Wenn man sich für den Kauf einer Wärmepumpe entscheidet, achtet man in der Regel auf deren Parameter. Während man sich jedoch in erster Linie für die Heizleistung des Geräts und den Preis, den man dafür zahlen muss, interessiert, ist man selten an anderen Merkmalen der Wärmepumpe interessiert. Einer der Aspekte, auf den man bei der Wahl einer Wärmepumpe achten sollte, ist das in der Konstruktion verwendete Kältemittel. Schauen wir uns genauer an, was sich in der Pumpe befinden kann und was die Kältemittel sind, die mit Symbolen bezeichnet werden, die dem Durchschnittsverbraucher wenig sagen.
Was sind Kältemittel?
Unter Kältemittel, auch Kühlmittel genannt, versteht man das thermodynamische Mittel, das am Wärmeaustausch in einer bestimmten Kälteanlage oder Wärmepumpe beteiligt ist. Das Prinzip der Kältemittel ist einfach: indem man das Kältemittel bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur in einem Kältesystem aus Kupfer zum Sieden bringt, nimmt das Kältemittel die erzeugte Wärme auf und gibt sie bei höherem Druck und höherer Temperatur durch Kondensation wieder ab. Die Anfänge der Kältemittel liegen in den 1830er Jahren. Damals erfand Jacob Perkins die Verdunstungskälteanlage und legte damit den Grundstein für die heutige Kältetechnik.
Obwohl das ideale Kältemittel sicher für Mensch und Umwelt, nicht korrosiv und mit guten thermodynamischen Eigenschaften ausgestattet sein sollte, scheint es nur in unserer Vorstellung zu existieren. Bislang ist es den Wissenschaftlern nicht gelungen, einen solchen Stoff zu finden, der alle oben genannten Anforderungen erfüllen könnte. Dennoch werden weiterhin verschiedene Kombinationen und Stoffe getestet, um ein Kältemittel zu finden, das dem Ideal so nahe wie möglich kommt.
Kältemittel in Wärmepumpen
Heutzutage gibt es auf dem Markt Wärmepumpen, die mit verschiedenen Arbeitsmedien ausgestattet sind, allerdings können einige davon als die beliebtesten angesehen werden. Zu denjenigen, die in großem Umfang in Haushaltslösungen verwendet werden, gehören sicherlich die Fluorkohlenwasserstoffe, oder anders ausgedrückt, die fluorierten Treibhausgase. Dazu gehören:
- R410A – eine nahezu azeotrope Mischung aus R32 (50%) und R125 (50%),
- R134a – oder das sogenannte Tetrafluorethan,
- R407C – d.h. ein nicht entflammbares, zeotropes Gemisch aus R32 (23%), R125 (25%) und R134A. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren gibt es auch immer häufiger Mittel wie:
- R32 – oder Difluormethan, das u. a. in Klimaanlagen verwendet wird,
- R1234ze – trans-1,3,3,3-Tetrafluorprop-1-an, das sich durch ein niedriges GWP auszeichnet.
Sowie natürliche Mittel, die immer mehr an Interesse gewinnen. Dazu gehören R290 (Propan) und R744 (Kohlendioxid (CO2)).
Macht das verwendete Kältemittel einen Unterschied?
Da die auf dem Markt befindlichen Wärmepumpen und Kühlgeräte eine so große Auswahl an Kältemitteln bieten, stellt sich natürlich die Frage, ob es von Bedeutung ist, welcher Stoff in der Klimaanlage oder Wärmepumpe enthalten ist. Es hat sich gezeigt, dass dies ein wichtiges Thema ist. In der Tat lassen sich alle Kältemittel je nach ihrer Entflammbarkeit oder Toxizität in verschiedene Gruppen einteilen. Für die Entzündbarkeit von Stoffen wird eine numerische Bezeichnung verwendet, wobei 1 für nicht entzündlich, 2 für entzündlich, 2L für mäßig entzündlich und 3 für entzündlich oder explosiv steht. Die Toxizität hingegen wird mit dem Buchstaben A (geringe Toxizität) oder B (hohe Toxizität) gekennzeichnet. So ist beispielsweise Propan (R290) ein entflammbarer Stoff, was bedeutet, dass der Hersteller verpflichtet ist, zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen für die Benutzer von Geräten mit diesem Stoff zu treffen. Im Gegensatz dazu sind R410A und R134a Kältemittel der Gruppe A1, d. h. sie sind nicht entflammbar und haben eine geringe Toxizität, was sie für den Benutzer sicher macht. Diese beiden Schlüsselaspekte sind wichtig für die Entwicklung von Geräten, die ein Kältemittel benötigen.