwaltung des Kältemittelbestands und die Umweltplanung für große Anlagen.

Nutzen: Kältemittel mit niedrigem GWP können die potenzielle CO₂e-Wirkung einer vollständigen Füllmenge erheblich reduzieren, insbesondere bei großen Kältemittelfüllungen.

Beispiel: Ein Industrieprojekt kann Ammoniak, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffe oder synthetische Optionen mit niedrigerem GWP anhand von Prozesstemperatur, Sicherheitszonen und Fachkompetenz des Betreibers bewerten.

Öffentliche und private Beschaffung

Definition: Eine Ausschreibung definiert technische und umweltbezogene Mindestanforderungen, bevor Anbieter ihre Angebote einreichen.

Zweck: Eine GWP-Anforderung verhindert unklare oder pauschale Aussagen über das Kältemittel.

Nutzen: Alle Bieter stellen vergleichbare Daten zur Verfügung.

Mögliche Angaben in einer Ausschreibung sind:

• Kältemittelbezeichnung.
• Kältemittelfamilie.
• GWP100 einschließlich benannter Quelle.
• Werkseitige Kältemittelfüllmenge.
• Potenzielle Klimawirkung der vollständigen Füllmenge in t CO₂e.
• Sicherheitsklassifizierung.
• Saisonale Effizienz.
• Installationsanforderungen.
• Maßnahmen zur Leckagevermeidung.
• Verfahren zur Rückgewinnung und Behandlung am Ende der Lebensdauer.

Wartungs- und Austauschplanung

Definition: Bestehende Geräte werden im Rahmen einer Wartung oder vor einer größeren Reparatur bewertet.

Zweck: Die Bewertung soll feststellen, ob Weiterbetrieb, Reparatur oder Austausch über den Lebenszyklus die bessere Entscheidung ist.

Nutzen: Der Eigentümer vermeidet Notfallentscheidungen nach einem Kältemittelverlust oder Verdichterschaden.

Beispiel: Eine ältere R410A-Wärmepumpe kann weiterhin funktionsfähig sein. Ihre Füllmenge, ihr Zustand, die Reparaturkosten, die Energieeffizienz und die erwartete Kältemittelverfügbarkeit sollten jedoch gemeinsam bewertet werden.

Vorteile einer Strategie mit niedrigem Kältemittel-GWP

Geringere potenzielle direkte Emissionen

Ein niedrigeres GWP reduziert die CO₂e-Wirkung jedes freigesetzten Kilogramms. Dieser Vorteil gilt bei unbeabsichtigten Leckagen, bei Verlusten während Wartungsarbeiten und bei unvollständiger Rückgewinnung am Ende der Lebensdauer.

Das beste Ergebnis kombiniert:

• Ein niedriges Kältemittel-GWP.
• Eine geringe Kältemittelfüllmenge.
• Dichte Geräte.
• Eine fachgerechte Installation.
• Professionelle Wartung.
• Hohe Rückgewinnungsquoten.

Höhere regulatorische Zukunftssicherheit

Geräte, die ein Kältemittel unterhalb eines bevorstehenden GWP-Grenzwerts verwenden, geraten möglicherweise seltener in unmittelbaren Konflikt mit diesem Grenzwert. Nicht fluorierte Alternativen fallen außerdem nicht unter Produktverbote, die ausdrücklich an den Gehalt fluorierter Treibhausgase anknüpfen.

Regulatorische Zukunftssicherheit ist jedoch nicht mit einer dauerhaften Ausnahme von allen Anforderungen gleichzusetzen. Sicherheitsvorschriften, Produktnormen, Bauvorschriften und zukünftige Umweltanforderungen gelten weiterhin.

Geringere Abhängigkeit von der Kältemittelversorgung

Die EU-HFKW-Quote reduziert die Menge an HFKW-Kältemittel, die auf den Markt gebracht werden darf. Systeme, die auf HFKW mit höherem GWP angewiesen sind, können daher langfristig größere Risiken hinsichtlich Versorgung und Wartung aufweisen.

Eine Strategie mit geringerer Abhängigkeit kann folgende Vorteile bieten:

• Besser planbare Wartung.
• Geringere Abhängigkeit von neuem, nicht recyceltem Kältemittel mit hohem GWP.
• Einfachere Umstellung eines Anlagenportfolios.
• Bessere Übereinstimmung mit zukünftigen Beschaffungsrichtlinien.

Transparentere CO₂-Berichterstattung

Mithilfe des GWP können direkte Kältemittelemissionen in CO₂e angegeben werden. Immobilieneigentümer erhalten dadurch eine wiederholbare Methode zur Erfassung von Verlusten und Nachfüllmengen.

Nützliche Aufzeichnungen umfassen:

• Kältemittelbestand zu Beginn des Berichtszeitraums.
• Bei Wartungsarbeiten hinzugefügtes Kältemittel.
• Zurückgewonnenes Kältemittel.
• Zum Recycling oder zur Aufarbeitung abgegebenes Kältemittel.
• Nicht erklärte Verluste.
• Berechnete CO₂e-Emissionen.

Glaubwürdigere ökologische Produktpositionierung

Ein konkret angegebener GWP-Wert ist glaubwürdiger als eine allgemeine Aussage über ein „grünes Kältemittel“. Kunden und Projektteams können die Angabe anhand einer offiziellen Quelle überprüfen.

Eine vollständige Produktpositionierung sollte Folgendes kombinieren:

• GWP des Kältemittels.
• Kältemittelfüllmenge.
• Saisonale Effizienz.
• Anwendbares Sicherheitskonzept.
• Erwartete Lebensdauer.
• Reparierbarkeit.
• Verantwortungsvolle Rückgewinnung am Ende der Lebensdauer.

Bessere langfristige Anlagenentscheidungen

Die Beschaffung einer Wärmepumpe beeinflusst Betriebs- und Wartungskosten über viele Jahre. GWP-Informationen helfen Eigentümern, Veränderungen zu berücksichtigen, die erst nach der Installation eintreten können.

Dies unterstützt bessere Entscheidungen hinsichtlich:

• Neuer Geräte.
• Größerer Reparaturen.
• Des Austauschs des Kältemittelkreislaufs.
• Der Standardisierung eines Anlagenportfolios.
• Des Risikos vorzeitiger technischer oder regulatorischer Obsoleszenz.
• Der Außerbetriebnahme.

Auswahl einer Wärmepumpe unter Berücksichtigung des Kältemittel-GWP

Es gibt kein Kältemittel, das für jede Wärmepumpe gleichermaßen die beste Lösung darstellt. Aufstellort, Leistung, Wärmequelle, Temperaturanforderungen, Systemarchitektur, Sicherheit und Effizienz beeinflussen die Eignung.

Die Europäische Kommission weist ausdrücklich darauf hin, dass Kältemittelalternativen nach Gerätekategorie und in bestimmten Fällen auch nach geografischem Standort zu bewerten sind.

Schrittweise GWP-Bewertung

Schritt 1: Genaues Kältemittel bestimmen

Verwenden Sie die vollständige Kältemittelbezeichnung aus dem technischen Datenblatt oder vom Typenschild. Verlassen Sie sich nicht auf Bezeichnungen wie „Kältemittel mit niedrigem GWP“, wenn keine konkrete Kältemittelnummer angegeben ist.

Beispiele:

• R290.
• R32.
• R454C.
• R407C.
• R410A.

Schritt 2: Werkseitige Kältemittelfüllmenge erfassen

Ermitteln Sie die Füllmenge in Kilogramm. Bei vor Ort verbundenen Systemen ist auch die zusätzliche Kältemittelmenge zu berücksichtigen, die aufgrund der installierten Leitungslänge erforderlich ist.

Die Füllmenge bestimmt die potenzielle Klimawirkung bei vollständiger Freisetzung. Zwei Produkte mit demselben Kältemittel können unterschiedliche CO₂e-Werte aufweisen, wenn sich ihre Füllmengen unterscheiden.

Schritt 3: Anwendbaren GWP-Wert bestätigen

Verwenden Sie den Wert, der am Projektstandort und für den vorgesehenen Berechnungszweck gilt. Dokumentieren Sie die Quelle und den Bewertungszeitraum.

Für die Einhaltung der EU-Vorschriften ist der nach der Verordnung (EU) 2024/573 verwendete Wert zu bestimmen. In der Schweiz sind die anwendbaren Definitionen der ChemRRV und die Hinweise des Bundesamts für Umwelt zu beachten.

Schritt 4: CO₂e der vollständigen Füllmenge berechnen

Verwenden Sie folgende Formel:

Füllmenge in kg × GWP ÷ 1.000 = potenzielle Klimawirkung der vollständigen Füllmenge in t CO₂e

Dieser Wert stellt ein potenzielles Risiko dar. Er bedeutet nicht, dass davon ausgegangen wird, dass die gesamte Füllmenge entweicht.

Schritt 5: Kältemittelemissionen über den Lebenszyklus abschätzen

Berücksichtigen Sie:

• Verluste bei Herstellung und werkseitiger Befüllung, sofern Daten verfügbar sind.
• Erwartete betriebliche Leckagen.
• Verluste bei Wartungsarbeiten.
• Nach Reparaturen hinzugefügtes Kältemittel.
• Am Ende der Lebensdauer zurückgewonnenes Kältemittel.
• Nicht zurückgewonnene Restfüllmengen.

Verwenden Sie dokumentierte projektspezifische Annahmen anstelle eines pauschalen Prozentsatzes, sofern verlässliche Wartungsdaten verfügbar sind.

Schritt 6: Marktbeschränkungen prüfen

Überprüfen Sie:

• Gerätekategorie.
• Nennleistung.
• In sich geschlossene oder geteilte Bauweise.
• GWP des Kältemittels.
• Vorgesehenes Datum des Inverkehrbringens.
• Sicherheitsbedingte Ausnahmen.
• Nationale Vollzugsanforderungen.

Ein Modell, das heute verfügbar ist, muss nicht zwangsläufig die richtige Wahl für ein Projekt sein, das erst nach dem Inkrafttreten einer zukünftigen Beschränkung geliefert wird.

Schritt 7: Kältemittelsicherheit bewerten

Prüfen Sie die geltende Sicherheitsklassifizierung des Kältemittels sowie die Installationsanweisungen des Herstellers. Bewerten Sie:

• Aufenthaltsbereiche.
• Außenaufstellung.
• Belüftung.
• Zündquellen.
• Wartungszugänge.
• Erforderliche Mindestabstände.

Das GWP kann diese Sicherheitsbewertung nicht ersetzen. ISO 817 klassifiziert Kältemittel anhand von Toxizitäts- und Entflammbarkeitskriterien.

Schritt 8: Tatsächliche Betriebseffizienz vergleichen

Bewerten Sie die Effizienz unter den Auslegungsbedingungen des Projekts und nicht nur an einem günstigen Normbetriebspunkt.

Zu prüfen sind:

• COP bei relevanten Wärmequellen- und Vorlauftemperaturen.
• SCOP für die entsprechende Klimazone.
• Erwartete Jahresarbeitszahl.
• Hilfsenergiebedarf.
• Abtaubetrieb.
• Effizienz der Trinkwarmwasserbereitung.
• Einsatz eines Zusatzheizstabs.
• Teillastverhalten.

Schritt 9: Regionale Wartungsmöglichkeiten prüfen

Stellen Sie sicher, dass in der Region geschultes Personal, geeignete Werkzeuge und Ersatzkomponenten verfügbar sind. Rückgewinnung und Handhabung des Kältemittels müssen den anwendbaren rechtlichen und technischen Anforderungen entsprechen.

Der EU-Rechtsrahmen verlangt für relevante Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten qualifiziertes Personal und schreibt die Rückgewinnung des Kältemittels am Ende der Lebensdauer vor.

Schritt 10: Rückgewinnung am Ende der Lebensdauer planen

In der Projektspezifikation sollte festgelegt werden, wer beim Austausch des Systems für die Rückgewinnung des Kältemittels verantwortlich ist.

Das zurückgewonnene Kältemittel sollte je nach anwendbaren Vorschriften über einen autorisierten Weg:

• Wiederverwendet.
• Recycelt.
• Aufgearbeitet.
• Oder fachgerecht zerstört werden.

Checkliste für die Auswahl einer Wärmepumpe

Warnsignale bei der Auswahl

Die folgenden Aussagen sollten kritisch betrachtet werden:

• „Das GWP spielt keine Rolle, weil Wärmepumpen niemals undicht werden.“
• „Das Kältemittel mit dem niedrigsten GWP ergibt automatisch das beste Produkt.“
• „Ein niedriges GWP beweist einen niedrigen Stromverbrauch.“
• „Alle natürlichen Kältemittel sind risikofrei.“
• „Jedes Kältemittel kann ein älteres Kältemittel ersetzen.“
• „Eine bestehende Anlage wird illegal, sobald ein Verbot für neue Produkte beginnt.“
• „Ein GWP-Wert ist auch ohne Angabe seiner Quelle gültig.“
• „Die Kältemittelfüllmenge spielt bei niedrigem GWP keine Rolle.“

Vergleiche des Kältemittel-GWP

GWP im Vergleich zu anderen Wärmepumpenkennzahlen

GWP im Vergleich zu CO₂e

Das GWP ist ein Faktor. CO₂e ist das Ergebnis, das nach Anwendung dieses Faktors auf eine bestimmte Masse entsteht.

• GWP: R32 = 675.
• Freigesetzte Masse: 1,5 kg.
• CO₂e: 1,5 × 675 = 1.012,5 kg CO₂e.

Diese Unterscheidung ist in Spezifikationen wichtig. Ein Produkt sollte nicht mit „675 kg CO₂e“ ausgewiesen werden, sofern nicht auch die dazugehörige freigesetzte Masse definiert ist.

GWP im Vergleich zur Kältemittelfüllmenge

Eine geringe Kältemittelfüllmenge reduziert die Menge, die potenziell freigesetzt werden kann. Ein niedriges GWP reduziert die Erwärmungswirkung jedes freigesetzten Kilogramms.

Die wirksamste Strategie zur Verringerung direkter Emissionen kombiniert in der Regel:

Niedriges GWP × geringe Füllmenge × geringe Leckage × hohe Rückgewinnung

Ein Produkt mit einer geringen Menge eines Kältemittels mit hohem GWP kann dennoch einen erheblichen CO₂e-Wert für die vollständige Füllmenge aufweisen. Auch ein Produkt mit einem Kältemittel mit niedrigem GWP benötigt eine dichte Konstruktion und eine fachgerechte Wartung.

GWP im Vergleich zur Wärmepumpeneffizienz

GWP und Effizienz beantworten unterschiedliche Fragen:

• GWP: Welche potenzielle Klimawirkung entsteht, wenn Kältemittel emittiert wird?
• COP: Wie effizient arbeitet die Wärmepumpe an einem bestimmten Betriebspunkt?
• SCOP: Wie effizient arbeitet sie über eine standardisierte Heizperiode?
• Jahresarbeitszahl: Wie effizient arbeitet das installierte System über einen längeren Zeitraum?

Ein vollständiger Umweltvergleich berücksichtigt sowohl direkte als auch indirekte Emissionen. ASHRAE empfiehlt Lebenszyklusmethoden, die Effizienz, direkte Emissionen, indirekte Emissionen, Sicherheit und Auswirkungen am Ende der Lebensdauer gemeinsam betrachten.

GWP im Vergleich zum ODP

Das Treibhauspotenzial und das Ozonabbaupotenzial sind zwei unterschiedliche Umwelteigenschaften:

• Das GWP betrifft die globale Erwärmung.
• Das ODP betrifft den Abbau der stratosphärischen Ozonschicht.

Ein Kältemittel kann ein ODP von null und dennoch ein hohes GWP besitzen. Der Ersatz ozonschichtabbauender Kältemittel beseitigte daher nicht die Notwendigkeit, auch die Klimawirkung von HFKW zu reduzieren.

Vergleich von R290, R32 und R410A

R32 besitzt ein deutlich niedrigeres GWP als R410A, liegt jedoch weiterhin über dem GWP-Grenzwert 150, der in mehreren zukünftigen EU-Produktbeschränkungen verwendet wird.

R290 hat eine wesentlich geringere direkte Klimawirkung. Aufgrund seiner Entflammbarkeit sind jedoch ein ausdrücklich für Propan entwickeltes Produkt und eine entsprechend ausgelegte Installation erforderlich.

Monoblock- im Vergleich zu Split-Wärmepumpen

Bei einer in sich geschlossenen beziehungsweise Monoblock-Wärmepumpe ist der Kältemittelkreislauf werkseitig vollständig hergestellt. Am Installationsort werden keine kältemittelführenden Komponenten miteinander verbunden.

Eine Split-Wärmepumpe besteht aus Innen- und Außeneinheit, die bei der Installation über Kältemittelleitungen verbunden werden.

Die Bauweise beeinflusst die Installation und die regulatorische Einstufung, bestimmt jedoch nicht das GWP. Beide Bauarten können unterschiedliche Kältemittel verwenden.

Je nach Produkt kann bei einer Monoblock-Ausführung der Kältemittelkreislauf außerhalb von Aufenthaltsräumen bleiben. Dies kann bestimmte Sicherheitskonzepte unterstützen, entbindet jedoch nicht von der Einhaltung vorgeschriebener Abstände, Aufstellhinweise und lokaler Anforderungen.

Natürliche im Vergleich zu synthetischen Kältemitteln

Natürliche und synthetische Kältemittel sollten nicht allein anhand ihrer Bezeichnung verglichen werden.

Integration des Kältemittel-GWP in andere Wärmepumpensysteme

Die Kältemittelauswahl ist lediglich ein Bestandteil der Wärmepumpenplanung. Das beste Umweltergebnis entsteht, wenn der Kältemittelkreislauf auf das Gebäude, die Wärmequelle, das Hydrauliksystem, die Regelung und die Wartungsstrategie abgestimmt wird.

Heizlastberechnung des Gebäudes

Definition: Die Heizlastberechnung bestimmt die bei der lokalen Auslegungstemperatur erforderliche Wärmeleistung.

Zweck: Sie verhindert eine Über- oder Unterdimensionierung.

Nutzen: Eine korrekte Dimensionierung unterstützt einen effizienten Betrieb, reduziert instabiles Takten und ermöglicht die Auswahl einer geeigneten Kältemittelfüllmenge.

Beispiel: Ein gut gedämmtes Haus benötigt möglicherweise eine kleinere Wärmepumpe und damit potenziell weniger Kältemittel als ein überdimensioniertes System.

Wärmeabgabesysteme und Vorlauftemperatur

Definition: Zu den Wärmeabgabesystemen gehören Fußbodenheizungen, Gebläsekonvektoren und Heizkörper.

Zweck: Sie übertragen Wärme aus dem Wasserkreislauf an das Gebäude.

Nutzen: Ausreichend dimensionierte Wärmeabgabesysteme können mit niedrigeren Vorlauftemperaturen arbeiten und dadurch den von der Wärmepumpe benötigten Temperaturhub reduzieren.

Beispiel: Die Vergrößerung ausgewählter Heizkörper kann die saisonale Effizienz verbessern, ohne das Kältemittel-GWP zu verändern.

Dies verdeutlicht eine wichtige Abgrenzung: Das Kältemittel-GWP beeinflusst die direkten Emissionen. Die Vorlauftemperatur und die Systemauslegung beeinflussen dagegen hauptsächlich den Stromverbrauch und damit die indirekten Emissionen.

Trinkwarmwasserbereitung

Definition: Die Wärmepumpe überträgt Wärme an einen Speicher, ein Frischwassermodul oder ein anderes Warmwassersystem.

Zweck: Sie stellt hygienisch einwandfreies und zuverlässig verfügbares Trinkwarmwasser bereit.

Nutzen: Ein richtig dimensioniertes Speichervolumen sowie eine geeignete Temperatur- und Regelungsstrategie verringern unnötigen Hochtemperaturbetrieb.

Beispiel: Das System kann das Warmwasser nach einem Zeitplan erwärmen, anstatt dauerhaft die maximal mögliche Temperatur aufrechtzuerhalten.

Hydraulische Speicherung und Verteilung

Definition: Das Hydrauliksystem umfasst Pumpen, Ventile, Rohrleitungen, Pufferspeicher und Heizkreise.

Zweck: Es verteilt die Wärme mit dem erforderlichen Volumenstrom und der erforderlichen Temperatur.

Nutzen: Eine gute hydraulische Auslegung reduziert Takten, Hilfsstromverbrauch und vermeidbare Temperaturspitzen.

Beispiel: Ein korrekt ausgelegtes Anlagenvolumen und eine geeignete Regelungsstrategie können den Betrieb stabilisieren, ohne einen überdimensionierten Pufferspeicher einzusetzen.

Gebäude- und Energiemanagementregelung

Definition: Regelungssysteme koordinieren Wärmeerzeugung, Raumwärmebedarf, Warmwasserbereitung und weitere Energiesysteme.

Zweck: Sie betreiben die Wärmepumpe entsprechend dem tatsächlichen Bedarf.

Nutzen: Eine bessere Regelung kann den Energieverbrauch senken und gleichzeitig den Komfort erhalten.

Beispiel: Eine witterungsgeführte Regelung passt die Vorlauftemperatur an die Außentemperatur an. Das GWP bleibt unverändert, die gesamten Lebenszyklusemissionen können jedoch durch einen geringeren Stromverbrauch sinken.

Photovoltaik und flexible Stromnutzung

Definition: Eine Photovoltaikanlage erzeugt Strom am Gebäude.

Zweck: Die Wärmepumpenregelung kann geeignete Verbraucher in Zeiträume mit lokaler Stromerzeugung oder günstigen Netzbedingungen verlagern.

Nutzen: Eigenverbrauch und Betriebskosten können verbessert werden.

Beispiel: Die Wärmepumpe kann während Zeiten mit verfügbarem Photovoltaikstrom Trinkwarmwasser erwärmen oder die thermische Speichermasse des Gebäudes nutzen, sofern Komfort- und Effizienzgrenzen eingehalten werden.

Die Integration einer PV-Anlage verändert das GWP des Kältemittels nicht. Sie beeinflusst die energiebedingte Seite der gesamten Klimawirkung.

Überwachung und Wartung

Definition: Die Überwachung erkennt Fehler, ungewöhnliche Betriebsmuster und Veränderungen der Anlagenleistung.

Zweck: Sie ermöglicht ein frühzeitiges Eingreifen.

Nutzen: Probleme können behoben werden, bevor sie zu länger anhaltender Ineffizienz oder Schäden am Kältemittelkreislauf führen.

Beispiel: Anhaltende Druck- oder Temperaturabweichungen können eine technische Überprüfung auslösen, anstatt einen beeinträchtigten Betrieb fortzusetzen.

Ein verantwortungsvolles Kältemittelmanagement umfasst außerdem:

• Fachgerechte Inbetriebnahme.
• Leckagevermeidung.
• Dokumentation.
• Rückgewinnung.
• Recycling.
• Aufarbeitung.
• Sichere Entsorgung.

CO₂- und ESG-Systeme

Definition: Gebäudeeigentümer verwenden CO₂-Managementsysteme, um betriebliche und direkte Emissionen zu erfassen.

Zweck: Kältemitteldaten ergänzen die umfassendere Emissionsbilanz des Gebäudes um direkte Emissionen.

Nutzen: Die Umweltberichterstattung wird vollständiger und besser prüfbar.

Beispiel: Ein Immobilienportfolio kann die jährlichen Kältemittelemissionen in CO₂e anhand dokumentierter Nachfüllmengen berechnen, statt sämtliche Emissionen lediglich anhand des Gerätealters zu schätzen.

Integration in Beschaffung und BIM

Definition: Beschaffungssysteme und Building-Information-Modeling-Modelle speichern technische Produktdaten.

Zweck: Die Kältemittelinformationen bleiben auch dann verfügbar, wenn das ursprüngliche Projektteam nicht mehr beteiligt ist.

Nutzen: Betreiber können bei Wartung oder Austausch auf Kältemittelart, Füllmenge, GWP und Wartungsanforderungen zugreifen.

Empfohlene Datenfelder sind:

• Kältemittelbezeichnung.
• GWP100.
• GWP-Quelle.
• Werkseitige Füllmenge.
• Installierte Füllmenge.
• Potenzielle Klimawirkung der vollständigen Füllmenge in t CO₂e.
• Sicherheitsklassifizierung.
• Installationsbeschränkungen.
• Inbetriebnahmedatum.
• Wartungshistorie.
• Anweisungen zur Rückgewinnung.

Kältemittel-GWP und iDM Energiesysteme GmbH

Bei einem Projekt von iDM Energiesysteme sollte das Kältemittel-GWP als eines von mehreren Kriterien einer vollständigen Wärmepumpenbewertung verwendet werden. Ein niedriges GWP ist vorteilhaft, das Gebäude benötigt jedoch weiterhin die richtige Wärmeleistung, Betriebstemperatur, Wärmequelle, Hydraulik und Regelungsstrategie.

Eine belastbare Umweltspezifikation kombiniert:

1. Ein Kältemittel mit einem geeigneten und dokumentierten GWP.
2. Eine auf die Produktkonstruktion abgestimmte Kältemittelfüllmenge.
3. Eine hohe saisonale Effizienz der Wärmepumpe.
4. Eine korrekte Dimensionierung für das Gebäude.
5. Niedrige und stabile Systemtemperaturen, soweit technisch sinnvoll.
6. Intelligentes Energiemanagement.
7. Professionelle Installation und Inbetriebnahme.
8. Leckagevermeidung und qualifizierten Service.
9. Verantwortungsvolle Rückgewinnung des Kältemittels am Ende der Lebensdauer.

Dieser systemorientierte Ansatz schafft eine glaubwürdigere Produktpositionierung als die isolierte Bewerbung eines einzelnen Kältemittelwerts. Er berücksichtigt sowohl direkte Kältemittelemissionen als auch indirekte energiebedingte Emissionen.

Für Hauseigentümer führt dies zu einer transparenteren Kaufentscheidung. Für Planer entsteht eine technisch belastbare Spezifikation. Für Wohnungsunternehmen und gewerbliche Betreiber unterstützt der Ansatz langfristig die Einhaltung gesetzlicher Anforderungen, die Wartung und das CO₂-Management.

Entscheidungsrahmen für das Kältemittel-GWP

Gehen Sie beim Vergleich von Wärmepumpen in folgender Reihenfolge vor:

1. Gebäudeanforderungen bestimmen.
   Berechnen Sie Heizlast, Warmwasserbedarf und erforderliche Vorlauftemperatur.
2. Geeignete Wärmepumpenarchitekturen bestimmen.
   Vergleichen Sie Wärmequelle, Leistung, Monoblock- oder Split-Bauweise, Platzbedarf und Schallanforderungen.
3. Kältemitteldaten erfassen.
   Bestimmen Sie Kältemittel, GWP-Quelle und installierte Füllmenge.
4. CO₂e der vollständigen Füllmenge berechnen.
   Verwenden Sie die Formel: Füllmenge × GWP ÷ 1.000.
5. Gegenwärtige und zukünftige rechtliche Anforderungen prüfen.
   Berücksichtigen Sie den erwarteten Liefertermin des Produkts und seine voraussichtliche Nutzungsdauer.
6. Sicherheitskonzept überprüfen.
   Beachten Sie die Kältemittelklassifizierung, die Produktanweisungen und die lokalen Installationsvorschriften.
7. Saisonale Effizienz vergleichen.
   Verwenden Sie projektrelevante Wärmequellen- und Vorlauftemperaturen.
8. Service und Rückgewinnung prüfen.
   Bestätigen Sie die Verfügbarkeit qualifizierter Fachkräfte, die Wartungsanforderungen und die Verantwortung am Ende der Lebensdauer.
9. Lebenszyklusleistung bewerten.
   Berücksichtigen Sie sowohl direkte als auch energiebedingte Emissionen.
10. Entscheidung dokumentieren.
    Bewahren Sie die technischen Nachweise in der Gebäude- und Anlagendokumentation auf.

Das Kältemittel-GWP misst die potenzielle Klimawirkung eines Wärmepumpenkältemittels im Verhältnis zu CO₂. Es rechnet Kältemittelemissionen in CO₂e um und unterstützt Vergleiche, regulatorische Entscheidungen, Beschaffungsprozesse und die CO₂-Berichterstattung.

Ein niedrigeres GWP reduziert die direkte Klimawirkung jedes freigesetzten Kilogramms. Es belegt jedoch nicht eigenständig, dass eine Wärmepumpe effizient, sicher oder für ein bestimmtes Gebäude geeignet ist.

Eine vollständige Entscheidung muss folgende Aspekte berücksichtigen:

• Kältemittelfüllmenge.
• Leckagevermeidung.
• Rechtlichen Status.
• Saisonale Effizienz.
• Erforderliche Temperaturen.
• Installationsbedingungen.
• Verfügbarkeit qualifizierter Wartungsleistungen.
• Rückgewinnung am Ende der Lebensdauer.

Für iDM Energiesysteme GmbH ist das Kältemittel-GWP Bestandteil einer umfassenderen Umweltstrategie für Wärmepumpen. Die stärkste Position entsteht durch die Kombination verantwortungsvoller Kältemitteltechnologie mit effizienter Systemauslegung, intelligenter Regelung, professioneller Installation und lebenszyklusorientiertem Service.

Häufig gestellte Fragen zum Kältemittel-GWP

Was bedeutet GWP bei einer Wärmepumpe?

GWP steht für „Global Warming Potential“, auf Deutsch Treibhauspotenzial. Der Wert gibt die potenzielle Erwärmungswirkung des in der Wärmepumpe eingesetzten Kältemittels im Vergleich zu CO₂ an, üblicherweise über einen Zeitraum von 100 Jahren.

Er beschreibt nicht die Energieeffizienz der Wärmepumpe.

Was gilt als gutes Kältemittel-GWP?

Ein niedrigerer Wert weist grundsätzlich auf eine geringere direkte Erwärmungswirkung pro freigesetztem Kilogramm hin. Es gibt jedoch keinen universellen Grenzwert, der für jede Anwendung als „gut“ gilt.

EU-Beschränkungen für Geräte verwenden häufig Grenzwerte wie 150 und 750. Die Anwendung dieser Grenzwerte hängt jedoch von Geräteart, Leistung, Zeitpunkt und Sicherheitsbedingungen ab.

Bedeutet ein GWP von 1, dass keine Klimawirkung besteht?

Nein. Ein GWP von 1 bedeutet, dass ein Kilogramm des Stoffes über den festgelegten Zeithorizont dieselbe Referenz-Erwärmungswirkung wie ein Kilogramm CO₂ besitzt.

R744 ist Kohlendioxid und hat daher ein GWP von 1.

Kann das GWP eines Kältemittels null betragen?

Für einige Kältemittel wird regulatorisch ein GWP von null angegeben. R717 Ammoniak ist ein Beispiel in der aktuellen EU-Tabelle.

Ein GWP von null bedeutet jedoch nicht, dass das gesamte Wärmepumpensystem keinerlei Umweltauswirkungen verursacht.

Senkt ein niedriges GWP den Stromverbrauch einer Wärmepumpe?

Nicht unmittelbar. Das GWP misst die potenzielle direkte Klimawirkung des Kältemittels.

Der Stromverbrauch hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:

• Konstruktion der Wärmepumpe.
• Temperatur der Wärmequelle.
• Vorlauftemperatur.
• Regelung.
• Heizlast des Gebäudes.
• Installationsqualität.

Ist R290 immer besser als R32?

R290 besitzt ein wesentlich niedrigeres GWP. Die richtige Auswahl hängt jedoch zusätzlich von der Produktarchitektur, den Schutzmaßnahmen aufgrund der Entflammbarkeit, den Bedingungen am Aufstellort, der erforderlichen Leistung, der Effizienz und den verfügbaren Wartungsleistungen ab.

R290 ist kein automatischer Ersatz für R32 in Geräten, die für ein anderes Kältemittel entwickelt wurden.

Ist R32 ein Kältemittel mit niedrigem GWP?

R32 besitzt nach dem derzeitigen regulatorischen EU-Wert ein GWP von 675. Dieser Wert ist deutlich niedriger als der Wert von R410A mit 2.088, liegt jedoch über dem GWP-Grenzwert 150, der in mehreren zukünftigen EU-Produktbeschränkungen verwendet wird.

R32 sollte daher präzise als Kältemittel mit einem niedrigeren GWP als R410A bezeichnet werden und nicht pauschal als Kältemittel mit „niedrigem GWP“.

Wird R410A verboten?

Die EU-Vorschriften beschränken schrittweise das Inverkehrbringen neuer Geräte, die F-Gase mit höherem GWP enthalten. Der jeweils geltende Zeitpunkt hängt von der Bauart und Leistung des Geräts ab.

Bestehende R410A-Geräte werden durch ein Verbot für das Inverkehrbringen neuer Produkte nicht automatisch illegal. Die Bedingungen für Wartung und Kältemittelversorgung können jedoch zunehmend restriktiver werden.

Gibt eine Wärmepumpe im normalen Betrieb Kältemittel ab?

Eine ordnungsgemäß funktionierende Wärmepumpe lässt das Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf zirkulieren. Die Freisetzung von Kältemittel ist kein vorgesehener Bestandteil des Betriebs.

Emissionen können entstehen durch:

• Technische Defekte.
• Leckagen.
• Wartungsarbeiten.
• Unsachgemäße Behandlung am Ende der Lebensdauer.

Ist die Kältemittelfüllmenge ebenso wichtig wie das GWP?

Ja. Die gesamte potenzielle direkte Klimawirkung hängt von beiden Größen ab.

Eine kleine und eine große Füllmenge desselben Kältemittels mit hohem GWP ergeben unterschiedliche CO₂e-Werte für die vollständige Füllmenge.

Wie berechne ich das CO₂e einer Wärmepumpe?

Multiplizieren Sie die Kältemittelfüllmenge in Kilogramm mit dem GWP-Wert. Teilen Sie das Ergebnis durch 1.000, um es in Tonnen anzugeben.

Beispiel:

1,8 kg R32 × 675 ÷ 1.000 = 1,215 t CO₂e

Dieser Wert stellt die potenzielle Klimawirkung der vollständigen Kältemittelfüllung dar. Er bedeutet nicht, dass tatsächlich von einer vollständigen Leckage ausgegangen wird.

Welcher GWP-Wert sollte verwendet werden?

Verwenden Sie den Wert, der in der relevanten Verordnung, im anzuwendenden Berichtsstandard oder im Vertrag festgelegt ist. Geben Sie die GWP-Quelle und den verwendeten Zeithorizont an.

Ein IPCC-Wert für ein Kältemittel sollte nicht ohne Erläuterung mit einem regulatorischen EU-Wert für ein anderes Kältemittel kombiniert werden.

Kann eine alte Wärmepumpe mit einem Kältemittel mit niedrigerem GWP befüllt werden?

Nicht automatisch. Kältemittel besitzen unterschiedliche:

• Druckeigenschaften.
• Temperaturverhalten.
• Anforderungen an Schmierstoffe.
• Materialverträglichkeiten.
• Sicherheitsmerkmale.

Ein Wechsel des Kältemittels erfordert die Freigabe des Herstellers, ein technisch ausgelegtes Umrüstverfahren und die Einhaltung aller rechtlichen Anforderungen.

Ein nicht genehmigter Austausch kann Sicherheits-, Zuverlässigkeits- und Garantieprobleme verursachen.