Wärmepumpen können auch zur Kühlung von Wohnräumen eingesetzt werden, sofern die technischen Voraussetzungen erfüllt sind. Unabhängig davon, ob es sich um eine Luft/Wasser-, Sole/Wasser- oder Wasser/Wasser-Wärmepumpe handelt – im Gegensatz zu herkömmlichen Klimaanlagen erfolgt die Kühlung durch die Wärmepumpe ohne unangenehmen Luftzug über die Wasserleitungen der Fußboden- bzw. Wandheizung.
Es gibt zwei Betriebsweisen, die aktive Kühlung und passive Kühlung. Das Grundprinzip beider Varianten ist gleich: Anstelle von Wärme aus der Umwelt zu entziehen und sie dem Gebäude zuzuführen, wie es im Heizbetrieb der Fall ist, nimmt die Wärmepumpe im Sommer überschüssige Raumwärme auf und leitet sie nach außen an die Luft oder ins Erdreich ab.
Bei der aktiven Kühlung mit Wärmepumpe wird das Funktionsprinzip der Wärmepumpe umgedreht. Die Wärmepumpe entzieht der Raumluft die Wärme und leitet sie nach außen ab.
Die Wärmepumpe arbeitet dabei wie eine Klimaanlage. Sie hat eine Außeneinheit, die die Wärme nach außen abführt, und eine Inneneinheit, die die Wärme aus der Raumluft entzieht.
Die aktive Kühlung ist eine effiziente und effektive Möglichkeit, Wohnräume zu kühlen. Sie ist jedoch auch die teurere Variante.
Bei der passiven Kühlung mit Wärmepumpe wird die Wärme über den Erdboden oder das Grundwasser abgeführt. Das Gebäude wird dabei von einem Wärmetauscher umgeben, der die Wärme aus der Raumluft aufnimmt und an den Erdboden oder das Grundwasser abgibt.
Die passive Kühlung ist eine kostengünstige und nachhaltige Möglichkeit, Wohnräume zu kühlen. Sie ist jedoch auch nicht so effektiv wie die aktive Kühlung.
Eine gute Beschattung der Fensterflächen ist ein wichtiger Bestandteil eines Gebäudes mit Kühlung. Sie trägt dazu bei, die solaren Gewinne durch die Sonne im Sommer zu reduzieren.
Die Sonne kann in einem Gebäude erhebliche Wärmeenergie einbringen. Wenn diese Wärme nicht abgeführt wird, kann es im Sommer zu einer Überhitzung des Gebäudes kommen. Die Kühlung mit einer Wärmepumpe kann diese Überhitzung verhindern. Allerdings kann die Kühlung nur dann wirksam sein, wenn die solaren Gewinne durch die Sonne auf ein Minimum reduziert werden.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Fensterflächen zu beschatten. Dazu gehören:
Markisen: Markisen sind eine flexible und kostengünstige Möglichkeit, die Fenster zu beschatten. Sie können manuell oder automatisch betrieben werden.
Rollläden: Rollläden bieten einen guten Schutz vor Sonneneinstrahlung. Sie können vollständig geschlossen oder nur teilweise geöffnet werden.
Jalousien: Jalousien können je nach Bedarf eingestellt werden, um die Sonneneinstrahlung zu reduzieren.
Bäume und Sträucher: Bäume und Sträucher können ebenfalls zur Beschattung von Fensterflächen beitragen. Allerdings sollten die Bäume nicht zu dicht am Gebäude stehen, da sie sonst die Belüftung beeinträchtigen können.
Damit das kalte Wasser von der Wärmepumpe auch im Raum genutzt werden kann, muss ein geeignetes Kühlsystem verbaut sein. Das einfachste System ist die Umrüstung der vorhandenen Fußbodenheizung zur Fußbodenkühlung. Dazu werden geeignete Raumregler und eine Taupunktüberwachung installiert.
Die Wirkung der Fußbodenkühlung ist jedoch stark abhängig von verschiedenen Faktoren, wie dem Verlegeabstand der Fußbodenheizung, der Beschaffenheit des Fußbodens (z. B. Fliesen- oder Holzboden) und der Bauart des Gebäudes. Bei einem großen Verlegeabstand und einem dichten Bodenbelag kann die Fußbodenkühlung nur bedingt die Raumtemperatur senken. In diesem Fall kann es zu einem unangenehmen Gefühl von Kälte an den Füßen kommen.
Mögliche alternative oder ergänzende Kühlsysteme sind Deckenkühlelemente oder Gebläsekonvektoren. Diese Systeme können die Kühlleistung im Raum deutlich erhöhen.
Bei der Kühlung mit Wärmepumpe ist der Taupunkt ein wichtiger Faktor, der berücksichtigt werden muss. Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der Wasserdampf in der Luft kondensiert und sich als Tau, Nebel oder Reif absetzt.
Bei der Kühlung mit Wärmepumpe wird die Luft im Raum abgekühlt. Wenn die Lufttemperatur den Taupunkt erreicht oder unterschreitet, kann es zu Kondensation kommen. Diese Kondensation kann zu Feuchtigkeitsschäden an Bauteilen und Möbeln führen.
Um Kondensation zu vermeiden, müssen folgende Maßnahmen getroffen werden:
Die Vorlauftemperatur des Kühlsystems muss so gewählt werden, dass der Taupunkt nicht unterschritten wird. Dies hängt von der Umgebungstemperatur, der Luftfeuchtigkeit und der Oberflächenbeschaffenheit ab.
Die Rohrleitungen und Formstücke des Kühlsystems müssen aus korrosionsbeständigem Material sein.
Die Rohrleitungen und Formstücke des Kühlsystems müssen innerhalb des Gebäudes dampfdiffusionsdicht gedämmt werden.
Das Kühlsystem muss mit einer Taupunktüberwachung ausgestattet sein. Die Taupunktüberwachung schaltet das Kühlsystem automatisch ab, wenn der Taupunkt unterschritten wird.
Das anfallende Kondensat muss kontrolliert abgeführt werden. Dies kann zum Beispiel über einen Kondensatablauf erfolgen.
Damit die Heizung und Kühlung in einem Haus zusammenarbeiten, gibt es ein Signal, das sagt, was gerade gemacht werden soll. Dieses Signal heißt C/O-Signal und wird automatisch durch die Wärmepumpe gesetzt. Die Wärmepumpe hat einen Regler, der anhand der Außentemperatur entscheidet, ob geheizt oder gekühlt werden soll. Wenn es draußen warm genug ist, wird das C/O-Signal geschaltet.
Das C/O-Signal ist wie ein Schalter. Wenn der Schalter geschlossen ist, wird geheizt. Wenn der Schalter geöffnet ist, wird gekühlt. Die Heizung und Kühlung erkennen das C/O-Signal und passen sich entsprechend an.
Damit die Kühlung in einem Haus funktioniert, muss man wissen, wie viel Wärme aus den Räumen abgeführt werden muss. Das nennt man Kühllast. Die Kühllast hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Größe der Räume, der Anzahl der Menschen und Geräte im Haus und der Sonneneinstrahlung. Um die Kühllast zu bestimmen, kann man eine Kühllastberechnung machen. Das macht ein Fachmann.
Wenn man die Kühllast kennt, kann man das richtige Kühlsystem auswählen. Es gibt verschiedene Kühlsysteme, wie zum Beispiel Klimaanlagen, Luftkühler und Wärmepumpen. Das Kühlsystem muss richtig dimensioniert werden, damit es die erforderliche Kühlleistung hat. Die Dimensionierung macht auch ein Fachmann.
Außerdem muss das Kühlsystem richtig geregelt werden. Die Regelung sorgt dafür, dass das Kühlsystem effizient arbeitet. Die Installation und Inbetriebnahme des Kühlsystems sollte ebenfalls durch einen Fachmann erfolgen.
