Wärmepumpen gelten längst als effiziente Heizsysteme. Weniger bekannt ist jedoch, dass sie auch für angenehme Kühlung sorgen können.
Wir schauen uns genauer an, was beim Kühlvorgang einer Wärmepumpe passiert, und erklären, welche Technik dafür notweding ist.
Im Grunde ist eine Wärmepumpe technisch gesehen nichts anderes als ein Kühlschrank. Beim Heizen entzieht sie der Umwelt (Luft, Erde oder Grundwasser) Wärme und gibt diese an das Haus ab.
Beim Kühlen wird diese Funktion einfach umgedreht: Die Wärmepumpe entzieht den Wohnräumen die überschüssige Hitze und transportiert sie nach draußen. Wir unterscheiden hierbei zwischen zwei grundlegenden Kühlmethoden: Passiver Kühlung und Aktiver Kühlung.
Passive Kühlung: | Aktive Kühlung |
Die passive Kühlung ist die energiesparendste Variante. Sie funktioniert allerdings nur bei Sole-Wasser- (Erdwärme) oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen (Grundwasser).
| Luft-Wasser-Wärmepumpen können die Kälte des Bodens nicht nutzen. Um trotzdem zu kühlen, greifen sie auf die aktive Kühlung zurück.
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Die Wärmepumpe sorgt also entweder aktiv oder passiv dafür, dass das Heizwasser im Sommer gekühlt wird. Aber was passiert im Wohnraum? Das kalte Wasser, das die Wärmepumpe erzeugt, muss nun die Wärme aus Ihren Zimmern aufnehmen. Dafür sollten wir uns die Voraussetzungen einmal genauer anschauen.
Damit die Kühlung über das Wassernetz gelingt, werden spezielle Übergabesysteme benötigt. Klassische Heizkörper, wie sie noch in vielen Bestandsbauten zu finden sind, haben nicht die nötige Leistung und Fläche, um Kühlung in den Wohnraum zu bringen.
Die punktuelle Ausnahme bilden sogenannte Gebläsekonvektoren (Fan Coils) – diese sehen aus wie Heizkörper, besitzen aber integrierte Ventilatoren, welche die Luft aktiv durchblasen, sowie eine eigene Kondensatwanne, die das entstehende Wasser sicher abführt.
Standardmäßig werden zum Kühlen mit Wärmepumpen Flächenheizungen, vor allem die weit verbreitete Fußbodenheizung, genutzt. Es gibt aber noch weitere, durchaus effektivere Übergabesysteme. Wir stellen Ihnen alle Varianten vor.
Da die Fußbodenheizung in fast jedem Neubau ohnehin gesetzt ist, wird sie am häufigsten auch für die sommerliche Temperierung herangezogen. Aus physikalischer Sicht stößt sie beim Kühlen jedoch an natürliche Grenzen: Da kalte Luft eine höhere Dichte besitzt als warme, bleibt sie wie ein unsichtbarer See flach auf dem Boden liegen. Die Abkühlung des Raumes erfolgt daher fast ausschließlich über den direkten Strahlungsaustausch mit dem menschlichen Körper.
Die Kühlleistung ist auf etwa 15 bis 25 Watt pro Quadratmeter limitiert. Zudem ist Feingefühl gefragt: Wird das System zu kalt eingestellt, entsteht ein unangenehmer „Eisfach-Effekt“ an den Füßen. Große Teppiche oder bodentiefe Möbel wirken zudem als Isolatoren und mindern das Ergebnis.
Wandheizungen kommen häufig bei der Sanierung von Altbauten oder im ökologischen Holzbau (oft eingebettet in Lehmputz) zum Einsatz. Da der menschliche Körper im Stehen und Sitzen seine größte Fläche zu den Wänden hin ausrichtet, wird die seitlich in den Raum abgegebene Kühlung als außerordentlich behaglich empfunden.
Mit einer Leistung von 25 bis 35 Watt pro Quadratmeter liegt sie im mittleren Bereich. Der wesentliche Nachteil ist die Einschränkung bei der Inneneinrichtung: Vor den aktivierten Wandflächen sollten keine Möbel stehen oder Bilder montiert werden, da diese die Kühlfläche abschirmen.
Unter raumklimatischen Gesichtspunkten gilt die Aktivierung der Raumdecke als die eleganteste und effektivste Methode der Flächenkühlung. Hier arbeiten Physik und menschliche Biologie perfekt Hand in Hand: Die warme Luft im Raum steigt nach oben, kühlt an der Deckenfläche ab und sinkt aufgrund ihres höheren Gewichts sanft, lautlos und absolut zugfrei wieder nach unten.
So entzieht die kühle Decke dem Raum die Wärme – ein Effekt, der dem natürlichen Aufenthalt im angenehmen Schatten eines großen Baumes gleicht. Mit 40 bis 50 Watt pro Quadratmeter erzielt die Decke die höchste Effizienz aller Systeme. Da Decken per se nicht möbliert oder mit Teppichen belegt werden, steht zudem immer die gesamte Raumfläche uneingeschränkt zur Verfügung.
Wenn in der modernen Haustechnik über das Kühlen mit Wärmepumpen gesprochen wird, fällt das Kühlen über die Decke meist unter den Tisch. Der Grund dafür ist simpel: Im privaten Wohnbau ist sie schlicht noch nicht so bekannt oder verbreitet.
In Großraumbüros, öffentlichen Institutionen, Klinken und Laboren, ist die Decke dagegen schon seit Jahrzehnten der absolute Standard für die Klimatisierung. Das ändert sich nun rasant: Aufgrund ihres unschlagbaren Komforts und der Tatsache, dass sie ein absolut gesundes, zugfreies Raumklima schafft, zieht die Deckenheizung/-kühlung mittlerweile immer häufiger auch in das private Eigenheim ein.
Die Leistung ist stark limitiert (Gefahr von "Eisfüßen"), da die Luft im Raum nicht zirkuliert und somit die oberen Luftschichten warm bleiben.
Wird als sehr behaglich empfunden, da die thermische Strahlung den Körper direkt erreicht. Die Konvektion sorgt für eine sanfte Luftwalze im Raum.
Höchste Kühlleistung, da sich Strahlung und die natürliche Luftbewegung optimal ergänzen. Der Raum wird sehr gleichmäßig temperiert.
Und wie unterscheidet sich das Kühlen von Innenräumen mit Flächenheizungen zu den klassischen Klimaanlagen? Hierzu schauen wir uns erst einmal die Funktionsweisen der beiden Systeme an.
Um den Unterschied zwischen einer Flächenkühlung über eine Wärmepumpe und einer echten Klimaanlage (Split-Klimaanlage) zu verstehen, muss man sich die physikalische Wirkungsweise der beiden Systeme genauer anschauen.
Eine klassische Klimaanlage bläst eiskalte Luft (oft zwischen 5 °C und 12 °C) direkt in den Raum. Weil die Luft am Innengerät so extrem stark abgekühlt wird, kann sie die darin enthaltene Feuchtigkeit nicht mehr halten. Das Wasser kondensiert im Gerät (wie die Wassertropfen an einer kalten Cola-Dose) und wird über einen Schlauch nach draußen geleitet.
Die Wärmepumpe kühlt das Wasser in den Rohren der Fußboden-, Wand- oder Deckenheizung meist nur auf 18 °C bis 20 °C herunter. Die großen Flächen geben, wie wir bereits gelesen haben, diese milde Kälte geräuschlos und ohne Luftzug an den Raum ab. Da die Flächen aber niemals so kalt werden dürfen, dass Wasser an ihnen kondensiert (wegen Schimmelgefahr), bleibt die Luftfeuchtigkeit im Raum unverändert.
| Merkmal | Klimaanlage | Wärmepumpe: Passive Kühlung | Wärmepumpe: Aktive Kühlung |
| Kühlung | Kühlt intensiv und entfeuchtet die Luft aktiv. | Kühlt sanft, ohne Entfeuchtung. | Kühlt sanft, ohne Entfeuchtung. |
| Komfort | Spürbarer Luftstrom (Risiko von Zugluft und Erkältungen). | Absolut lautlos, gleichmäßig und komplett zugfrei. | Absolut lautlos, gleichmäßig und komplett zugfrei. |
| Anschaffungskosten | Hoch. Es müssen komplett neue, separate Innengeräte montiert und Kältemittelleitungen nach draußen verlegt werden. | Gering. Die ohnehin vorhandene Heizungsausstattung wird genutzt. Ab Werk ist meist nur eine passende Steuerung nötig. | Gering bis moderat. Das Gerät muss ab Werk „reversibel“ (kühlfähig) sein. Die Freischaltung erfolgt oft per Software oder Umschaltventil. |
| Betriebskosten | Höher, da das System der Luft beim Entfeuchten aktiv viel Energie entziehen muss, um den Raum runterzukühlen. | Extrem niedrig. Der Kompressor bleibt komplett ausgeschaltet. Es laufen nur kleine, stromsparende Umwälzpumpen. | Moderat. Der Kompressor läuft zwar aktiv, benötigt aber durch die sanfte Flächenkühlung deutlich weniger Energie als eine Klimaanlage. |
Im Idealfall werden Wärmepumpen für den Kühlbetrieb mit Photovoltaikanlagen kombiniert. Denn der Kühlbedarf entsteht meist dann, wenn die Sonne am stärksten scheint. So kann der selbst erzeugte Solarstrom direkt für die Kühlung genutzt werden.
Mit einer Wärmepumpe lässt sich nicht nur effizient heizen, sondern auch angenehm und energieeffizient kühlen. Statt kalter Zugluft sorgt die Flächenkühlung über Fußboden, Wand oder Decke für ein ruhiges, natürliches Raumklima – nahezu lautlos und besonders behaglich.
Je nach System kann die Kühlung dabei besonders stromsparend oder auch leistungsstark erfolgen. Entscheidend ist vor allem das passende Übergabesystem: Während die Fußbodenheizung eine solide Grundtemperierung ermöglicht, gelten Wand- und insbesondere Deckensysteme als die komfortabelsten und effektivsten Lösungen.
Besonders praktisch: Ist im Gebäude bereits eine Flächenheizung vorhanden, lassen sich die meisten modernen, reversiblen Wärmepumpen vergleichsweise einfach für den Kühlbetrieb nutzen. Ein automatischer Taupunktwächter sorgt dabei im Hintergrund für absolute Sicherheit vor Feuchtigkeit.
Im Unterschied zur klassischen Klimaanlage steht bei der Wärmepumpe nicht das schnelle „Herunterkühlen“ der Luft im Vordergrund, sondern eine sanfte und gleichmäßige Temperierung der Räume. In Kombination mit einer Photovoltaikanlage lässt sich der Kühlbetrieb zudem besonders nachhaltig und wirtschaftlich gestalten – gerade an heißen Sommertagen, wenn der Solarertrag am höchsten ist.
In unserem Leistungsangebot WU-TEC Concept ist der Einbau der Klimadecke mit Wärmepumpe und/oder PV-Anlage inbegriffen.