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Funktion der reversiblen Wärmpumpe

Über diesen Artikel

Lesezeit

4 Minuten

Veröffentlichung

13.06.2021

Letztes Update

09.12.2021

Reversible Wärmepumpe zum Kühlen und Heizen nutzen

Die Arbeitsweise von Wärmepumpen wird oft mit einem „umgekehrten Kühlschrank“ verglichen. Was liegt da näher, als mit einer reversiblen Wärmepumpe das Haus im Sommer zu kühlen?

Inhalt des Blogartikels

Das Kühlen mit reversiblen Wärmepumpen liegt eigentlich auf der Hand

Dass sich mit einer modernen Wärmepumpe viel Geld und Energie beim Heizen sparen lässt, ist bekannt. Ebenfalls bekannt ist das Funktionsprinzip von Wärmepumpen, die einem geeigneten Medium wie Luft (Luft-Wasser-Wärmepumpe), Grundwasser (Wasser-Wasser-Wärmepumpe) oder dem Erdreich (Sole-Wasser-Wärmepumpe) kostenlos Wärme entziehen und über einen Kältemittelkreislauf und Wärmetauscher in das Heizsystem einspeisen. Damit sinken nicht nur deine Heizkosten, sondern auch der Ausstoß von umweltschädlichen Emissionen.

Doch lässt sich das Prinzip des umgekehrten Kühlschranks im Sommer nicht auch zum Kühlen der Wohnung mit der Wärmepumpe nutzen? Eine reversible Wärmepumpe lässt sich quasi im Rückwärtsgang betreiben und entzieht dem Raum somit die Wärme, wodurch die Temperatur auf ein angenehmes Maß sinkt.

Kühlung ist nicht nur komfortabel, sondern auch sinnvoll

Die reversible Wärmepumpe erspart die Anschaffung einer teuren Klimaanlage, die zudem sehr viel mehr Energie verbraucht und somit die Umwelt erheblich stärker belastet. Dass das Thema Klimatisierung in unseren Breiten durch diverse Rekordsommer längst nicht mehr nur eine Frage bei Luxuswohnungen ist, zeigen wissenschaftliche Untersuchungen.

Wenn du in überhitzten Räumen wohnst oder arbeitest, belastest du deinen Organismus. Gerade bei älteren oder chronisch kranken Personen kann das zu ernsten Gesundheitsgefährdungen führen. Im Auto kommt der Einsatz der Klimaanlage sogar der Verkehrssicherheit zugute, da eine Überhitzung am Steuer die Reaktionsfähigkeit ähnlich wie beim Fahren unter Alkoholeinfluss beeinträchtigt.

Reversible Wärmepumpen sind also nicht einfach nur als überflüssiger Komfort zu sehen, sondern als sinnvolle Ergänzung zu einer modernen energetischen Gesamtplanung.

 

Unterschied zwischen passiver Kühlung und aktiver Kühlung mit reversibler Wärmepumpe

Es gibt 2 Arten von Cooling mit Wärmepumpen, die wir dir im Folgenden etwas genauer vorstellen.

Passives Natural Cooling

Bei der passiven Kühlung wird die konstante Temperatur von Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen dazu genutzt, Räume herunterzukühlen. Dafür ist keine reversible Wärmepumpe erforderlich, weil der Kühlkreislauf nicht benötigt wird.

Das Umgebungsmedium (Erdreich beziehungsweise Wasser) hat ganzjährig eine relativ niedrige Temperatur von rund 10 Grad Celsius, was zum moderaten Abkühlen der Wohnräume oft ausreicht. Die Kühlleistung ist jedoch insgesamt begrenzt und aufgrund der Trägheit von Flächenheizungen (Fußbodenheizungen) oft nur nach zeitlicher Verzögerung spürbar.

Bei passiven Kühlungen ist oft auch von Natural Cooling die Rede, da es energiesparend ist und die natürliche Kälte der Umgebungsmedien nutzt.

Aktive Kühlung mit reversibler Wärmepumpe

Das Active Cooling funktioniert unabhängig von der gewählten Wärmequelle prinzipiell mit jeder Wärmepumpen-Art, sofern du eine reversible Variante wählst, die du auf Kühlbetrieb umschalten kannst. Dies ist nicht bei allen Herstellern Standard, weshalb du im Hinblick auf spätere Nachrüstungen schon beim Kauf darauf achten solltest, dass diese Funktion vorhanden ist.

Eine reversible Wärmepumpe nutzt den Verdichter wie sonst auch, kehrt allerdings den Kältekreislauf innerhalb der Pumpe bei Bedarf um. Somit wird die Wärme nicht mehr vom Umweltmedium bezogen und nach innen geführt, sondern über Wärmetauscher den Räumen entzogen und nach draußen beziehungsweise in das Erdreich oder Grundwasser abgeführt.

Tipp: Du kannst die überschüssige Wärme auch zur Erwärmung deines Trinkwassers nutzen, wenn die Brauchwasserbereitung entsprechend an den Kreislauf der reversiblen Wärmepumpe angeschlossen ist. Besonders wirtschaftlich wird das Kühlen, wenn du für den Betrieb der Wärmepumpe Strom aus einer Photovoltaikanlage einsetzen kannst, die gerade im Sommer besonders viel Energie liefern kann.

 

Nachrüstung: Kannst du eine normale Wärmepumpe zur reversiblen umbauen?

Es gibt bestimmte Wärmepumpen-Modelle, die eine Nachrüstung zur reversiblen Wärmepumpe erlauben. Das ist jedoch teurer, als wenn du bereits beim Kauf eine reversible Wärmepumpe wählst.

Mit der Pumpe allein ist es allerdings noch nicht getan. Sowohl bei aktiven als auch bei passiven Kühlsystemen musst du darauf achten, dass die Kondenswasserbildung bei der Planung berücksichtigt wird. Bei Abkühlung der Temperatur in den Räumen unterhalb der sogenannten Taupunktgrenze kann sich Feuchtigkeit an den Rohrleitungen und Flächen bilden, die entsprechend abgeführt werden muss. Zudem ist eine Isolierung der Rohre zu empfehlen, um Kondenswasserbildung zu minimieren.

Spezielle Systeme, die eine sogenannte Taupunktunterschreitung verhindern, regulieren die Kühlleistung automatisch, wenn Kondenswasserbildung droht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Klimaanlagen wird die Raumluft außerdem nicht entfeuchtet, weshalb der physikalisch bedingte Anstieg der relativen Luftfeuchte bei sinkenden Temperaturen zu Komforteinbußen führen kann.

Eine relativ einfache Lösung des Problems kann der Gebläsekonvektor sein, der die Raumluft entfeuchtet. Dabei muss lediglich das Kondenswasser zentral am Konvektor abgeführt werden. Der Taupunkt ist dann kein Problem mehr, es sind sogar niedrigere Kaltwassertemperaturen möglich als beim Einsatz reiner Flächenkühlsysteme. Diese Technik kommt auch dann infrage, wenn du keine Flächenheizung verbaut hast und die normalen Heizkörper nicht für den Kühlbetrieb geeignet sind. Gebläsekonvektoren benötigen allerdings ihrerseits Strom für den Betrieb.

Geeignete Heizungen für reversible Wärmepumpen

  • Wandheizungen eignen sich sehr gut für den Kühlbetrieb.
  • Fußbodenheizungen sind ebenfalls gut geeignet, reagieren aber oft etwas träger.
  • Herkömmliche Heizkörper sind aufgrund ihrer relativ geringen Fläche nicht für hohe Kühlleistungen geeignet. Gebläsekonvektoren können dann eine Alternative sein.

Lohnt sich eine reversible Wärmepumpe?

Wenn du dein Haus im Sommer angenehm kühl halten möchtest, ist eine reversible Wärmepumpe fast immer günstiger als der Einbau einer herkömmlichen Klimaanlage. Die Mehrkosten im Vergleich zur normalen Wärmepumpe (nur zum Heizen) liegen je nach System und Hausgröße zwischen 2.000 und 3.000 Euro. Bezogen auf die herkömmliche Klimaanlage lassen sich rund 20 Prozent der Kühlkosten einsparen.

Passive Kühlsysteme sind zwar etwas teurer und reagieren träger, sparen aber im Betrieb rund 80 Prozent der Kühlkosten. Sie lassen sich jedoch nicht mit allen Wärmepumpen-Arten realisieren.

Nutzt du für den Betrieb der reversiblen Wärmepumpe eine Solaranlage, ist die Energieeffizienz besonders hoch. Bei der Nachrüstung können zusätzliche Kosten entstehen, weil Ventile, Rohrleitungen und die gesamte Kondenswasserabführung auf den Kühlbetrieb ausgelegt sein müssen. Daher empfiehlt es sich, schon bei der Planung der Heizung auf die Möglichkeit der späteren Umrüstung auf aktive oder passive Kühlung zu achten.

Neben der direkten Einsparung bei den Energiekosten gelten reversible Wärmepumpen im Kühlbetrieb zudem als deutlich umweltfreundlicher als herkömmliche Klimaanlagen.

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