Wärmepumpen für Mehrfamilienhäuser müssen viel Wärme bereitstellen, finden aber nicht immer einen geeigneten Platz. Propan als Kältemittel bietet eine Möglichkeit, hat jedoch eine Eigenschaft, die bei der Aufstellung zählt: Es ist brennbar. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE arbeiten deshalb an Geräten, die mit möglichst wenig Propan auskommen und unterschiedliche Sicherheitskonzepte nutzen.
Der entscheidende Ansatz liegt im Inneren: Kompakte Wärmeübertrager und kurze Leitungen verkleinern das Volumen des Kältekreises. Wo weniger Raum gefüllt werden muss, kann die benötigte Kältemittelmenge sinken. Das Institut untersucht mehrere Bauweisen, vom Gerät für einzelne Wohnungen bis zur zentralen Anlage. Die vorgestellten Werte stammen aus Demonstratoren und Versuchen, nicht aus einem breit angelegten Praxistest.
Warum das Kältemittel überhaupt gebraucht wird
Eine Wärmepumpe transportiert Wärme von einer Quelle zum Heizsystem. Im geschlossenen Kreislauf verdampft das Kältemittel zunächst unter Aufnahme von Wärme. Ein elektrisch angetriebener Verdichter erhöht seinen Druck und damit seine Temperatur. Im Verflüssiger gibt es Wärme an das Heizwasser ab. Ein Expansionsventil senkt anschließend den Druck, bevor der Kreislauf erneut beginnt.
Propan wird in der Kältetechnik auch R290 genannt. Sein Vorteil: Es hat ein geringes Treibhauspotenzial. Das ist relevant, wenn Kältemittel entweicht. Gleichzeitig muss die Brennbarkeit bei der Konstruktion und Aufstellung berücksichtigt werden. Der Bericht des Umweltbundesamts zu natürlichen Kältemitteln beschreibt diesen Zusammenhang. Eine kleine Füllmenge ersetzt dabei kein geeignetes Sicherheitskonzept.
Weniger Volumen im Kreislauf
Das Fraunhofer-Projekt LC150 setzt an den Bauteilen an, durch die das Kältemittel strömt. Wärmeübertrager müssen Wärme gut übertragen; zugleich sollen sie wenig inneren Platz beanspruchen. Kurze Verbindungen zwischen den Komponenten reduzieren weiteres Volumen. Der technische Kniff ist also nicht, die Leistung einfach herunterzusetzen, sondern den Kreislauf so zu gestalten, dass er seine Aufgabe mit weniger Füllung erfüllt.
Das ist ein Zielkonflikt: Ein kleinerer Kreislauf allein sagt noch nicht, wie gut ein vollständiges Gerät unter allen Bedingungen arbeitet. Konstruktion, Wärmeübertragung und Betrieb müssen zusammenpassen. Die Füllmenge ist eine wichtige Größe für das Sicherheitskonzept, aber keine vollständige Bewertung einer Anlage.
Ein Gerät je Wohnung oder eine zentrale Anlage?
Für die dezentrale Variante nennt Fraunhofer ISE einen Demonstrator mit 150 Gramm Propan und 4,9 Kilowatt Heizleistung. Die Messung bezieht sich auf B0/W55: Die Flüssigkeit auf der Quellenseite tritt mit null Grad Celsius ein, das Heizwasser erreicht 55 Grad Celsius. Die Wärmequelle wird dabei über einen Flüssigkeitskreislauf erschlossen. Diese Bedingungen gehören zur Zahl; sie ist keine pauschale Leistungszusage für jedes Gebäude.
Ein solches Konzept verteilt die Wärmeerzeugung auf einzelne Wohnungen. Eine zentrale Lösung stellt Wärme dagegen für das Haus bereit. Für einen innen aufgestellten zentralen Demonstrator nennt das Institut 28 Kilowatt bei denselben angegebenen Bedingungen. Die Zahlen beschreiben unterschiedliche Geräte und Größenordnungen; aus ihnen lässt sich kein einfacher Sieger für jedes Haus ableiten.
Auch eine Außenaufstellung gehört zu den untersuchten Ansätzen. Für einen Außendemonstrator berichtet Fraunhofer gegenüber vergleichbaren Geräten von 20 Prozent weniger Kältemittel und 15 Prozent höherer Effizienz. Die Mitteilung spezifiziert die Vergleichsbedingungen nicht näher. Die Werte sind daher als Angaben zum beschriebenen Vergleich einzuordnen, nicht als garantierte Einsparung im Alltag.
Was geschieht bei einer Undichtigkeit?
Eine Wärmepumpe muss nicht nur im Normalbetrieb funktionieren. Bei brennbarem Kältemittel ist auch entscheidend, was bei einer Leckage geschieht. Fraunhofer untersuchte nach eigenen Angaben in mehr als 100 Leckagetests fünf Sicherheitskonzepte. Dabei bestätigten die Versuche ein belüftetes Gehäuse; zwei weitere Verfahren werden als Forschungsansätze beschrieben.
Die Frage nach dem geeigneten Standort lässt sich damit nicht allein aus der Füllmenge beantworten. Ob ein Gerät in einem konkreten Gebäude eingesetzt werden kann, hängt vom jeweiligen Gerät, seinem Sicherheitskonzept und den geltenden Anforderungen ab. Die Demonstratoren zeigen technische Möglichkeiten; konkrete Einbauregeln oder Kosten lassen sich aus den genannten Ergebnissen nicht allgemein ableiten.
Für Mehrfamilienhäuser ist gerade die Kombination interessant: Ein kleiner Kältekreis begrenzt die benötigte Propanmenge, während die gewählte Aufstellung und zusätzliche Maßnahmen den sicheren Betrieb adressieren sollen. Ob ein zentrales oder dezentrales Konzept passt, muss am Gebäude und am verfügbaren Gerät entschieden werden.
Quellen
- Fraunhofer ISE: Propan-Wärmepumpen für Mehrfamilienhäuser, 21. Juli 2026
- Fraunhofer ISE: Forschungsprojekt LC150
- Umweltbundesamt: Hauswärmepumpen mit natürlichen Kältemitteln, 2022
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