Mitsubishi Electric Ecodan R290 Wärmepumpen im Bestand

Die Dekarbonisierung des Wärmesektors in Bestandsgebäuden verlangt nach klaren thermodynamischen und kältetechnischen Antworten. Zahlreiche Bestandsgebäude in Deutschland zeichnen sich durch klassische Radiatorensysteme aus, deren Auslegungsvorlauftemperaturen bei Normaußentemperaturen häufig 60 bis 70 °C erfordern. Mitsubishi Electric begegnet dieser Sanierungsaufgabe mit einer konsequenten Weiterentwicklung seiner Luft-Wasser-Wärmepumpen der Ecodan-Serie. Im Zentrum stehen dabei die Monoblock-Außengeräte der Baureihe PUZ-WZ, welche auf das natürliche Kältemittel R290 (Propan) setzen und bis zu 75 °C Vorlauftemperatur bereitstellen.

Thermodynamische Grundlagen: Kältekreis, R290 und Hochtemperaturbetrieb

Das Erreichen hoher Vorlauftemperaturen bei tiefen Außentemperaturen stellt Wärmepumpen vor thermodynamische Herausforderungen. Bei einer Verdampfungstemperatur von -10 °C und einer geforderten Verflüssigungstemperatur von 65 °C vergrößert sich das Druckverhältnis am Verdichter beträchtlich. Dies reduziert den volumetrischen Wirkungsgrad und treibt die Heißgastemperatur in die Höhe.

Das Kältemittel R290 (Propan) bietet hier signifikante thermodynamische Vorteile gegenüber fluorierten Kältemitteln:

• Geringes Druckverhältnis: Propan weist eine steile Dampfdruckkurve auf, wodurch das Druckverhältnis bei identischen Temperaturhüben moderater ausfällt als bei Alternativen wie R32.
• Niedrigere Heißgastemperaturen: Die isentrope Verdichtungsendtemperatur bleibt im Vergleich zu R32 spürbar niedriger, was die thermische Belastung von Verdichteröl und mechanischen Bauteilen drastisch verringert.
• Klimaverträglichkeit: Mit einem Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) von rund 3 beziehungsweise 0,02 nach neuester IPCC-Bewertung erfüllt R290 bereits heute sämtliche Zielvorgaben der europäischen F-Gase-Verordnung (EU 2024/573).

Im thermodynamischen Kreisprozess zirkuliert das Kältemittel rein im hermetisch dichten Außengerät. Der Plattenwärmetauscher übernimmt als Verflüssiger die direkte Wärmeübertragung auf das Heizungswasser. Die Monoblock-Bauweise eliminiert das Risiko von brennbaren Gasansammlungen in Innenräumen, da ausschließlich wasserführende Leitungen ins Gebäude verlegt werden.

Hydraulische Einbindung und Systemgrenzen im Gebäudebestand

Für den erfolgreichen Einsatz im Wohnbestand entscheidet neben dem Kältekreis die hydraulische Auslegung nach VDI 2035 und VDI 4645. Bei Sanierungen treffen Planer häufig auf Rohrnetze mit unklaren Querschnitten und variablen Volumenströmen durch thermostatische Heizkörperventile.

Ein modulierender Inverter-Verdichter passt seine Drehzahl präzise an das Gebäudeheizprofil an. Sinkt der Durchfluss im Heizkreis jedoch unter den Mindestvolumenstrom des Plattenwärmetauschers, drohen Hochdruckstörungen oder Vereisungsschäden im Abtauzyklus. Bei der Ecodan PUZ-WZ-Serie empfiehlt sich daher je nach Anlagenkonzept der Einsatz eines Trennpufferspeichers oder eines parallel geschalteten Pufferspeichers mit differenzdrucklosem Verteiler.

Hydraulischer Abgleich und Systemeffizienz

Ein sorgfältiger hydraulischer Abgleich (Verfahren B) ist zwingende Voraussetzung für wirtschaftliche Jahresarbeitszahlen (JAZ). Werden Vorlauftemperaturen durch vergrößerte Heizflächen von 65 °C auf 50 °C gesenkt, verbessert sich die Leistungszahl (COP) nach den Gesetzen der Thermodynamik erheblich.

| Betriebspunkt (nach EN 14511) | Typischer COP (R290 Monoblock) | Carnot-Wirkungsgrad $\eta_C$ | Gütegrad $\eta_g$ (Verhältnis) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | A7/W35 | ca. 4,85 | 10,87 | ca. 0,45 | | A2/W35 | ca. 3,95 | 9,33 | ca. 0,42 | | A-7/W35 | ca. 2,90 | 6,64 | ca. 0,44 | | A-7/W55 | ca. 2,15 | 4,28 | ca. 0,50 | | A-7/W65 | ca. 1,80 | 3,74 | ca. 0,48 |

Formel zur theoretischen Carnot-Leistungszahl: $\text{COP}{\text{Carnot}} = \frac{T{\text{Verflüssigung}}}{T_{\text{Verflüssigung}} - T_{\text{Verdampfung}}}$ (in Kelvin). Die reale Arbeitszahl spiegelt das Zusammenspiel aus Inverterverlusten, Strömungswiderständen und Wärmeübertragungsgrädigkeiten wider.

Warmwasserbereitung und Legionellenschutz nach Norm

Im Mehrfamilienhaus sowie im Einzelfamilienbestand stellt die Trinkwassererwärmung nach DIN 1988-200 und DVGW-Arbeitsblatt W 551 strenge Anforderungen an die Speichertemperatur. Vorlauftemperaturen von bis zu 75 °C gestatten es den Ecodan-Systemen, auch ohne energieintensive Heizstab-Zuschaltung die geforderten Speichertemperaturen von mindestens 60 °C zur Legionellenprophylaxe sicherzustellen.

Moderne Speicherkonzepte setzen auf großzügig dimensionierte Glattrohr-Wärmetauscher oder externe Frischwasserstationen. Durch den hohen Durchsatz und geringe Grädigkeiten im Plattenüberträger wird das Heizungswasser mit geringstmöglichem Temperaturverlust zur Trinkwassererwärmung genutzt.

Praxis-Check: Vereinfachte Installation ohne Sachkundenachweis

Ein wesentlicher Vorteil der Ecodan PUZ-WZ-Reihe liegt im Montagekonzept: Da der gesamte R290-Kreislauf hermetisch im Außengerät untergebracht und werksseitig auf Dichtheit geprüft ist, benötigt das ausführende SHK-Fachhandwerk für den hydraulischen Anschluss keinen Kälteschein nach der Chemikalien-Klimaschutzverordnung (ChemKlimaschutzV). Die Montage beschränkt sich ab der Wanddurchführung auf Vor- und Rücklaufleitungen aus Kupfer oder Verbundrohr sowie die elektrische und kommunikationstechnische Anbindung.

Zur Absicherung gegen winterlichen Frostschaden bei Stromausfall kommen wahlweise Frostschutzventile mit mechanischer Entleerungsfunktion oder glykolfreie hydraulische Entkopplungen mit Zwischenwärmetauschern zum Einsatz.

Politische Leitplanken und Förderpraxis 2026

Im Rahmen des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) und der Förderrichtlinie BEG EM (Bundesförderung für effiziente Gebäude) stehen Eigentümern verlässliche Zuschüsse zur Verfügung. Der reguläre Heizungstausch wird im Basissatz mit 30 Prozent bezuschusst. In Verbindung mit dem Geschwindigkeitsbonus (beim Austausch alter fossiler Kessel) sowie eventuellen einkommensabhängigen Boni lassen sich Gesamtförderquoten von bis zu 70 Prozent (in Härtefällen bis 80 Prozent) realisieren.

Fachplaner sollten beachten, dass der vormalige 5-Prozent-Effizienzbonus für natürliche Kältemittel im Rahmen der jüngsten BEG-Anpassungen vereinheitlicht wurde. Der Vorteil von R290 liegt nun primär in der absoluten Zukunftssicherheit hinsichtlich F-Gase-Beschränkungen sowie in den erzielbaren Systemtemperaturen für Bestandsheizkörper.

Für eine kompetente Fachplanung, Auslegung von Heizlasten und die Beschaffung passender Wärmepumpen- und Klimasysteme bietet der Fachshop Klimacorner.de umfassende Beratung und ein breites Sortiment an moderner Systemtechnik namhafter Hersteller.

Hersteller-Videos und Social Media

Passende Videos des Herstellers:

• Mitsubishi Electric Ecodan Luft/Wasser-Wärmepumpen
• Mitsubishi Electric LES – Zukunftssicher heizen mit Ecodan

Aktuelle Beiträge des Herstellers in den sozialen Medien:

• LinkedIn – Mitsubishi Electric LES Deutschland informiert über zukunftsfähige R290-Wärmepumpensysteme und energieeffiziente Sanierungskonzepte.