R290-Wärmepumpen für die Beheizung im Einzelhandel

Auf der Suche nach nachhaltigeren und energieeffizienteren Heizlösungen setzen Einzelhandelsgeschäfte zunehmend auf fortschrittliche Kältemitteltechnologien. Unter diesen haben sich R290-Wärmepumpen (Propan) aufgrund ihrer geringen Umweltauswirkungen und hohen Effizienz als beliebte Option erwiesen. Doch wie jede Technologie haben auch R290-Wärmepumpen ihre eigenen Vorteile und Herausforderungen. In diesem Artikel werden die Vor- und Nachteile von R290-Wärmepumpen im Vergleich zu CO₂-Systemen, älteren kältemittelbasierten Wärmepumpen und herkömmlichen Heizkesseln untersucht.

Propan-Wärmepumpen

Propan ist ein natürliches Kältemittel mit einem Treibhauspotenzial (GWP) nahe Null, was es zu einer attraktiven Option für Einzelhändler macht, die ihren ökologischen Fußabdruck reduzieren wollen. Seine Bilanz:

Vorteile:

• Vernachlässigbares GWP: Propan hat ein GWP (Global Warming Potential) von nur 0,02 und liegt damit weit unter dem Grenzwert von 150 der F-Gase-Verordnung, was es zu einer umweltfreundlichen und zukunftssicheren Wahl für strengere Umweltvorschriften macht.

• Hohe Energieeffizienz: Propan-Systeme bieten eine hervorragende Energieleistung, oft mit einem hohen Coefficient of Performance (COP), was zu erheblichen Energieeinsparungen führt. In unserem Projekt in Port Talbot erreichte das System beispielsweise einen durchschnittlichen COP von 4,54. Bei dem Projekt in Großbritannien ging es um die Installation eines propanbasierten Swegon TITAN Sky-Wärmepumpensystems in einem Supermarkt in Port Talbot als Teil eines umfassenden Dekarbonisierungsprogramms, mit dem bis 2035 CO₂-Neutralität erreicht werden soll.

• Vielseitigkeit im Betrieb: Propan-Wärmepumpen können in einem breiten Temperaturbereich effektiv arbeiten und bieten auch in kälteren Klimazonen eine zuverlässige Heizung.

• Nachhaltigkeit: Das natürliche Kältemittel Propan hat keine schädliche Wirkung auf die Ozonschicht (Ozone Depletion Potential = 0). In Kombination mit dem vernachlässigbaren GWP ist es daher ein idealer Kandidat, um die Nachhaltigkeitsziele von Unternehmen zu erreichen.
• Bewährte und etablierte Technik: Propan-Wärmepumpen-Systeme folgen konventionellen thermodynamischen Prinzipien, die HLK-Ingenieuren vertraut sind, was die Planung, Installation und Wartung erleichtert.

Nachteile:

• Entflammbarkeit: Die größte Herausforderung bei Propan ist seine Entflammbarkeit, die eine sorgfältige Handhabung und zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen wie ATEX-zertifizierte Gasdetektoren und ATEX-Ventilatoren erfordert.
• Einhaltung gesetzlicher Vorschriften: Während Propan derzeit wegen seines niedrigen GWP-Wertes bevorzugt wird, sind bei der Verwendung spezielle Sicherheitsvorkehrungen und -maßnahmen erforderlich.

CO₂-Wärmepumpen

R744 ist ein weiteres natürliches Kältemittel, das aufgrund seiner Nichtbrennbarkeit und seines niedrigen GWP-Wertes in der gewerblichen Kälte- und Wärmeerzeugung an Beliebtheit gewonnen hat.

Vorteile:

• Nicht entflammbar: Im Gegensatz zu Propan ist CO₂ nicht entflammbar, was den Bedarf an komplexen Sicherheitssystemen reduziert und die Handhabung in dicht besiedelten Einzelhandelsumgebungen erleichtert.

• Niedriges GWP: CO₂ hat ein GWP von 1 und ist damit fast so umweltfreundlich wie Propan und von den meisten F-Gase-Vorschriften befreit.

• Hohe Effizienz in kalten Klimazonen: CO₂-Wärmepumpen schneiden in kälteren Klimazonen außergewöhnlich gut ab, da ihre Effizienz die anderer Kältemittel übertreffen kann.

• Doppelte Heiz- und Kühlfunktion: CO₂-Systeme sind vielseitig und werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die sowohl Heizen als auch Kühlen erfordern.

Nachteile:

• Hoher Betriebsdruck: CO₂-Systeme arbeiten mit viel höheren Drücken als andere Kältemittel, was die Kosten und die Komplexität der Anlage erhöhen kann.

• Geringere Effizienz in milden Klimazonen: CO₂-Systeme sind in milderen Klimazonen tendenziell weniger effizient, was ihre Anwendung in solchen Regionen einschränken kann.

• Kapitalkosten: Die Ausrüstungs- und Installationskosten für CO₂-Systeme können höher sein, da robuste Komponenten benötigt werden, die hohen Drücken standhalten.
• Begrenzte Verfügbarkeit von Ingenieuren: Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften und des Hochdruckbetriebs von CO₂-Systemen gibt es derzeit nur wenige Techniker, die für die Konstruktion, Installation und Wartung geschult sind, was sich möglicherweise auf die Projektfristen und die Verfügbarkeit des Supports auswirkt.

Ältere kältemittelbasierte Wärmepumpen

Kältemittel wie R410A und R134a waren in Wärmepumpen weit verbreitet, werden aber wegen ihres hohen Treibhauspotenzials und ihrer negativen Auswirkungen auf die Umwelt nach und nach aus dem Verkehr gezogen.

Vorteile:

• Bewährte Technologie: Diese Kältemittel werden seit Jahrzehnten eingesetzt, so dass für die Installation und Wartung ein großer Wissens- und Erfahrungsschatz vorhanden ist.

• Breite Verfügbarkeit: Teile und Dienstleistungen für Systeme, die solche Kältemittel verwenden, sind immer noch weithin verfügbar, was Reparaturen und Wartung erleichtert.

• Niedrigere Anschaffungskosten: Ältere Systeme können niedrigere Anschaffungskosten haben, vor allem wenn ein bestehendes System nachgerüstet wird, anstatt neue Geräte zu installieren.

Nachteile:

• Hohes GWP: R410A und R134a haben ein hohes GWP (2.088 bzw. 1.430). Sie tragen also erheblich zur globalen Erwärmung bei und sind weniger nachhaltig.

• Regulatorischer Druck: Diese Kältemittel unterliegen zunehmenden regulatorischen Beschränkungen, was zu höheren Kosten für die Einhaltung der Vorschriften und die letztendliche Abschaffung führt.

• Geringerer Wirkungsgrad: Diese Kältemittel sind im Allgemeinen weniger effizient als moderne Optionen wie R290 und CO₂, was über die Zeit zu höheren Betriebskosten führt.

Traditionelle Heizkessel

Heizkessel sind seit vielen Jahren der Standard für die Beheizung von Einzelhandelsgeschäften. Sie verwenden zur Wärmeerzeugung Erdgas, Öl oder Propan.

Vorteile:

• Vertrautheit und Einfachheit: Kesselsysteme sind gut bekannt und relativ einfach zu installieren und zu warten, und sie funktionieren seit langem zuverlässig.

• Hohe Heizleistung: Heizkessel können eine beträchtliche Heizleistung erbringen und eignen sich daher für große Einzelhandelsflächen mit hohem Heizbedarf.

• Geringere Anfangsinvestitionen: Die Installation von Heizkesseln kann kostengünstiger sein als die einiger moderner Wärmepumpensysteme, insbesondere bei Nachrüstungen, bei denen die vorhandene Infrastruktur wiederverwendet werden kann.

Nachteile:

• Hohe Kohlenstoffemissionen: Heizkessel sind bedeutende Quellen von CO₂-Emissionen, vor allem wenn sie mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, was den Dekarbonisierungszielen entgegensteht.

• Steigende Brennstoffkosten: Da die Kohlenstoffpreise und die Brennstoffkosten steigen, werden die Betriebskosten für Heizkessel wahrscheinlich steigen, was sie mit der Zeit wirtschaftlich weniger attraktiv macht.

• Geringere Energieeffizienz: Heizkessel haben im Allgemeinen eine geringere Energieeffizienz als Wärmepumpen, was zu höheren Betriebskosten und größeren Umweltauswirkungen führt.

• Begrenzte Zukunftssicherheit: Mit der weltweiten Entwicklung hin zur Dekarbonisierung könnten Investitionen in neue Kesselsysteme aufgrund der zunehmend strengeren Vorschriften für Kohlenstoffemissionen langfristig weniger rentabel sein.

Die Wahl der richtigen Technologie für die Dekarbonisierung

Bei der Wahl der besten Heiztechnologie für Ihr Einzelhandelsgeschäft ist es wichtig, die Vor- und Nachteile der einzelnen Optionen abzuwägen. Propan-Wärmepumpen bieten ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen geringer Umweltbelastung und hoher Effizienz, sind jedoch aufgrund der Entflammbarkeit von R290 mit Sicherheitsbedenken verbunden. CO₂-Systeme sind eine nicht entflammbare Alternative mit niedrigem Treibhausgasverbrauch, die jedoch höhere Investitionskosten und in milden Klimazonen Probleme beim Betrieb mit sich bringen kann. Ältere kältemittelbasierte Systeme sind aufgrund ihres hohen Treibhauspotenzials nicht mehr zeitgemäß. Herkömmliche Heizkessel sind zwar vertraut und zuverlässig, aber aufgrund ihrer hohen Kohlenstoffemissionen und Betriebskosten weniger geeignet für eine nachhaltige Zukunft.

Letztendlich sollte die Wahl der Heiztechnologie auf die spezifischen Bedürfnisse Ihres Geschäfts, Ihre langfristigen Nachhaltigkeitsziele und das gesetzliche Umfeld abgestimmt sein. Für Einzelhändler, die ihren ökologischen Fußabdruck und ihre Betriebskosten reduzieren wollen, stellen R290-Wärmepumpen eine überzeugende Option dar, die Umweltverantwortung und wirtschaftliche Leistung in Einklang bringt.

Erfahren Sie hier mehr über das eingangs erwähnte Swegon TITAN Sky-Wärmepumpensystem in einem Supermarkt in Port Talbot als Teil eines umfassenden Dekarbonisierungsprogramms.