Härtetest für Monoblock-Geräte

Am 3. Januar, um zirka sechs Uhr morgens, wurde im Südwesten Berlins durch einen Brandanschlag auf eine wichtige Versorgungsleitung die Stromzufuhr für 45.000 Haushalte unterbrochen, bei Temperaturen von unter null Grad. Erst vier Tage später waren wieder alle Betroffenen am Netz. Unzureichend oder gar nicht gedämmte Gebäude kühlten rasch aus. Vereinzelt froren Wasserleitungen ein und auch an einigen wenigen Wärmepumpen entstanden leichte Schäden. Es handelte es sich um Monoblock-Aggregate, die über die Heizwasserleitungen mit dem Haus verbunden sind.

Die Heizungsbetriebe unterstützten die Betreiber:innen laut SHK-Innung Berlin nach Kräften, entweder vor Ort oder telefonisch. Die Innung half außerdem mit Informationen und Hinweisen auf ihrer Website. Einer ihrer Tipps: „Bewahren Sie Ruhe und lassen Sie sich nicht von im Netz kursierenden Videos über explodierende Heizungen irritieren.“

Manche Beiträge in Publikumsmedien und Posts in sozialen Medien malten entsprechende Horrorszenarien aus, aus der Wärmepumpe wurde da schon einmal die „Wärmebombe“. Konkret ging es um das in vielen Monoblock-Geräten eingesetzte, entzündliche Kältemittel Propan. Fachleute reagierten schnell und teils recht deutlich. Andreas Koch-Martin, Geschäftsführer der SHK-Innung Berlin, nannte solche Gerüchte im Radio-Interview mit dem RBB „hanebüchen“ [1].

Wie gefährlich ist Propan?

Mit dem sogenannten Phase-down von F-Gasen sollen EU-weit klimaschädliche Kältemittel wie die teilfluorierten Kohlenwasserstoffe (HFKW) und die voll- oder perfluorierten Kohlenwasserstoffe (FKW) allmählich aus dem Verkehr gezogen und durch weniger oder komplett unschädliche ersetzt werden. Propan ist eine solche relativ umwelt- und klimafreundliche Alternative. Sein Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) beträgt lediglich 3. Dennoch bringt es eine hohe Kälteleistung mit. Obwohl es leicht entflammbar ist, ist sich die Fachwelt weitgehend einig, dass eine Explosion außen am Gerät extrem unwahrscheinlich ist, und im Gebäudeinneren sogar mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen.

Nur wenige Tage nach den Ereignissen äußerten sich zwei Spezialisten in Sachen Wärmepumpe, Marek Miara und Eric Laurenz vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (Fraunhofer ISE), hierzu in der „Wirtschaftswoche“: Würde der wasserführende Wärmetauscher bei Frost beschädigt, dann eher so stark, dass das Gas sofort und schadlos in die Umgebungsluft entweichen würde. Hundertprozentig ausschließen könne man es natürlich nicht, dass das Propan über einen defekten Wärmetauscher ins Gebäude gelange, doch nicht einmal aus Skandinavien, wo solche Monoblock-Geräte schon länger im Gebrauch seien, höre man von derartigen Vorfällen, erklärte Miara [2].

Sicherheitsvorrichtungen reichen aus

Die verbreiteten Schreckensszenarien nahm Anfang März Professor Michael Schaub, der an der Hochschule Coburg Gebäudetechnik lehrt, zum Anlass, in einem Whitepaper 37 auf der Bafa-Liste stehende Monoblock-Wärmepumpen im Hinblick auf ihre Sicherheitsbauteile unter die Lupe zu nehmen. Es handelt sich dabei zum einen um Vorrichtungen, die die Gefahr durch das gefrierende Heizwasser ausschalten sollen: Im Gerät können Frostschutzventile den Wasserkreislauf automatisch und mechanisch entleeren, wenn die Temperatur dort unter drei Grad Celsius sinkt. Gebäudeseitig kann der Kreislauf von stromlos schließenden Absperrventilen geblockt werden.

Zum zweiten gibt es Bauteile, die in die zum Haus führende Leitung eventuell gelangtes Gas entweichen lassen: das Sicherheitsventil, den Mikroblasen-Abscheider sowie die automatische Entlüftung. Zwischen Wärmetauscher und der zum Gerät führenden Leitung kann außerdem ein Rückschlagventil den Übertritt von Propan ins Heizwasser verhindern.

Nur eines der Geräte verfügte über einen separaten frostfesten Solekreis zwischen Kältekreis und Heizwassersystem. Die aufwändige Technik jedoch mindert die Anlageneffizienz, weil eine zweifache Wärmeübertragung stattfindet. Effizienzmindernd wirkt auch der bei vier Geräten vorhandene doppelwandige Wärmetauscher.

Schaub stellt fest, dass gut drei Viertel der Geräte mit hochwirksamen Sicherheitsbauteilen ausgerüstet sind, kommt aber letztlich zu dem Schluss, dass das übrige Viertel deswegen bei einer Situation wie in Berlin keineswegs schadensanfällig sei. Bei den aufgelisteten Sicherheitsbauteilen handele es sich um „zusätzliche Schutzmaßnahmen, vergleichbar mit dem permanenten Tragen eines Fallschirms während eines Fluges mit einem funktionstüchtigen Flugzeug.“ [3]

Leitfaden für den Stromausfall ist in Arbeit

Gehören auch Gerüchte über eine angebliche Explosionsgefahr ins Reich der Mythen oder womöglich der Desinformation, so sind Frostschäden an Lüftertöpfen und Rohrleitungen nicht auszuschließen. Das gilt etwa, wenn die Heizwasserleitungen zwischen Gerät und Haus nicht ausreichend gedämmt sind, wie Koch-Martin im RBB-Interview betonte.

Stephanie Irrgang, die für die strategische Kommunikation der SHK-Innung Berlin zuständig ist, spricht von Wärmepumpenanlagen, bei denen die Betriebe sicherheitshalber das Wasser abließen oder die handwerklich begabten Nutzer:innen hierbei telefonisch anleiteten, sowie von Aggregaten, die nach Ende der Unterbrechung abgetaut und auch repariert werden mussten. „Viele Wärmepumpen kamen allerdings auch ohne Probleme durch diese Tage“, insbesondere die regelmäßig gewarteten Anlagen.

Gemeinsam mit dem Fraunhofer ISE sowie dem Zentralverband Sanitär Heizung Klima erarbeitet die Berliner Innung derzeit einen Leitfaden über den Umgang mit Wärmepumpen bei Stromausfall. Er dürfte unter anderem diese Punkte enthalten, die bereits Anfang Januar in den Hinweisen an die betroffenen Haushalte genannt wurden:

Weitere Verunsicherung der Hausbesitzenden

Das Gerede von der Explosionsgefahr sorgt bei Installationsbetrieben wie Herstellern verständlicherweise für Unmut. Es trage noch zusätzlich zur Verunsicherung der Hausbesitzenden bei, die durch die unruhige Förderpolitik und die Auseinandersetzungen um das Gebäudeenergiegesetz schon groß genug sei. Hier müssen Energieberatende im Gespräch mit Kundinnen und Kunden ansetzen, müssen ihnen die Konsequenzen falscher Entscheidungen vor Augen führen, müssen allerdings ebenso deren Befürchtungen und Ängste ernst nehmen – auch und gerade, wenn sie irrational sind.

Gutes Argument für die umfassende Sanierung

Wie man Ereignisse wie den Berliner Stromausfall zum Anlass nehmen kann, die Vorteile erneuerbarer Energien sogar noch hervorzuheben, zeigen Cornelia und Volker Quaschning in ihrem Podcast „Das ist eine gute Frage“ in der Folge vom 16. Januar auf. Quaschning, Professor an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin und Experte für regenerative Energiesysteme, bringt die Photovoltaik mit einem ersatzstromfähigen Speicher als Absicherung ins Spiel [4]. Im Winter könne zwar selbst der 20-kWh-Batterie-Speicher die Wärmepumpe nicht versorgen, aber es reiche für „den Grundbedarf“: Handy, Heizkissen, Kühlschrank, Licht. Darüber hinaus könnte ein Elektroauto mit bidirektionaler Lademöglichkeit [5] den Heimspeicher über eine Wallbox unterstützen.

Das Thema Stromausfall kann aber auch dazu genutzt werden, zumindest Hauseigentümer:innen für die Bedeutung des Wärmeschutzes der Gebäudehülle zu sensibilisieren. 2023 hat Jürgen Schnieders vom Passivhaus Institut in einer Simulation eines Heizungsausfalls bei zweistelligen Minusgraden ein Passivhaus mit einem Altbau der 1950er verglichen. Das erwartbare Ergebnis: Im Altbau sank die Innentemperatur schon am ersten Tag auf unter zehn Grad Celsius und betrug nach sechs Tagen null Grad Celsius, im Passivhaus dagegen immer noch 18 Grad Celsius [6]. Zwar sind moderne, mit Propan laufende Wärmepumpen um einiges leistungsfähiger als ihre Vorgänger, doch wo man ihnen die Arbeit durch Dämmung wesentlich erleichtern kann, sollte man das tun. Zumal man dann die Anlage auch kleiner auslegen kann.

Quellen

[1] rbb24 Inforadio: Heizung nicht gleich volle Pulle aufdrehen, https://t1p.de/GEB260340 

[2] Wirtschaftswoche: Wird die Wärmepumpe durch tagelangen Frost beschädigt?, https://t1p.de/GEB260341

[3] Michael Schaub: Marktanalyse zu Sicherheitsbauteilen für die Vermeidung eines Transports von brennbaren Kältemitteln aus Luft/Wasser-Wärmepumpen in Monoblock-Bauweise in das Gebäudeinnere, https://t1p.de/GEB260342

[4] Podcast „Das ist eine gute Frage“: Keine Angst vorm Stromausfall, https://t1p.de/GEB260344

[5] ADAC: So funktioniert bidirektionales Laden, https://t1p.de/GEB260345

[6] IG-Passivhaus-Fachinformation 2023/29: Passivhaus in der Energiekrise, https://t1p.de/GEB260346