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Grundlagen

Kann eine Luftwärmepumpe auch kühlen?

Wärmepumpen haben sich als umweltfreundliches Heizsystem in Neubauten und sanierten Einfamilienhäusern etabliert. Dass Wärmepumpen aber auch kühlen können, ist weniger bekannt. Hier erfahren Sie wie die Kühlung mit einer Luftwärmepumpe funktioniert.

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Die Wärmepumpe als Ersatz einer Klimaanlage

Fast jedes Haus verfügt über eine Heizanlage, doch nur wenige Gebäude in Deutschland sind auch mit einer Klimaanlage ausgestattet. Dennoch kommt es nicht selten vor, dass es im Sommer im eigenen Haus zu warm wird. Lohnt es sich für diese wenigen heißen Sommertage eine Klimaanlage anzuschaffen? Zumeist nicht. Vor allem, da die rein strombetriebene Kühlung durch Klimaanlagen oft kostspielig ist. Eine Alternative ist das Heizen und Kühlen mit einer Wärmepumpe. Denn Wärmepumpen können sowohl heizen als auch kühlen und nutzen für ihren Betrieb hauptsächlich die Umgebungswärme und nur wenig Strom.

So funktioniert die Kühlung mit Wärmepumpen

Wärmepumpen können sowohl aktiv als auch passiv kühlen. Bei einer aktiven Kühlung wird der Verdichter der Wärmepumpe weiterhin verwendet. Die Wärmepumpe ist im Prinzip im normalen Betrieb, mit dem einzigen Unterschied, dass sich ihre Arbeitsrichtung umkehrt, um kühlen statt heizen zu können.

Bei einer passiven Kühlung hingegen wird der Verdichter umgangen. Diese Methode kann nur bei Erdwärme- bzw. Sole-Wasser-Wärmepumpen eingesetzt werden, da das Erdreich auch im Sommer Temperaturen von 10 Grad beibehält. Die Außenluft, die als Wärmequelle von Luftwärmepumpen dient, ist im Sommer für Kühlzwecke zu warm.

Mithilfe eines Wärmetauschers wird bei der passiven Kühlung die überschüssige Wärme im Haus automatisch in die nun kühleren Erdsonden abgeführt. Dies ist durch ein einfaches Ventil möglich, dass die Wärmepumpe umgeht und die Wärme natürlich vom heißen zum kalten fließen lässt. Ein Nachteil der passiven Kühlung ist, dass der Kühleffekt nur langsam eintritt. Auch hat das System eine geringere Intensität als die aktive Kühlung.

Das Prinzip der aktiven Kühlung bei einer Luft-Wasser-Wärmepumpe

Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen ihre Wärme der Außenluft. Soll das Gerät kühlen statt heizen, muss die Wärme nicht der Außenluft, sondern der Innenluft entzogen werden. Anders als bei der passiven Kühlung bleibt der Verdichter hierbei weiterhin in Betrieb. Im Prinzip liegt also nur eine Richtungsänderung vor und die Funktionsweise der Wärmepumpe bleibt bestehen.

Um die Richtungsänderung im Wärmepumpenprozess zu ermöglichen, muss sowohl ein 4-Wege-Ventil als auch ein zweites Expansionsventil im Kältemittelkreislauf integriert werden. Durch das 4-Wege-Ventil wird die Fließrichtung umgeschaltet. Außerdem ermöglicht das Ventil unabhängig voneinander das Heizen und das Kühlen. Denn im Sommer ist die Wärmeerzeugung für die Raumbeheizung zwar überflüssig, das Brauchwasser muss aber weiterhin erwärmt werden.

Welche Heizkörper sind ideal?

Wer sein Haus mit einer Wärmepumpe kühlen möchte, ist im Gegensatz zu herkömmlichen Klimaanlagen und Ventilatoren an ein Warmwasser-Heizsystem gebunden. Klassische Heizkörper für Warmwasser-Heizsysteme, sogenannte Radiatoren, sind allerdings für die Kühlung mit Wärmepumpen ungeeignet. Hier ist nur eine sehr beschränkte Übertragung der kühlen Raumluft möglich und es besteht eine erhöhte Gefahr der Kondenswasserbildung.

Geeignet sind hingegen die Fußbodenheizung/ -kühlung, die Wandflächenheizung/ -kühlung oder die Gebläseheizung/ -kühlung. Bei Gebläsekonvektoren sollte darauf geachtet werden, dass diese auf höhere Kalt- und niedrigere Heißwassertemperaturen ausgelegt werden.

Möchte man mit einer Fußbodenheizung kühlen, besteht oft die Befürchtung kalte Füße zu bekommen. Diese Angst ist jedoch unbegründet, denn auch im Kühlbetrieb bleibt die Fußbodentemperatur bei über 20 Grad. Vorteilhaft ist, dass, anders als bei Gebläsekonvektoren, kein Zug oder Lärm entsteht und die Heizung im Raum nicht weiter auffällt. Noch effizienter als die Kühlung mit einer Fußbodenheizung ist die Wandflächenkühlung, da die Bewohner hier stärker in Kontakt mit der Strahlung der Kühlflächen kommen.

Tau vermeiden

Wird Raumluft gekühlt, besteht stets die Gefahr der Taubildung. Denn erreicht zum Beispiel die Fußbodenheizung eine Temperatur unter dem Taupunkt, besteht die Gefahr, dass Wasser auf der Fußbodenfläche kondensiert. Daher sollte der Taupunkt durch die Wärmepumpenregelung durchgängig überwacht werden.

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