Auswahl zwischen Kältemitteln und Wasser für den Einsatz in Wärmepumpenrohren

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Görlitz, 29. Juni 2025. Bei der Planung und Installation eines Wärmepumpenrohrsystems muss oft eine wichtige Entscheidung über das zu verwendende Medium für die Wärmeübertragung getroffen werden. Moderne Konfigurationen haben diese Auswahl auf Kältemittel und Wasser eingegrenzt.

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Laut Experten für Wärmepumpenrohre ist bei der Auswahl einer Wärmepumpenleitung von BRUGG zu beachten, dass die Wahl des Wärmeübertragungsmediums Auswirkungen auf die Energieeffizienz, die Wärmeleitfähigkeit, die Sicherheit, die Installation, die Wartung und die Steuerungsmechanismen des Systems haben kann.


Das bedeutet, dass unabhängig von der verwendeten Wärmepumpe, sei es eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, eine Split-Luft-Wasser-Wärmepumpe oder eine Monoblock-Wärmepumpe, die Art des Wärmeträgermediums die Effizienz und Leistung des Systems maßgeblich beeinflusst.


Bei der Entscheidung zwischen einem Kältemittel und Wasser ist es daher am besten, deren Eigenschaften, Vor- und Nachteile sowie deren Eignung für die Systemanforderungen, Standorte und Rohrtypen zu kennen.


Vergleich zwischen Wasser und Kältemitteln in Wärmepumpenrohren


Wärmepumpensysteme können je nach den spezifischen Eigenschaften der Wärmepumpe und ihren Anwendungsbereichen Wasser oder Kältemittel verwenden. Beispielsweise verwenden hydronische Wärmepumpensysteme manchmal Wasser als Sekundärflüssigkeit, um Wärme aus dem Kältemittelkreislauf an das Heiz- und Kühlsystem des Gebäudes zu übertragen.


Während dieses Wärmeübertragungsprozesses findet keine Phasenänderung des Wassers statt. In kalten Regionen wird Wasser außerdem mit einer Frostschutzlösung gemischt, um ein Einfrieren während der Wärmeübertragung zu verhindern.


Im Gegensatz dazu sind Kältemittel formulierte Substanzen, die vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergehen können. Dadurch können sie in einem geschlossenen Kreislauf Wärme effektiv aufnehmen und abgeben und so Wärme an verschiedene Bereiche übertragen.


Hier finden Sie einen Vergleich der wichtigsten Eigenschaften von Wasser und Kältemitteln, die in Wärmepumpenrohren verwendet werden:


1. Übertragungsleistung


Kältemittel:


Kältemittel wie R410A und R32 wurden speziell für eine hohe Wärmeeffizienz bei Phasenübergängen entwickelt. Im Verdampfer nehmen sie selbst bei Außentemperaturen unter dem Gefrierpunkt Wärme auf und geben diese dann durch Kondensation an das Gebäudeinnere ab.




  • Aufgrund der optimalen Phasenübergänge bieten Kältemittel eine höhere Wärmeübertragungsrate.




  • Sie arbeiten effizient im Kühl- und Heizmodus.




  • Ihre Leistung kann in Kupfer-Wärmepumpenrohren oder Rohren aus druckfesten Materialien noch weiter optimiert werden.




Wasser:


Im Vergleich zu Kältemitteln hat Wasser eine geringere Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund seiner hohen spezifischen Wärmekapazität ist es jedoch ideal für die Übertragung großer Wärmemengen.




  • Wasser erfordert aufgrund seiner langsameren Energieübertragung Rohre mit größerem Durchmesser.




  • Es wird häufig als Sekundärflüssigkeit in Monoblock-Systemen verwendet, um die Wärme in die Gebäude zu transportieren, während das Kältemittel außerhalb bleibt.




  • Wasserbasierte Systeme können aufgrund ihrer Flexibilität und Kosteneffizienz PEX-Rohrleitungen verwenden.




2. Kompatibilität der Rohrmaterialien


Kältemittel:


Bei der Auswahl eines Wärmeübertragungsmediums sollte dieses mit den Rohrleitungen der Wärmepumpe kompatibel sein, um Effizienz, Sicherheit und Langlebigkeit zu gewährleisten. Kältemittel erfordern beispielsweise aufgrund ihrer chemischen Eigenschaften und des Drucks der Flüssigkeit Rohre aus Edelstahl oder Kupfer.


Wasser:


Wärmepumpensysteme, die mit Wasser arbeiten, können zur Übertragung der Wärmeenergie Rohre aus Kunststoff oder mehrschichtigen Materialien verwenden. Diese Systeme sind aufgrund ihrer einfachen Installation wesentlich kostengünstiger und eignen sich daher ideal für Nachrüstungen und Neubauten.


Insgesamt bestimmt die Art der verwendeten Rohrmaterialien den Grad der Installationskomplexität, die Wärmeleitfähigkeit und den langfristigen Wartungsaufwand.


3. Sicherheitsaspekte


Kältemittel:


Kältemittel unterliegen besonderen Sicherheitsanforderungen, die bei der Installation von Wärmepumpenrohren berücksichtigt werden müssen.




  • Da das Kältemittel unter hohem Druck steht, sind luftdichte und präzise Steuerungsinstallationen erforderlich.




  • Aufgrund der Gefährlichkeit der meisten Kältemittel sollten Installation und Wartung von zertifizierten Fachleuten durchgeführt werden.




  • Jede Leckage kann zu Umweltgefahren und Gesundheitsproblemen führen.




Wasser:


Wasserbasierte Systeme gelten im Allgemeinen als sicherer und sind daher für den direkten Einsatz in Haushalten, wo Sicherheit von entscheidender Bedeutung ist, vorzuziehen.




  • Wasser enthält keine unter Druck stehenden Gase oder giftigen Substanzen.




  • Rohrkomponenten sind kostengünstiger und einfacher zu ersetzen oder zu reparieren.




4. Installationskosten und Komplexität


Kältemittel:


Die Installation von Rohrleitungen für Kältemittel-Wärmepumpen kann kostspielig sein, da sie nur von Fachleuten mit einer Zertifizierung für den Umgang mit Kältemitteln durchgeführt werden darf. Darüber hinaus erhöhen eine genaue Planung und die Komplexität der Beseitigung der Einschränkungen durch Gasdruckabfälle den Arbeits- und Installationsaufwand.


Wasser:


Wasserbasierte Systeme sind aufgrund der flexiblen Verlegbarkeit und Modularität von Kunststoffrohren einfacher zu installieren, insbesondere in komplexen Strukturen und unterirdischen Anlagen. Die Kosten für die Installation wasserbasierter Systeme sind ebenfalls geringer.


5. Wartung und langfristiger Betrieb


Kältemittel:


Kältemittelsysteme müssen regelmäßig von einem Fachmann auf Druck geprüft, mit Kältemittel aufgefüllt und auf Undichtigkeiten überprüft werden. Dadurch wird sichergestellt, dass das Kältemittelsystem lange hält und effizient bleibt.


Wasser:


Im Vergleich zu Kältemittelsystemen sind wasserbasierte Systeme viel einfacher zu warten. Sie erfordern lediglich einfache Pumpenprüfungen, gelegentlichen Flüssigkeitswechsel und Filterreinigung.


6. Systemdesign und Anwendungen


Kältemittel:


Die Wahl zwischen Wasser und Kältemitteln als Wärmeträger hat einen erheblichen Einfluss auf die Architektur des Wärmepumpensystems. Kältemittelbasierte Systeme verfügen über geschlossene Kreisläufe mit direkt integrierten Komponenten wie Kompressoren und Expansionsventilen. Aufgrund ihres geringen Platzbedarfs und ihrer hervorragenden Wärmeübertragung eignen sie sich auch ideal für den Einsatz in hocheffizienten und kompakten Wärmepumpen für Wohngebäude.


Wasser:


Wasserbasierte Systeme verwenden separate Pumpen und Wärmetauscher zur Energieübertragung. Die Rohrleitungsmaterialien sollten ebenfalls mit dem Druck der Flüssigkeit kompatibel sein und eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen.


In der Praxis eignet sich Wasser ideal für großtechnische oder industrielle Anwendungen, bei denen Wartung, Sicherheit und thermische Trägheit von großer Bedeutung sind.


Darüber hinaus lassen sich wasserbasierte Systeme leicht in verschiedene Energiequellen integrieren, wodurch sie besser an Fernwärmesysteme angepasst werden können.


Beispielsweise wird Wasser aufgrund seiner Verfügbarkeit und hohen Wärmekapazität häufig in Wasser- und Erdwärmepumpen (geothermische Systeme) verwendet. Daher hängt die Verwendung von Wasser als Wärmeträgermedium weitgehend vom jeweiligen Projekt ab.


Fazit


Bei der Wahl zwischen Wasser und Kältemittel für Wärmepumpenrohrleitungen sollte ein kritisches Gleichgewicht zwischen Effizienz, Kosten, Sicherheit und Systemkomplexität erreicht werden. Kältemittel bieten eine höhere Wärmeleitfähigkeit, unterliegen jedoch strengeren Vorschriften, verursachen höhere Kosten und werfen Sicherheitsbedenken auf.


Wasser hingegen ist sicherer und wasserbasierte Systeme sind einfacher zu installieren und in der Regel umweltfreundlicher. Allerdings erfordern sie größere Rohre und eine angemessene Isolierung, um Wärmeverluste zu vermeiden. Letztendlich hängt das ideale Wärmeübertragungsmedium von den Anforderungen und Spezifikationen des jeweiligen Projekts ab.

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  • Erstellt am 29.06.2025 - 10:34Uhr | Zuletzt geändert am 29.06.2025 - 10:44Uhr
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