Wärmepumpe zum Kühlen verwenden: Wie funktioniert das?
Fast alle Wärmepumpen, die ihre Energie auf Wasser übertragen, eignen sich nicht nur zum Heizen, sondern theoretisch auch zum Kühlen.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe? Wie ein umgekehrter Kühlschrank: Der Energiequelle, Umgebungsluft, Erdreich oder Wasser, wird die Wärme entzogen und an das Heizwasser abgegeben. Dieser Ablauf basiert auf dem sogenannten Kältemittelkreislauf.
Im Kältemittelkreislauf wird durch die Aufnahme der Wärme ein flüssiges Kältemittel verdampft. Im Verdichter, der im Kreislauf mit Abstand den meisten Strom benötigt, wird das gasförmige Kältemittel komprimiert.
Dadurch erhöht sich die Temperatur, die dann im Verflüssiger an das Heizwasser abgegeben wird. Im Entspannungsventil fällt der Druck ab und das Kältemittel kühlt auf seine Ausgangstemperatur herunter, bevor der Kreislauf von vorn beginnt.
Bei manchen Wärmepumpen-Modellen lässt sich der Kältemittelkreislauf umkehren. In diesem Fall wird dem Wohnraum die Wärme entzogen und sie wird wieder an die Umwelt abgegeben. Kühlt man mit einer Sole-Wasser-, Wasser-Wasser- oder Luft-Wasser-Wärmepumpe, unterscheidet man zwischen der aktiven und der passiven Kühlung.
Hinweis: Nicht jede Wärmepumpe kann automatisch kühlen. Manche Modelle lassen sich auch im Nachhinein nachrüsten.
Was bedeutet passiv kühlen mit der Wärmepumpe?
Das passive Kühlen mit der Wärmepumpe ist sehr sparsam. Bei dieser Methode ist lediglich ein Wärmetauscher notwendig und der Verdichter wird komplett umgangen. Dadurch benötigt die Wärmepumpe fast keinen Strom.
Das sogenannte Natural Cooling funktioniert nur mit Sole-Wasser-Wärmepumpen oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen, da Grundwasser und Erdreich auch im Sommer eine konstante Temperatur von ca. 10 °C haben.
Durch das große Temperaturgefälle kann die Wärme aus der Raumluft über den Wärmetauscher an die kühle Sole oder das Grundwasser übertragen werden. Mit dieser Methode kann die Temperatur um bis zu 3 °C gesenkt werden.
Mit Luft-Wasser-Wärmepumpen funktioniert diese Methode nicht. In den Sommermonaten ist die Außenluft zu warm, um die Raumluft ohne zusätzliche Energiequelle zu kühlen.
Was heißt aktiv kühlen mit der Wärmepumpe?
Eine weitere Möglichkeit ist das aktive Kühlen mit der Wärmepumpe, auch Active Cooling genannt. Dabei wird der Kältemittelkreislauf mit allen Schritten umgekehrt.
Das aktive Kühlen ist mit jeder Wärmepumpenart möglich – auch mit der Luft-Wasser-Wärmepumpe.
Wird der Kreislauf gespiegelt, verdampft das Kältemittel nun durch die Wärme in der Raumluft. Beim Active Cooling bleibt der Verdichter die ganze Zeit über in Betrieb.
So kann auf der einen Seite die Wärmepumpe zwar eine größere Kühlleistung zur Verfügung stellen, das aktive Kühlen verbraucht aber auch deutlich mehr Strom, als die passive Kühlung mit der Wärmepumpe.
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Kühlen mit Wärmepumpe: Nachteile der Kühlfunktion
Generell kann fast jede Wärmepumpe heizen und kühlen. Das ermöglicht zwar den Verzicht auf eine zusätzliche Klimaanlage, bringt aber auch einige Nachteile mit sich. Heizsysteme mit Radiatoren oder Fußbodenheizungen sind in der Regel nicht auf eine Kühlfunktion ausgelegt.
Wird der Kältemittelkreislauf wie bei der aktiven Kühlung umgekehrt, fließt anstelle heißen Wassers kaltes durch die Rohre. Dadurch kann es zur Tauwasserbildung an den Heizungsrohren kommen. Sammelt sich so vermehrt Feuchtigkeit im Haus, besteht eine hohe Schimmelgefahr, die zu Bauschäden führen kann. Mithilfe sogenannter Taupunktwächter kann die Temperatur überwacht werden, damit sie nicht unter den Taupunkt fällt. Dabei geht jedoch fast die komplette Kühlleistung verloren.
Wer mit einer Sole- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe heizt, kann die passive Kühlfunktion verwenden. Diese kühlt die Raumtemperatur zwar nicht so effektiv herunter wie die aktive Kühlung. Dafür wird dabei selten der Taupunkt unterschritten. Die Verwendung der aktiven Kühlfunktion der Luft-Wasser-Wärmepumpe sollte jedoch gut überlegt sein, da Schimmelbildung durch die Entstehung von Tauwasser die Bausubstanz des Gebäudes nachhaltig beschädigen kann.
Gut zu wissen: Technisch gesehen kann auch die Luft-Wasser-Wärmepumpe von thermondo zum Kühlen verwendet werden. Wir raten unseren Kunden, aufgrund der oben genannten Gründe, jedoch grundsätzlich von der Nutzung ab.
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Sonderfall: Kühlen mit der Luft-Luft-Wärmepumpe
Die Luft-Luft-Wärmepumpe nutzt wie die Luft-Wasser-Wärmepumpe die Außenluft als Umweltquelle. Dabei wird die Wärmeenergie jedoch nicht auf das Heizwasser, sondern direkt auf die Raumluft übertragen.
Die Luft wird über Lüftungsschächte im Haus verteilt. Da so kein kaltes Wasser in den Heizungsrohren und Heizkörpern zirkuliert, kann auch kein Tauwasser entstehen. Deswegen eignen sie sich besonders gut, um im Sommer zu kühlen.
Luft-Luft-Wärmepumpe heizt anders
Die Luft-Luft-Wärmepumpe ist jedoch nicht mit der klassischen Wärmepumpe vergleichbar, da sie kein Heizsystem wie die Luft-, Sole- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist.
Luft-Luft-Wärmepumpen übertragen die Wärme auf die Luft und können keine vergleichbar hohen Temperaturen zum Heizen bereitstellen. Zudem eignet sie sich nicht zur Warmwasserbereitung.
Luft-Luft-Wärmepumpen sollten eher nicht als alleiniges Heizsystem eingesetzt oder lediglich zum Beheizen gut isolierter Neubauten oder Niedrigenergiehäuser verwendet werden.
FAQ zur Kühlung mit Wärmepumpe
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Luisa ist Autorin dieses Artikels und unsere Expertin auf den Gebieten Photovoltaik, Wärmepumpe und Energiewende. Wenn Sie Fragen zum Artikel oder Ihrem Heizungswechsel haben, schreiben Sie ihr: fragen@thermondo.de.
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