Für die Kühlfunktion schickt die Anlage kaltes Wasser durch das Heizungsrohrnetz im Haus. Das Medium nimmt an den Heizflächen Wärme aus den Räumen auf und strömt dann mit höherer Temperatur zur Wärmepumpenanlage. Diese leitet Energie vom Heizungswasser an die Umgebung ab. Das Medium kühlt herunter und der Vorgang beginnt von vorn.
Kühlen mit der Wärmepumpe: Möglichkeiten und Voraussetzungen
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Angenehme Raumtemperaturen das ganze Jahr über: Mit modernen Wärmepumpen von Viessmann ist das möglich. Denn während die Anlagen die eigenen vier Wände im Winter sparsam und umweltfreundlich aufheizen, sorgen sie im Sommer für die nötige Abkühlung. Doch wie funktioniert das Kühlen mit der Wärmepumpe und welche Voraussetzungen gibt es? Wir geben Antworten auf die wichtigsten Fragen und erklären, wann sich die Wärmepumpe zur Kühlung nachrüsten lässt.
Wärmepumpen kühlen Gebäude über die vorhandenen Heizflächen
Nimmt die Heizung in der kalten Jahreszeit ihren Betrieb auf, bringt sie Heizungswasser auf höhere Temperaturen. Eine Pumpe leitet das Medium anschließend durch das gesamte Haus. Es strömt durch die dort vorhandenen Heizflächen und gibt Wärme an die jeweiligen Räume ab. Während sich diese aufheizen, kühlt das Heizungswasser ab. Es strömt zum Wärmeerzeuger zurück und der Vorgang beginnt von vorn.
Möchten Sie mit der Wärmepumpe kühlen, nutzt die Anlage dasselbe System. Der einzige Unterschied: Sie leitet kein warmes, sondern kühles Heizungswasser durch die Leitungen im Haus. An den Heizflächen nimmt das Medium Wärme auf. Es kühlt auf diese Weise den Raum und strömt mit höheren Temperaturen zur Wärmepumpenheizung zurück. Diese gibt die aufgenommene Wärme anschließend an die Umgebung ab, sodass der Kreislauf von vorn beginnen kann.
Aktives und passives Kühlen mit Wärmepumpen ist zu unterscheiden
Wie die Kühlung im Detail funktioniert, hängt von der Art der Technik ab. Möchten Sie mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe kühlen, verwendet diese einen aktiven Prozess. Experten sprechen dabei vom Active Cooling, dem aktiven Herunterkühlen von Räumen. Sole-Wasser-Wärmepumpen verwenden hingegen einen passiven oder natürlichen Prozess, den Fachleute auch als passive oder Natural Cooling (natürliches Herunterkühlen von Räumen) bezeichnen.
Aktives Kühlen mit der Wärmepumpe nutzt den Kältekreislauf mit Verdichter
Das aktive Kühlen unterscheidet sich im Prinzip nicht von der Heizfunktion. In beiden Fällen überträgt das System Wärme auf ein Kältemittel. Das Medium verdampft dabei, bevor ein Verdichter Druck und Temperatur anhebt. Letzteres ist nötig, um thermische Energie an ein anderes System abzugeben. Nachdem das passiert ist, verflüssigt sich das Kältemittel wieder. Ein Entspannungsventil setzt den Druck herab und der Kreislauf beginnt von vorn. Der Unterschied, wenn Sie mit einer Wärmepumpe heizen und kühlen möchten, liegt dabei in der Richtung, in welcher der Prozess abläuft. Ist die Heizfunktion aktiv, bringt die Anlage Wärme aus der Umgebung ins Haus. In der Kühlfunktion gibt sie Raumwärme an die Umgebung ab.
Wärmepumpen mit passiver Kühlfunktion arbeiten ohne Kältemittelverdichter
Das passive Kühlen funktioniert einfacher und sparsamer. Denn dabei überträgt die Anlage Wärme aus dem Haus direkt an das Erdreich. Möglich ist das, da die Umweltenergiequelle auch im Sommer ein geringeres Temperaturniveau aufweist und Wärme somit auf natürliche Weise entlang des Temperaturgradienten strömen kann. Möchten Sie eine Viessmann Wärmepumpe zum Kühlen verwenden, benötigen Sie eine sogenannte NC-Box. Dabei handelt es sich um ein anschlussfertig vormontiertes Set, das Wärme vom Heiz- auf den Solekreis überträgt. Neben einem Wärmeübertrager und einer Pumpe enthält die gedämmte Box auch einen Mischer für den dauerhaften Betrieb ohne Unterschreitung des Taupunkts.
Das Video erklärt die Funktionsweise der Wärmepumpe auf anschauliche Art und Weise.
Diese technischen Voraussetzungen sind für die Kühlung zu erfüllen
Damit das Kühlen mit der Wärmepumpe funktioniert, sind einige Voraussetzungen zu erfüllen. Neben passenden Heizflächen gehört dazu auch eine Regelung in Abhängigkeit der Taupunkttemperatur der Luft. Was außerdem zu beachten ist, zeigt die folgende Übersicht:
- Wärmepumpe zum Kühlen: Die wichtigste Voraussetzung ist eine Wärmepumpe mit Kühlfunktion. Während neue Luft-Wasser-Wärmepumpen meist von Hause aus heizen und kühlen können, lässt sich an Erdwärmepumpen die Kühlung nachrüsten. Möglich ist das mit einer speziellen NC-Box, die das Heizsystem mit dem Solekreislauf verbindet. Alternativ können Sie eine Luft-Luft-Wärmepumpe als Klimaanlage nutzen.
Taupunktregelung: Beim Unterschreiten des Taupunkts gibt die Luft einen Teil der enthaltenen Feuchtigkeit ab. Sammelt sich das Wasser an den Heizflächen, drohen Gefahren sowie Bauschäden. Eine Taupunktregelung verhindert das, indem sie zu jeder Zeit für eine ausreichend hohe Vorlauftemperatur sorgt. Die Taupunkttemperatur wird nicht unterschritten und es bildet sich kein Kondensat.
Passende Heizflächen: Günstig sind Fußboden-, Wand- oder Deckenheizsysteme, wenn Sie mit der Wärmepumpe kühlen möchten. Alternativ kommen auch Gebläsekonvektoren zum Einsatz, die Raumluft mit Ventilatoren über einen Wärmeübertrager leiten. Heizkörper eignen sich theoretisch ebenfalls. In der Praxis sind sie aber häufig zu klein, um ohne Probleme mit Kondensat eine nennenswerte Kühlleistung zu erreichen.
Passende Leitungen: Wie viel Energie das Heizungswasser transportieren kann, hängt neben dem Durchfluss auch von den Vor- und Rücklauftemperaturen ab. Da letztere beim Kühlen mit der Wärmepumpe dicht beieinanderliegen, ist unter Umständen ein höherer Durchfluss erforderlich. Ausreichend groß dimensionierte Leitungen sorgen dafür, dass das problemlos funktioniert.
Während neue Gebäude in aller Regel für die effiziente Kühltechnik geeignet sind, müssen Sie die entsprechenden Voraussetzungen im Altbau häufig erst schaffen. Ob das bei Ihnen der Fall ist oder ob Sie ohne Weiteres eine Wärmepumpe mit Kühlung nachrüsten können, erfahren Sie von einem Energieberater oder Fachhandwerker aus Ihrer Region.
Optimal: Kombination mit Photovoltaik spart Strom und Kosten ein
Anders als beim Heizen im Winter passen Sonnenschein und Kühlbedarf im Sommer in aller Regel genau zusammen. Deswegen lohnt es sich auch, eine Wärmepumpe mit Kühlfunktion mit einer Photovoltaikanlage zu kombinieren. Die Solartechnik erntet dabei kostenfreien Strom vom Dach, der sich unmittelbar zur Wärmepumpenkühlung nutzen lässt. Die Anlage arbeitet dabei besonders umweltfreundlich und Sie sparen Energiekosten ein.
Das Kühlen mit der Wärmepumpe hat Vorteile, aber auch Nachteile
Angenehm temperierte Wohnräume, keine zusätzliche Technik und niedrige Energiekosten: Die Wärmepumpenkühlung bietet zahlreiche Vorteile. Das gilt vor allem dann, wenn Sie die Technik im Neubau oder nach einer energetischen Sanierung einbauen. Denn dann lassen sich die optimalen Voraussetzungen von vornherein schaffen.
In einigen Fällen hat das Kühlen mit der Wärmepumpe aber auch Nachteile. So ist die Kühlleistung begrenzt, um die Bildung von Kondensat sicher auszuschließen. Hinzu kommt, dass sich das Erdreich im Laufe des Sommers aufheizt. Nutzen Sie eine Erdwärmepumpe mit Kühlfunktion, kann die Kühlleistung im Jahresverlauf also sukzessive zurückgehen. Zudem ist zu beachten, dass vor allem beim Nachrüsten der Technik höhere Kosten für Umfeldmaßnahmen wie passende Heizflächen anfallen können.
Übrigens: Der Prozess funktioniert auch umgekehrt – mit einer Klimaanlage können Sie auch heizen.
FAQ: Die häufigsten Fragen zum Heizen und Kühlen mit Wärmepumpen
Die aktive Kühlung (active cooling) funktioniert wie das Heizen mit Kältemittelkreislauf und Verdichter. Der einzige Unterschied: Während Wärme beim Heizen von außen nach innen gelangt, führt eine Wärmepumpe mit Kühlfunktion thermische Energie nach außen (Luft, Wasser oder Erdreich) ab. Bei der passiven Kühlung (passive cooling) geht Wärme aus dem Heizsystem ohne Kältekreis oder Verdichter auf den Solekreis über. Dieser gibt thermische Energie dann an das Erdreich ab. Im Vergleich zum active cooling ist das passive cooling sparsamer.
Bei Sole-Wasser- bzw. Erdwärmepumpen lässt sich die natürliche Kühlfunktion mit einer speziellen NC-Box umsetzen. Diese enthält alle Bauteile, um Wärme aus dem Heizungsnetz an die Sole und mit dieser an das Erdreich zu übertragen. Luft-Wasser-Wärmepumpen sind heute nahezu immer mit einer aktiven Kühlfunktion ausgestattet. Eine Luft-Luft-Wärmepumpe können Sie zudem wie eine Klimaanlage verwenden.
Bei Erdwärmepumpen ist das mit einer NC-Box möglich, wenn die übrigen Voraussetzungen erfüllt sind. Ob sich auch an einer Luftwärmepumpe die Kühlung nachrüsten lässt, hängt vom installierten Gerät ab. Eine verbindliche Auskunft dazu bekommen Sie nach einer Prüfung durch Ihren Fachhandwerker.
Wichtig ist eine geeignete Wärmepumpenanlage. Sie sollten eine Taupunktregelung verwenden, um Kondensatbildung an den Heiz-/Kühlflächen zu vermeiden. Außerdem sollten Sie passende Heizflächen haben oder nachrüsten. Günstig sind hier vor allem Flächenheizsysteme wie die Fußboden-, Wand- oder Deckenheizung. Wichtig ist zudem, dass die installierten Heizungsrohre groß genug sind, da beim Kühlen unter Umständen mehr Heizungswasser hindurchströmen muss.
Theoretisch ist das möglich. Da Heizkörper meist kompakt dimensioniert sind, ist die Kühlleistung allerdings begrenzt. Tiefere Vorlauftemperaturen würden das zwar ausgleichen, dann allerdings zur Kondensatbildung an den Heizkörpern führen. Ein Fachhandwerker prüft die örtlichen Gegebenheiten und gibt Ihnen eine fundierte Antwort auf diese Frage. Pauschal ist das leider nicht möglich.