#SuccessStory: Neue Kältemittel steigern Wärmepumpen-Effizienz

Das Tiroler Unternehmen Heliotherm ist seit 30 Jahren führend in der Entwicklung effizienter Wärmepumpen. Mit neuen Kältemitteln, die gemeinsam mit der Universität Innsbruck getestet werden, öffnet sich neues Verbesserungspotenzial für die Zukunft.

Wärmepumpen sind ein wesentlicher Baustein für eine Abkehr von fossilen Brennstoffen. Moderne Lösungen sorgen für wohlige Wärme, ausreichende Warmwasserbereitung und eine entsprechende Raumkühlung im Sommer. Mit der intelligenten Einbindung von Photovoltaik-Modulen kann ein Teil des Energiebedarfs gedeckt und ein hoher Strompreis abgefedert werden.

Heliotherm strebt im Segment der Wärmepumpe nach der Technologieführerschaft in Europa. Die leiseste Wärmepumpe am Markt und eine Reihe von "Red Dot"-Design Awards unterstreichen diesen Anspruch. Immer wieder stellt sich das Unternehmen die Frage, wie sich die Technologie weiter verbessern lässt; dabei ist der Kältemitteleinsatz als wesentlicher Ansatzpunkt identifiziert worden.

Austretende Kältemittel als potenzielle Klimagefahr

Im Normalbetrieb geben Wärmepumpen mit einem hohen Sicherheitsstandard keine Kältemittel an die Atmosphäre ab. Wird der geschlossene Kreislauf allerdings durch unsachgemäße Behandlung beschädigt, dann werden die verwendete Kältemittel zu einer großen Gefahr. Durch ein Leck oder einen unsachgemäßen Ausbau des Kühlsystems können pro kg Gas bis zu 2.000 kg CO₂ in die Atmosphäre freigesetzt werden, eine erhebliche Menge. Besonders in Europa forscht man intensiv nach besseren Alternativen. Der Trend zu grünen Kältemitteln bringt aber nicht nur Vorteile, oft muss für eine bessere Gesamtbilanz der Aspekt der Unbrennbarkeit aufgegeben werden.

Eine Wärmepumpe ist eine saubere Heizung, wenn der Strom zuverlässig aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird.
Foto: © Heliotherm Wärmepumpentechnik Ges.m.b.H.

Technische Herausforderungen bewältigen

Für die Hersteller von Kühlsystemen und Wärmepumpen ist die richtige chemische Zusammensetzung der Kältemittel entscheidend. Nur mit entsprechender Schmierfähigkeit werden Lagerschäden im Verdichter vermieden. Einer höheren Brennbarkeit müssen entsprechende Sicherheitsmaßnahmen gegenüberstehen. Darüber hinaus sind natürlich auch die Kühlmittelkosten relevant, denn eine Wärmepumpe benötigt aktuell ca. 2-3 kg Kältemittel (gegenüber ca. 150 Gramm, mit denen ein Kühlschrank auskommt). Viele Kältemittel müssen darüber hinaus auch unter höherem Druck gehalten werden, das bringt neue technische Herausforderungen.

Traditionell hat Heliotherm immer das beste verfügbare Kältemittel verwendet. In Kooperation mit der Uni Innsbruck und mit Unterstützung der FFG geht das Unternehmen einen Schritt weiter: Ein neues Kältemittel soll den Kompromiss zwischen Klimaerwärmung und Brandgefahr lösen, ohne die Kunden zu gefährden. Eigenständig entwickelte Kondensationswärmetauscher mit verringerten Kältemittelmengen sollen den Bedarf insgesamt senken und die Effizienz erhöhen.

Heliotherm erzeugt hoch effiziente Wärmepumpen und baut seine Technologieführerschaft kontinuierlich aus.
Foto: © Heliotherm Wärmepumpentechnik Ges.m.b.H.

Um unter unzähligen Möglichkeiten das richtige Mischverhältnis zu identifizieren, hat die Universität Innsbruck eine Simulationssoftware für Kältemittelmischungen entwickelt. Das Softwaretool zeigt, wie sich die unterschiedlichen Stoffe auf die Wärmepumpe und die Umwelt auswirken. Aktuell läuft der daraus entwickelte Proof-of-concept bereits im Labor. Die Heliotherm-Entwicklungsabteilung lässt dieses Know-how nun bei der nächsten Generation der Wärmepumpen einfließen.

FFG-Förderung federt Entwicklungsrisiko ab

Bei Heliotherm-Gründer und Geschäftsführer Andreas Bangheri steht Verbesserung und Weiterentwicklung immer schon ganz oben auf der Agenda. Er selbst hat die elektronische Kältemitteleinspritzung erfunden und die optimale Regulierung des Kältemittelkreislaufs serienreif gemacht. Heliotherm sichert sich zusätzlich zur eigenen Forschung immer wieder Know-how von außen, um die Technologie konstant zu verbessern. Ohne Forschung und Entwicklung könnte das Unternehmen auf dem dynamischen Markt nicht bestehen. Von einem guten Nährboden profitieren aus seiner Sicht alle: „Die FFG begleitet uns seit 20 Jahren. Für uns ist diese Art der Förderung immer wieder essentiell, sie macht wertvolle Kooperationen wie mit der Universität Innsbruck möglich und federt das hohe Entwicklungsrisiko für das Unternehmen ab.“

Durch den aktuellen Trend sind die Auftragsbücher bei Heliotherm gut gefüllt. Die neu entwickelte Technologie soll beim Umstieg auf ein effizienteres Heizsystem helfen. Bestehende Öl- und Gasheizungen können durch intelligente und leise Wärmepumpen und Kühlmittel auf niederem Niveau ersetzt werden. Kleine Einheiten wie eine Gasetagenheizung lassen sich einfach durch eine Wohnungswärmepumpe ersetzen. Heliotherm setzt auf „plug and function“ bei der Installation, die Energiewende wird dadurch technisch schnell umsetzbar.

Damit dies allerdings wirklich gelingen kann, braucht es eine umfassende Energiestrategie. Eine Wärmepumpe ist eine saubere Heizung, wenn der Strom zuverlässig aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird. Gezielter Ausbau, intelligente Steuerungen bei der Stromaufnahme und entsprechende Förderungen für die Haushalte bei einem Umstieg spielen eine wichtige Rolle. Hier sieht der Unternehmer die Politik gefordert. Mit einer gelungenen Umsetzung lässt sich der Klimaschutz mit einer Stärkung des Standorts Österreich und einer gesteigerten internationale Wettbewerbsfähigkeit des Tiroler Unternehmens gut verbinden.