ZusammenfassungDas Arbeitsmittel in Wärmepumpen unterliegt einer Vielzahl von Anforderungen, welche für einen effizienten und sicheren Betrieb eingehalten werden müssen. Weiterhin steigt die Anzahl markterhältlicher Arbeitsmittel durch die Entwicklung neuer Gemische kontinuierlich an, wodurch deren Auswahl erschwert wird. Aus diesem Grund wird im Rahmen dieses Beitrags eine Marktanalyse alternativer Arbeitsmittel durchgeführt und die selektierten Arbeitsmittel hinsichtlich ihres Potentials für Wärmepumpen bewertet. Die Marktanalyse beinhaltet eine Einordnung der Arbeitsmittel durch politische Vorgaben (kein Ozonabbaupotential, geringes Treibhauspotential), sicherheitstechnischer Aspekte (Toxizität, Brennbarkeit) sowie technischer Anforderungen (unterkritischer Betrieb, maximale Prozesstemperaturen). Hierbei werden 32 Fluide identifiziert, welche die gestellten Anforderungen einhalten. Diese sind alle brennbar und größtenteils entweder Kohlenwasserstoffe (KW) oder Hydrofluorolefine (HFO). Anschließend wird die Effizienz im einfachen Kältekreislauf nach DIN EN 14825 bestimmt. Um die Fluidabhhängigkeit detailliert und realitätsnah abschätzen zu können, wird ein semi-physikalisches Verdichtermodell eingesetzt, welches fluid- und betriebspunktabhängige Verdichterwirkungsgrade liefert. Innerhalb der Kreislaufberechnung zeigen die Fluide RC270 und R161 die höchsten Effizienzen und führen zu einer Verbesserung der saisonalen Arbeitszahl im Vergleich zu R410A von bis zu 15 %. Diese führen aber zu hohen Temperaturen am Verdichteraustritt und sind daher ungeeignet. Weiterhin zeigen KW höhere Effizienzen als HFO. Bei der Wahl des Arbeitsmittels müssen allerdings weitere Aspekte, wie der Umwelteinfluss sowie Füllmengenbeschränkungen aufgrund der Brennbarkeit des Fluids betrachtet werden. Insgesamt weisen die Arbeitsmittel Propan und Propen das höchste Anwendungspotential auf. Für Anwendungen, in denen füllmengenbeschränkte Wärmepumpen erforderlich sind, bieten die HFO R454C, R457A und R516A effiziente Alternativen, deren Potenzial durch die Integration eines internen Wärmeübertragers in den Kältekreislauf gesteigert werden kann.