Kühlen mit der Wärmepumpe

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Heizen zählt zu den essenziellen Bedürfnissen der Menschen. Ohne Wärme ist ganzjähriges Wohnen im gewohnten Rahmen nicht möglich. Allerdings führen die immer heißeren Sommer dazu, dass auch das Kühlen eine zunehmende Bedeutung gewinnt. Nicht immer lässt sich eine Klimaanlage sinnvoll und vor allem sparsam in die bestehende Haustechnik zum Kühlen integrieren. Aber das muss auch nicht sein. Gerade moderne Heizungstypen, allen voran die Wärmepumpe, bieten hier ganz neue Möglichkeiten. Wussten Sie, dass Kühlen mit der Wärmepumpe tatsächlich möglich ist? Gerade mit der heute als Stand der Technik geltenden Fußbodenheizung lassen sich ganz ohne separate Kühltechnik erstaunliche Ergebnisse erzielen!

Was ist eine Wärmepumpe?

Wärmepumpen sind Heizungen, die aus ohnehin vorhandener Umweltenergie nutzbare Heizwärme gewinnen. Je nach Typ kann diese Umweltwärme entweder aus der Umgebungsluft oder aber aus der Wärme des Grundwassers oder sogar tieferer Erdschichten gespeist sein. Man spricht dementsprechend auch von einer Luft-, Wasser- oder Erdwärmepumpe. Für diese Wärmegewinnung ist immer ein gewisses Maß an Hilfsenergie nötig, normalerweise in Form von elektrischer Energie. Je höher die zu erschließende Temperatur der Umweltwärme und je niedriger die gewünschte technische Zieltemperatur ist, umso weniger Hilfsenergie wird benötigt und umso effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Besonders weit verbreitet ist die Luftwärmepumpe. Und das, obwohl ihre Effizienz am niedrigsten ist. Da sie keinerlei Erdbohrung benötigt, kann sie faktisch überall eingesetzt werden und ist dabei in der Anschaffung noch besonders günstig.

Die Funktionsweise einer Wärmepumpe

Dem Grunde nach nutzt eine Wärmepumpe einen einfachen Kreislauf eines Kühl- bzw. Wärmemittels, das zwischen zwei Wärmetauschern zirkuliert. Der eine Wärmetauscher setzt die Umweltwärme um in die im Kühlmittel gespeicherte Wärmeenergie. Der zweite Wärmetauscher sorgt dafür, dass diese Energie in einen Speicher abgegeben wird. Weil beispielsweise die Wärme der Außenluft im Winter deutlich niedriger ist als die für eine Fußbodenheizung nötige Wärme, wird das Temperaturniveau mittels Kompression und Dekompression technisch angehoben. Neben den Pumpen des Kreislaufs fällt genau hier, also bei der Komprimierung des Kühlmittels, der größte Hilfsenergiebedarf an.

Aus Heizen wird Kühlen

Aus der Funktionsweise einer Wärmepumpe heraus stellt sich nun die Frage, wie denn aus der Gebäudeerwärmung eine wirkungsvolle Kühlung entstehen kann. Eine Klimaanlage ist schließlich speziell auf die Kälteerzeugung hin konzipiert, sodass es zunächst einmal wenig glaubhaft erscheint, dass Kühlen mit der Wärmepumpe tatsächlich funktionieren kann. Allerdings gibt es einen anderen Vergleich, der die Möglichkeiten der Wärmepumpenkühlung ungleich realistischer erscheinen lässt:

Wärmepumpentechnik versus Kühlschrank-Prinzip

Halten Sie sich den Prozess der Wärmepumpentechnik einmal vor Augen, fällt rasch auf, dass aus technischer Sicht genau dasselbe abläuft wie in einem Kühlschrank. Nur, dass die beabsichtigte Seite beim Heizen auf der Abgabeseite der Wärmeenergie liegt. Bei der Kühlung dagegen ist die Wärme ein Abfallprodukt, das nach außen abgegeben wird. Einmal wird absichtlich geheizt und als Nebenerscheinung gekühlt. Und einmal ist das Ziel das effektive Kühlen mit dem Abfallprodukt Wärme. Ohne große Veränderungen ist es also möglich, anstatt Wärme mit demselben System zumindest auf theoretischer Ebene auch Kälte zu erzeugen. In der Praxis ist es nicht ganz so einfach, mit wenigen technischen Ergänzungen bzw. Anpassungen ist das Kühlen aber genauso möglich wie in der Theorie.

Wann ist Kühlen mit der Wärmepumpe überhaupt sinnvoll?

Kühlen mit der Wärmepumpe ist also möglich. Die eigentliche Heiztechnik lässt sich für die Kälteerzeugung nutzen. Darüber hinaus sind aber mit den Heizflächen auch Übergabemöglichkeiten für die Kälte an die einzelnen Räume vorhanden. Da das Transportmedium Wasser dasselbe ist, ist auch die dahinterstehende Physik dieselbe. Das bedeutet, der Prozess funktioniert. Die weit wichtigere Frage ist aber nicht die nach der reinen Funktionalität. Erst, wenn sich diese Kühlung „lohnt“, also wenn relevante Kühleffekte mit vertretbarem Energie- und damit auch Kostenaufwand erzielt werden können, wird dieses Vorgehen in der Praxis tatsächlich interessant. Denn eine theoretische Kühlmöglichkeit bringt Ihnen für Ihr eigenes Wohnhaus wenig, wenn Sie sich den Kühlprozess auf Dauer nicht leisten können. Bestimmte Rahmenbedingungen sollten daher gegeben sein, um die Wärmepumpenkühlung im Alltag einsetzen zu können.

Heiz- und Kühlflächen – optimal aufgestellt mit einer Fußbodenheizung

Aus physikalischer Sicht existiert Kälte nicht. Kälte ist lediglich die Abwesenheit von Wärme. Deshalb kann eine zur Kühlung eingesetzte Heizfläche auch nie aktiv Kälte abstrahlen. Sie kann lediglich die von außen auf die kalte Fläche wirkende Wärme aufnehmen. Im Vergleich zu einer Beheizung ist dieser Effekt aber deutlich weniger effektiv als die aktive Wärmeabstrahlung. Das bedeutet, dass für ein wirkungsvolles Kühlen eine besonders große Oberfläche benötigt wird. Klassische Heizkörper scheiden damit faktisch aus.

Vor allem die immer weiter verbreitete Fußbodenheizung ist problemlos in der Lage, diese nötige Oberfläche zu bieten. Da bei der Fußbodenheizung auch beim Erwärmen der Räume auf geringe Temperaturdifferenzen gesetzt wird, liegen Wärmeabgabe und Wärmeaufnahme näher beieinander und der Kühleffekt fällt in Relation zu Heizkörpern ungleich intensiver aus. Das bedeutet nicht, dass nur mit einer Fußbodentemperierung auch eine Raumkühlung umsetzbar ist. Diese Konzeption bietet aber die idealen Möglichkeiten, die technische Leistungsfähigkeit des Wärmepumpenaggregats auch tatsächlich an die Räume weiterzugeben.

Kühlung heißt Stromverbrauch – nachhaltig kühlen mit Photovoltaik

Heizen kostet Energie. Dasselbe gilt für das Kühlen. Bei Wärmepumpen ist das zwar „nur“ Hilfsenergie, trotzdem kann der Energiebedarf bei einer längerfristigen sommerlichen Kühlung enorm nach oben schnellen. Sinnvoll ist dieses Vorgehen deshalb vor allem dann, wenn Sie kostenneutral eigenen Strom über eine eigene Photovoltaikanlage erzeugen. Zwar steht Photovoltaik in keinem direkten Zusammenhang mit der Kühltechnik. Sie bietet aber mit kostengünstiger und gleichzeitig auch nachhaltiger Energie genau die Voraussetzungen, die aus heutiger Sicht unter Würdigung von Umweltaspekten dazu führen, dass der Einsatz von Kühltechnik auch im privaten Rahmen durchaus vertretbar erscheint. Spätestens mit sinkenden Einspeisevergütungen wird dieses Modell immer interessanter, da auf der Seite der entfallenden Einnahmen durch den Eigenverbrauch eine immer kleinere Summe steht. Im Gegenzug wächst der Komfortgewinn durch die immer heißeren und intensiveren Sommermonate enorm.

Welche Wärmepumpe eignet sich am besten als Klimaanlage?

Natürlich hat jede Wärmepumpentechnik das Potenzial, zum Kühlen eingesetzt zu werden. Allerdings haben in diesem Fall ausnahmsweise die Techniken das Nachsehen, die beim Thema des Heizens die Nase vorn haben. Denn sowohl die Grundwasser- als auch die Geothermiewärmepumpe hat das Problem, die abgeführte Wärme schnell genug an das Grundwasser oder das Erdreich abzugeben. Nur die Luftwärmepumpe ist hier in der Lage, durch die rasch abströmende Außenluft die Abwärme unverzüglich abzuleiten. Kühlen mit der Wärmepumpe lässt sich deshalb am besten mit einer Luftwärmepumpe realisieren. Haben Sie das bereits angesprochene System aus Heizgerät und Photovoltaik etabliert, sollte auch der etwas höhere Energieverbrauch dieser Technik allgemein kein größeres Thema darstellen.

Kühlen mit der Wärmepumpe – mit bestimmten Rahmenbedingungen kein Problem

Kühlen mit der Wärmepumpe klingt zunächst unorthodox, ist aber mit der heutigen Technik absolut kein Problem mehr. Heizen und eine funktionierende Kühlung lassen sich mit geringem Mehraufwand verbinden. Was bleibt, ist der Strombedarf für die zusätzlichen Laufzeiten Ihres Systems. Setzen Sie gleichzeitig auf Photovoltaik für günstigen und nachhaltigen Strom, erhalten Sie nicht nur eine besonders nachhaltige Lösung. Sie sparen darüber hinaus bares Geld in Form von Energiekosten. Gleichzeitig gewinnen Sie enormen Komfort, indem Sie auch in heißen Sommermonaten jederzeit in angenehm kühlen Räumen wohnen.