Wärmepumpe kühlen: Funktionsweise, Kosten & Vor-und NachteileKühlen mit der Wärmepumpe: So geht's! Mit der Wärmepumpe kühlen? Das geht! Die Wärmepumpe als innovative Technologie kann nicht nur zur Beheizung, sondern auch zur Kühlung von Gebäuden eingesetzt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Klimaanlagen nutzen Wärmepumpen den physikalischen Prozess der Wärmeübertragung, um Luft zu kühlen. Diese umweltfreundliche Methode zur Raumkühlung gewinnt zunehmend an Bedeutung, da sie effizienter ist und weniger Energie verbraucht als traditionelle Klimaanlagen. In dieser Diskussion werden wir die Funktionsweise von Wärmepumpen für die Kühlung genauer untersuchen und ihre Vor- und Nachteile beleuchten. Wärmepumpe an Hausfassade | © Александр Марченко So funktioniert das Kühlen mit der Wärmepumpe Wie kühlt eine Wärmepumpe? Die grundsätzliche Funktionsweise einer Wärmepumpe mit Kühlfunktion lässt sich in zwei Prozesse kategorisieren – nämlich in die aktive und passive Kühlung. Heizen/Kühlen mit Sole-Wasser-Wärmepumpe | © Effizienzhaus-Online Aktive Kühlung mit einer Wärmepumpe Beim aktiven Kühlungsprozess wird der Verdichter der Wärmepumpe weiterhin genutzt – der normale Betrieb wird somit fortgeführt, nur, dass sich die Arbeitsrichtung umkehrt, also gekühlt statt geheizt wird. Dies ist die sogenannte Prozess-Umkehrfunktion. Doch wie stark kann eine Wärmepumpe kühlen? Mit aktiver Kühlung ist es möglich, die Raumtemperatur um bis zu 3 °C zu senken. Mit der Wärmepumpe im aktiven Prozess zu kühlen ist allerdings nur mit einer Luftwärmepumpe möglich. Passive Kühlung mit einer Wärmepumpe Im Gegensatz dazu wird beim passiven Kühlungsprozess der Verdichter umgangen – diese Art von Kühlung kann lediglich bei Sole-Wasser-Wärmepumpe bzw. Erdwärmepumpen verwendet werden. Grund dafür ist, dass im Erdboden auch in den Sommermonaten Temperaturen von 10 °C vorherrschen. Um die passive Kühlung nutzen zu können, müssen Sie also in erster Linie ein Oberflächenheizsystem, also beispielsweise eine Fußbodenheizung, mit einer Wasserwärmepumpe oder Erdwärmepumpe kombinieren. Die überschüssige Wärme wird in dem Fall dann aus dem zu kühlenden Raum an das Grundwasser / an die Sole abgegeben. Die Wärmepumpe im Ganzen ist dabei nicht in Betrieb, nur die Pumpe arbeitet. Wärmepumpe kühlen – Vor- und Nachteile Die Nutzung einer Wärmepumpe mit Kühlfunktion bietet verschiedene Vor- und Nachteile, die je nach Art der Kühlung – aktiv oder passiv – variieren. Aktive Kühlung Vorteile: 1. Mit jeder Wärmepumpe möglich: Aktives Kühlen kann mit verschiedenen Arten von Wärmepumpen realisiert werden, einschließlich Luft-Wasser-Wärmepumpen und Erdwärmepumpen. 2. Höhere Temperaturunterschiede: Aktives Kühlen ermöglicht es, höhere Temperaturunterschiede zwischen der Außen- und Innenumgebung zu erreichen, was zu effizienterer Kühlung führen kann. Nachteile: 1. Höhere Betriebskosten: Aktives Kühlen erfordert mehr Energie, um die Kühlung zu betreiben, was zu höheren Betriebskosten im Vergleich zur passiven Kühlung führen kann. 2. Richtungsumschaltung erforderlich: Um zwischen Heiz- und Kühlmodus zu wechseln, muss die Richtung des Wärmeaustauschs über ein Ventil umgeschaltet werden, was zusätzliche technische Maßnahmen erfordert. Passive Kühlung Vorteile: 1. Geringere finanzielle Belastung: Passive Kühlung ist in der Regel kostengünstiger, da sie weniger technische Ausrüstung erfordert, um implementiert zu werden. 2. Umweltschonendere Nutzung: Da passive Kühlung weniger Energie verbraucht, ist sie umweltfreundlicher und trägt zur Reduzierung des CO2-Ausstoßes bei. Nachteile: 1. Weniger Leistung bei Kühlung: Passive Kühlung bietet in der Regel weniger Leistung als aktive Kühlung, insbesondere bei extremen Temperaturen. 2. Begrenzte Temperaturabsenkung: Die Temperatur kann bei passiver Kühlung normalerweise nur um etwa 3 Grad Celsius abgesenkt werden, was möglicherweise nicht ausreicht, um sehr hohe Innentemperaturen zu bewältigen. 3. Nur mit Erdwärmepumpe möglich: Passive Kühlung kann hauptsächlich mit Erdwärmepumpen realisiert werden, was ihre Anwendbarkeit auf bestimmte Standorte begrenzt Die Wahl zwischen aktiver und passiver Kühlung hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich des Budgets, des Standortes, der gewünschten Leistung und der Umweltauswirkungen, die berücksichtigt werden sollen. Erfahren Sie mehr zur generellen Funktionsweise von einer Wärmepumpe! Aktives vs. Passives Kühlen | © Effizenzhaus-Online Wärmepumpe kühlen – Vor- und Nachteile Die Nutzung einer Wärmepumpe mit Kühlfunktion bietet verschiedene Vor- und Nachteile, die je nach Art der Kühlung – aktiv oder passiv – variieren. Mitunter können die Kosten für eine Wärmepumpe mit Kühlung höher ausfallen, als für eine ohne diese Option. Dennoch entfällt durch die Wärmepumpe die Notwendigkeit einer herkömmlichen Klimaanlage in der Zukunft. Bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe mit aktiver Kühlung ist im Sommer ein höherer Stromverbrauch zu erwarten. Bei Erdwärmepumpen mit passiver Kühlung ist der Stromverbrauch ebenfalls erhöht, jedoch deutlich geringer. Grund dafür ist, dass in dem Fall kein Kompressor betrieben werden muss. Die aktive Kühlung ist hingegen preislich doppelt so hoch einzuordnen unter gleichen Bedingungen wie die passive Kühlung. Allerdings kann die Kühlfunktion bei passiven Systemen sogar die Effizienz steigern, da sie das Erdreich im Sommer so gesehen in Teilen „regeneriert“. Bestehende Wärmepumpen können leicht mit einer Kühlfunktion nachgerüstet werden. Grundsätzlich gilt jedoch: Für das Kühlen mit einer Wärmepumpe ist eine Flächenheizung erforderlich. Aktive Kühlung Vorteile: 1. Mit jeder Wärmepumpe möglich: Aktives Kühlen kann mit verschiedenen Arten von Wärmepumpen realisiert werden, einschließlich Luft-Wasser-Wärmepumpen und Erdwärmepumpen. 2. Höhere Temperaturunterschiede: Aktives Kühlen ermöglicht es, höhere Temperaturunterschiede zwischen der Außen- und Innenumgebung zu erreichen, was zu effizienterer Kühlung führen kann. Nachteile: 1. Höhere Betriebskosten: Aktives Kühlen erfordert Energie, um die Kühlung zu betreiben, was zu höheren Betriebskosten im Vergleich zur passiven Kühlung führen kann. 2. Richtungsumschaltung erforderlich: Um zwischen Heiz- und Kühlmodus zu wechseln, muss die Richtung des Wärmeaustauschs über ein Ventil umgeschaltet werden, was zusätzliche technische Maßnahmen erfordert. Kosten von einer Wärmepumpe mit Kühlfunktion Zumindest die Nutzung einer Wärmepumpe zum Kühlen ist grundsätzlich finanziell nicht aufwendiger als der Einsatz einer herkömmlichen Klimaanlage, da beide Systeme auf derselben Technologie basieren. Für ein Einfamilienhaus bewegt sich die Anschaffung, Installation und Erschließung einer Wärmepumpe mit Kühlfunktion im Bereich von ungefähr 20.000 bis 40.000 Euro. In vielen Fällen ist die ganzheitliche Lösung „Wärmepumpe mit Raumkühlung“ im Vergleich zum Kauf separater Heizungs- und Kühlsysteme wahrscheinlich kostengünstiger. Denn: Bei dieser Lösung entfallen die Ausgaben für den Erwerb eines zusätzlichen Klimageräts. Wenn eine passive Kühlung verwendet wird, ist der Energieverbrauch und somit die Betriebskosten für die Klimatisierung niedriger als bei einer herkömmlichen Klimaanlage. Grund dafür ist, dass dabei der Verdampfer und der Kondensator kontinuierlich in Betrieb sind. Zudem geht bei der Raumkühlung durch eine Wärmepumpe die abgeleitete Wärme nicht verloren, sondern kann beispielsweise zur Warmwasserbereitung genutzt werden, was die Gesamtbetriebskosten weiter senkt. Auch nicht unwichtig bei der Entscheidungsfindung: Mithilfe von staatlichen Förderungen für Wärmepumpen sparen Sie ebenfalls! Wärmepumpen zum Kühlen in Kombination mit einer Photovoltaikanlage Wenn Sie eine reversible Wärmepumpe mit einer Photovoltaik-Anlage verknüpfen, ist dies eine besonders effiziente Methode. So ist es problemlos möglich, in Ihrem Eigenheim zu jeder Jahreszeit für ein angenehmes Klima zu sorgen. Weiterhin ist diese Art zu heizen und zu kühlen wesentlich nachhaltiger als beispielsweise eine Klimaanlage. Die Energieeffizienz der Kombination aus reversibler Wärmepumpe und Photovoltaik zeigt sich besonders beim Einspeisen. Denn: Wenn Sie im Sommer Ihren eigens produzierten Solarstrom für den Kühlbetrieb nutzen, wird der Strom direkt lokal eingesetzt und nicht ins öffentliche Netz eingespeist. Besonders lohnt sich dieses Prinzip beim aktiven Kühlen, da dort mehr Energie in Anspruch genommen wird, als beim passiven Kühlprozess. Wärmepumpe kühlen: Welche Voraussetzungen müssen geschaffen werden? Die Voraussetzungen, um mit einer Wärmepumpe kühlen zu können, sind in drei Unterpunkte gegliedert. Wärmepumpen-Auswahl: Vor der Anschaffung einer Wärmepumpe sollten Sie sich informieren, ob das von Ihnen präferierte Modell auch zu Raumkühlung geeignet ist. Oftmals lässt ich allerdings die Raumkühlfunktion auch nachrüsten. Heizverteilsystem: Sie sollten am besten für die Raumkühlung eine Flächenheizung im Fußboden oder an der Wand verwenden. Radiatioren, also elektrische Direktheizungen, sollten Sie eher vermeiden. Klimatische Bedingungen: Vermeiden Sie, dass Ihre Wand- oder Fußbodenheizung eine Temperatur unter dem Taupunkt erreicht, da sich ansonsten Tauwasser beispielsweise an den Wänden bilden kann. Klimaanlage vs. Kühlen mit Wärmepumpe Prinzipiell kann eine Wärmepumpe eine gute Alternative zur Klimaanlage darstellen, wenn Sie ihr Heiz- bzw. Kühlsystem sorgfältig planen. Mithilfe der passiven Kühlung sparen Sie sogar und es ist obendrein möglich, dass Sie die abgeführte Wärme beispielsweise für die Brauchwassererwärmung nutzen können. Ihr Haus sollte allerdings gut gedämmt sein, zudem kann eine Wärmepumpe nicht zur Raumentfeuchtung verwendet werden. Grundsätzlich erreichen aktiv kühlende Wärmepumpen niedrigere Temperaturen erreichen, als passiv kühlende. Am ehesten an das Gefühl, welches sich bei einer Klimaanlage einstellt, kommt ein Wärmepumpensystem ran, das kühle Luft in den Raum pustet. Jedoch benötigen Wärmepumpen zum Kühlen Zeit, also ist der Unterschied nicht unmittelbar, sondern erst nach einiger Zeit spürbar. FAQ Brauche ich besondere Heizkörper zum Kühlen mit der Wärmepumpe? Ja! Wollen Sie zur Kühlung Ihres Gebäudes eine Wärmepumpe nutzen, ist die Grundvoraussetzung ein Heizsystem mit Warmwasser. Weiterhin benötigen Sie Fußbodenheizung, Gebläseheizung oder Wandflächenheizung. Klassische Heizkörper, auch Radiatoren genannt, sind in diesem Fall nicht geeignet. Kann jede Wärmepumpe kühlen? Nein! Für den Modus “Active Cooling” muss die Wärmepumpe eine reversible Funktionsweise besitzen. Nachrüstung und die Möglichkeit des “Passive Cooling” ist nur dann möglich, wenn die Möglichkeit besteht, dass Sie ein 3-Wege-Ventil einbauen. Wie stark kann eine Wärmepumpe kühlen? Mithilfe des aktiven Kühlprozesses können Sie die vorherrschende Raumtemperatur um bis zu 3 °C senken – möglich ist dies allerdings nur mit einer Luftwärmepumpe. Lässt sich die Kühlfunktion bei einer Wärmepumpe nachrüsten? Nicht alle Wärmepumpen besitzen eine Kühlfunktion – daher sollte man die Entscheidung schon vor der Installation treffen. Die Nachrüstung der Kühlfunktion bei einer Wärmepumpe ist zwar möglich, jedoch kostenintensiv.
