Die deutschen Sommer werden wärmer und es gibt immer mehr heiße Sommertage. Daher wünschen sich viele Menschen kühle Wohnräume. Je nach Typ bietet eine Wärmepumpe verschiedene Möglichkeiten zur Kühlung. Sie vereint heizen und kühlen in einem Gerät. In diesem Beitrag zeigen wir, welche Möglichkeiten die Wärmepumpe zur Kühlung bietet, wann sie sich lohnt und was die Vor- und Nachteile sind.
Bedarf an Kühlung in Wohnräumen steigt
In Deutschland steigt die Anzahl der heißen Tage mit einer Temperatur über 30 °C. Früher waren solche Temperaturen noch die Ausnahme, in den 1950er Jahren waren es maximal drei Tage, 2024 schon 12 Tage. Für 2030 werden sogar 30 Tage Hitze prognostiziert – ein ganzer Monat.
Entsprechend der Außentemperatur steigen auch die Temperaturen in den Wohnräumen. Je nach Lage im Gebäude, Verglasung und Dämmstandard können 28 bis 30 °C erreicht werden, in extremen Fällen auch weit über 30 °C. Sich in der Wohnung aufzuhalten, produktiv im Homeoffice zu arbeiten, nach der Arbeit zu entspannen oder nachts ausreichend zu schlafen, wird schwer und anstrengend.
Aufgrund dieser Entwicklung steigt auch im privaten Bereich das Interesse an Klimageräten und einer Kühlung der Innenräume. Die Produktion und der Import von Klimaanlagen sind in den letzten Jahren deutlich gestiegen.
Möglichkeiten der Kühlung mit Wärmepumpe
Wie wäre es, wenn Eigentümer mit ihrer neuen, nachhaltigen Heizung heizen und kühlen könnten? Wärmepumpen entziehen der Umwelt thermische Energie und geben sie auf einem höheren Niveau an das Heizsystem ab. Dieses Prinzip lässt sich auch umdrehen und, vergleichbar mit einem Kühlschrank, zur Kühlung des Hauses einsetzen.
Prinzipiell hat man zwei oder sogar drei Möglichkeiten zur Kühlung mit einer Wärmepumpe:
Bei der passiven Kühlung wird die Wärme aus dem Haus an das Erdreich oder Grundwasser abgeführt, beide haben eine geringere Temperatur als die Raumluft. In den Heizflächen des Hauses zirkuliert Wasser, das Wärme aus den Räumen aufnimmt und über einen Wärmetauscher an Erdreich oder Grundwasser abgibt. Der Verdichter der Sole-Wasser oder Wasser-Wasser Wärmepumpe wird nicht benötigt, daher ist die Kühlung passiv und erfordert nur den Betrieb der Umwälzpumpe des Heizkreises. Dadurch sind die Betriebskosten für die Kühlung gering und können durch eine PV-Anlage weiter reduziert werden. Die Wärmepumpe muss für diese Betriebsweise ausgerüstet sein. Große Heizflächen, wie Fußboden- oder Deckenheizungen, sind besonders gut geeignet für diese Form der Kühlung und können die Raumtemperatur bis zu ca. 3 °C reduzieren.
Diese Form der Kühlung trägt zur Regeneration des Erdreichs für den Winter bei, im Sommer wird Wärme an die Erde abgegeben und im Winter wieder entzogen.
Für die aktive Kühlung wird der Kältekreislauf einer Wärmepumpe umgedreht, das Haus dient als Wärmequelle. Wärme aus dem Gebäude wird über die Heizflächen aufgenommen und aktiv nach außen abgeführt. Für diese Funktion muss der Kältekreislauf der Wärmepumpe umkehrbar sein. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind für diese Funktion besonders gut geeignet, sie können die Wärme über den Verdampfer am besten nach außen abgeben.
Die dritte Variante zur Kühlung wäre mit einer Luft-Luft-Wärmepumpe. Diese Geräte sind Klimaanlagen, die fest verbaut werden und als Split-Gerät mehrere Räume gleichzeitig kühlen können. Sie funktioniert ähnlich wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe, nur dass sie im Sommer die Wärme der Raumluft entzieht. Ihr Prozess lässt sich im Winter auch umkehren, dann geben sie die erzeugte Wärme an die Raumluft ab – es ist also kein Heizkreislauf mit Heizflächen notwendig.
Wann lohnt sich das Heizen und Kühlen mit der Wärmepumpe?
Die Funktion zum Heizen und Kühlen mit der Wärmepumpe eignet sich vor allem im energieeffizienten Neubau oder sanierten Altbau, idealerweise mit einer Flächenheizung. Fußboden- und Deckenheizungen können die Wärme aus dem Gebäude besser aufnehmen und abführen. Eine hohe Energieeffizienz hat zudem den Vorteil, dass sich das Gebäude weniger aufheizt und einen geringeren Kühlbedarf hat.
Wer eine eigene PV-Anlage hat oder plant, hat den Vorteil, dass ihr Strom für die Kühlfunktion genutzt werden kann – ob für die Umwälzpumpe für die passive Kühlung oder den Kompressor für die aktive Kühlung. Dieser Strom steht im Sommer passenderweise zu dem Zeitpunkt zur Verfügung, an dem er benötigt wird.
Vorteil und Nachteile
Vorteile
- Wärmepumpen können mit einem Gerät heizen und kühlen, wenn die Funktion vorgesehen ist.
- Strom aus der eigenen PV-Anlage verringert die Stromkosten für die Kühlung.
- Passive Kühlung benötigt nur die Umwälzpumpe und hat daher einen geringen Stromverbrauch.
- Kühlung des Gebäudes über die Heizflächen ist angenehm für die Bewohner, es gibt keine kalte Luftströmung wie bei Klimaanlagen.
- Klimaanlagen können ihre Funktion auch umkehren und für die Heizung der Räume eingesetzt werden.
Nachteile
- Große Heizflächen, wie Decken- oder Fußbodenheizung sind notwendig, damit im Sommer mehr Wärme abgeführt werden kann.
- Für die Kühlfunktion sind höhere Investitionen notwendig, die Wärmepumpe muss dafür ausgerüstet sein.
- Die Kühlleistung über die Fußboden- oder Deckenheizung ist begrenzt auf wenige Grad.
- Der Taupunkt darf nicht unterschritten werden, um eine Bildung von Kondenswasser zu vermeiden.
- Eine Aufnahmefähigkeit des Erdreichs ist im Sommer begrenzt, da auch seine Temperatur mit der Zeit steigt.
Fazit
Mit einer zunehmenden Anzahl an heißen Sommertagen stellt sich für viele Menschen die Frage nach der Kühlung ihres Gebäudes. Wärmepumpen bieten die Möglichkeit, ihre Funktion umzukehren und Wärme aus dem Gebäude nach außen abzuführen. Damit sind beide Funktionen, heizen und kühlen, in einem Gerät vereint. Ein zusätzliches Gerät ist nicht notwendig. In Verbindung mit einer Photovoltaikanlage können zusätzliche Stromkosten für die Kühlung minimiert werden oder ganz entfallen.
