Kühlen mit Wärmepumpen

Funktioniert das?

Kühlen mit Wärmepumpen

Funktionsweisen, Varianten und mehr

Im Gegensatz zu einem normalen Heizsystem sorgt die Wärmepumpe nicht ausschließlich für passend temperierte Räume und die Bereitstellung von Warmwasser, sondern kann auch zur Kühlung der Wohnräume zum Einsatz kommen. Wie dies funktioniert und welche Varianten es gibt, stellen wir nachfolgend genauer vor.

Kühlen mit der Wärmepumpe – die Funktionsweise kurz erklärt

Eine Wärmepumpe kann sowohl auf umweltschonende als auch auf wirtschaftliche Weise drei wichtige Funktionen erfüllen. Dazu gehören:

  • Die Beheizung der Wohnräume
  • Die Kühlung einzelner Räume
  • Das Erhitzen von Trinkwasser

Wird eine Wärmepumpe zur Kühlung genutzt, kehrt sich die eigentliche Grundfunktion sozusagen um. Das bedeutet: Ein Gerät, das eigentlich Wärme produzieren soll, kommt als eine Art Kühlschrank zum Einsatz. Wenn man nun das eigentliche Ursprungsprinzip einer Wärmepumpe betrachtet, macht dies auch durchaus Sinn. Genau genommen kehrt sich der Wärmefluss des Geräts um – was wiederum, bedeutet, dass Verdichter, Verflüssiger, Verdampfer und das Expansionsventil zwar genutzt werden, jedoch in anderen Bereichen als zur Erzeugung von Wärme.

Die Wärmepumpe zur Kühlung von Räumen im Sommer

Zur Kühlung von Wohnsrumen in der warmen Jahreszeit sind unterschiedliche Varianten möglich. So kann zum Beispiel schon richtiges Lüften eine große Hilfe sein: Anstatt die Fenster tagsüber geöffnet zu lassen, sollte stattdessen am Morgen und am Abend jeweils einmal kräftig durchgelüftet werden, damit kühle Luft in die Zimmer strömt. Ebenfalls denkbar ist das Aufstellen mobiler Klimageräte in den jeweiligen Räumen. In sehr heißen Sommernächten ist manuelles Lüften dagegen eher die falsche Entscheidung, da sich die Temperaturen auch dann meist nur geringfügig oder gar nicht reduzieren.

Die Räume mit einer Klimaanlage zu kühlen, bringt allerdings einen großen Nachteil mit sich: Die hohen Kosten durch den Energieverbrauch, weil diese natürlich auf eine Steckdose angewiesen sind und konstant Strom verbrauchen. Noch dazu kommt, dass Klimaanlagen in unseren Breiten oft nur für wenige Wochen im Jahr zum Einsatz kommen und sich die Anschaffung daher in der Regel nicht rentiert.

Mit einer Wärmepumpe zu kühlen ist eine Vorgehensweise, die bislang in Deutschland noch eher die Ausnahme darstellt. Dennoch ist die Wärmepumpe ein echtes Multitalent, da sie die verschiedensten Funktionen in sich vereint und noch dazu kostenfreie Umweltenergie effizient genutzt werden kann. Im Gegensatz zur normalen Klimaanlage, bei der kühle Luft über mehrere Kanäle im Haus zum gewünschten Ort gebracht werden, ist eine Wärmepumpe für die Kühlung der Räume mit Hilfe der Heizungs-Wasserleitungen zuständig. Hier wird zwischen zwei Varianten unterschieden – dem Active Cooling und dem Passive bzw. Natural Cooling.

Natural Cooling mit der Wärmepumpe – so funktioniert das Prinzip

Das passive Kühlen mit der Wärmepumpe wird häufig auch als Natural Cooling bezeichnet und nutzt die natürliche Umgebungstemperatur zur Kühlung von Wohnräumen. Allerdings können hierfür lediglich Sole- sowie Wasser-Wasser-Wärmepumpen zum Einsatz kommen, während Luft-Wasser-Wärmepumpen dagegen ungeeignet sind. Die Soleflüssigkeit bzw. das Grundwasser nehmen Wärme zusammen mit einem Wärmetauscher aus dem Heizkreislauf im Haus auf und geben diese anschließend nach außen weiter. Hierbei ist die Wärmepumpe – daher auch der Begriff „passiv“ deaktiviert, was die Betriebskosten deutlich reduzieren kann. Stattdessen werden einzelne Komponente lediglich allgemein geregelt, allerdings nicht im Vollbetrieb. Gekühlt werden die Räume also ganz einfach, indem die Sonden Wärme aufnehmen und an den Boden abgeben.

Damit mit einer Wärmepumpe überhaupt das Kühlen möglich ist, sind also ein Wärmetauscher, eine Umweltpumpe sowie ein Expansionsventil nötig. Die klassische Funktion der Wärmepumpe wird somit gezielt umgangen. Bei dieser Variante ist der Verdichter somit gar nicht in Betrieb. Das Wasser bzw. die Sole nehmen die Funktion des Wärmeträgers ein und werden zum Wärmetauscher geführt. Dorthin gelangt auch das Wasser mit der jeweiligen Raumtemperatur, das nun auf den Wärmetauscher trifft – es findet daraufhin ein Temperaturausgleich statt. Das gekühlte Heizwasser wird anschließend in das Heizungsabgassystem geführt und kann darin zirkulieren.

Active Cooling mit der Wärmepumpe

Die Alternative zum Passive Cooling stellt das sogenannte Active Cooling dar, also die aktive Kühlung. Bei dieser wird die ursprüngliche Funktionsweise einer Wärmepumpe umgekehrt – das Wasser wird also nicht erwärmt, sondern gekühlt. Im Klartext heißt das: Die Heizung sorgt für ein Verdampfen des Kältemittels gemeinsam mit der Wärme im Haus -diese wird anschließend über einen Verflüssiger an den Luftwärmetauscher bzw. den Solekreis abgegeben. Der Begriff „active cooling“ verdeutlicht hier bereits, dass der Verdichter zum Einsatz kommt und auf Strom angewiesen ist – es findet also eine aktive Kühlung statt.

Im Gegensatz zur Erzeugung von Wärme wird hier der Raumluft die Wärme entnommen und stattdessen nach außen geleitet. Ein Kompressor ist hierbei für die Übertragung der Wärme verantwortlich, während der Verflüssiger die Funktion des Verdampfers einnimmt und die Wärme des Raums sich auf das Kältemittel überträgt. Damit sie zum Verdichter geführt werden kann, sind ein weiteres Expansionsventil sowie ein 4-Wege-Ventil erforderlich. Sie gewährleisten eine automatische Umkehr der Fließrichtung innerhalb der Wärmepumpe und stellen sicher, dass zur selben Zeit auch das Heizen möglich ist. So kann die Wärmepumpe auch in den Sommermonaten zuverlässig Warmwasser für den Haushalt aufbereiten.

EIn wichtiger Punkt, der hierbei beachtet werden muss: Weil eine Wärmepumpe die Kühlung von Räumen stets über Flächenheizungen ermöglicht, darf die Temperatur nicht niedringer sein als die Taupunkttemperatur. Ansonsten kann es zu Feuchtigkeit auf oder sogar unter dem Bodenbelag kommen, was Schimmel zur Folge haben könnte. Es ist daher sinnvoll, in spezielle Fühler zu investieren, welche die Kühlleistung bei Bedarf reudzieren können.

Vor dem Kauf einer Wärmepumpe zur Kühlung – was Käufer wissen müssen

Ehe eine Wärmepumpe zur Kühlung erworben wird, ist es ratsam, einen erfahrenen Heizungsinstallateur zu Rate zu ziehen. Dieser kann ein passendes Gerät empfehlen, mit dem das Kühlen von Räumen auch tatsächlich möglich ist. Die Grundvoraussetzung ist nämlich, dass sich die Funktionsweise der Wärmepumpe umkehren lässt. Sollte bereits eine Wärmepumpe im Haus vorhanden sein, bei der dies nicht der Fall ist, kann diese unter Umständen trotzdem zur Kühlung verwendet werden, sofern sie über ein 4-Wege-Ventil verfügt. Da dieser Sachverhalt für Heimwerker meist relativ komplex ist, empfiehlt es sich, sich von einem Experten betreuen zu lassen, bis das System fertig im Haus eingerichtet ist.