Passive Kühlung arbeitet relativ stromsparend

Wärmepumpe kann auch für kühle Köpfe sorgen

Wärmepumpen können Wärme auch über die Lüftung abführen. © Zehnder

Wärmepumpen erzeugen nicht nur Wärme, sondern können auch zur passiven oder aktiven Kühlung genutzt werden.

Angesichts anhaltend sommerlicher Temperaturen machen sich viele Menschen Gedanken, wie sie ihre vier Wände an wirklich heißen Tagen mit dauerhaft über 25 Grad erträglich kühl halten können. Sanierte oder neu gebaute Häuser sollten über gute Dämmung mit entsprechenden Lüftungskonzepten eigentlich genügend Schutz bieten. Zusätzliche Kälte können bei extremen Hitzeperioden auch Wärmepumpen liefern.

Die simpelste Methode ist die so genannte passive Kühlung bei Sole- oder Erdwärmepumpen. Dabei wird die überschüssige Wärme ins Erdreich abgegeben, notwendig ist dazu nur eine Umwälzpumpe. "Grob über den Daumen gepeilt kann man in etwa mit einer Kühlleistung im Rahmen von 20 bis 30 Prozent der Wärmeleistung rechnen. Das wären zum Beispiel bei einer 10 Kilowatt-Wärmepumpe zirka zwei bis drei Kilowatt Kühlleistung", erklärt der Geschäftsführer vom Bundesverband Wärmepumpe (BWP) Karl-Heinz Stawiarski.

Passive Kühlung bringt 6 Grad

In einem energetisch gut sanierten Haus oder einem Neubau ließen sich mit passiver Kühlung bei geschlossenen Fenstern Temperaturabsenkungen bis zu 6 Grad erreichen, so die Erfahrung des GIH-Gebäudeenergieberaters Dirk Söndgerath. "Bei passiver Kühlung über die Umwälzpumpe liegt der Stromverbrauch bei 80 Watt pro Stunde. Man kann von einem Kühlbedarf von je 10 Stunden an den vierzig heißen Tagen mit über 25 Grad ausgehen", nennt er einen Richtwert zum Strombedarf einer solchen Lösung.

Gekühlt wird dabei in der Regel über Systeme zur Flächenheizung. Dabei ist es wichtig, die Taupunkttemperatur nicht zu unterschreiten, um Kondensatbildung an Rohrleitungen und am Boden zu vermeiden. Am einfachsten geht das über einen Taupunktwächter, der gegebenenfalls die Umwälzpumpen abschaltet. Eine Variante, so Stawiarski, sei aber auch eine Mischersteuerung, die einen Teil des Rücklaufwassers nutzt, um die Vorlauftemperatur anzuheben, wenn man sich dem Taupunkt nähert. "Mit Installation kostet das zirka 800 bis 1.000 Euro zusätzlich", erklärt Stawiarski.

Bei größeren Kühllasten empfiehlt Stawiarski eine aktive Kühlung über Gebläsekonvektoren oder Ventilatorkonvektoren statt über die Fußbodenheizung. Dann braucht man aber für die Kondensatwanne einen Kondensatanschluss, außerdem muss man in die zusätzlichen Geräte investieren. 

Bei passiver Kühlung funktioniert die Warmwasserbereitung wie sonst auch, bei Sole-Wärmepumpen sogar mit höherer Effizienz aufgrund der höheren Eintrittstemperaturen. Bei aktiver Kühlung wird bei reversiblen Wärmepumpen der Kältekreis umgekehrt. In diesem Fall wird für die Warmwassererzeugung der Kühlprozess unterbrochen, bis der Speicher gefüllt ist. Das kann bei einem normalen Einfamilienhaus etwa eine halbe bis eine Stunde dauern. Bei externer Umschaltung wird das beim Wärmepumpen-Prozess erwärmte Wasser zur Warmwasserbereitung zur Verfügung gestellt.

Bei vielen Wärmepumpen ist die passive Kühlfunktion bereits vorinstalliert, danach sollte man sich als Kunde möglichst vor der Anschaffung erkundigen, rät Stawiarski. Ansonsten kann man eine Wärmepumpe mit einem zusätzlichen Plattenwärmetauscher und einer weiteren Umwälzpumpe nachrüsten. Das kostet nach Angaben des Bundesverbands Wärmepumpe zirka 2.500 Euro.

Außerdem ist es möglich, Wärmepumpen mit Lüftung zu koppeln. "Bei einer Sole-Wärmepumpe in Kombination mit einer Lüftungsanlage wird ein Wärmetauscher in den Zuluftstrom der Lüftungsanlage montiert. Die Wärme wird ans Erdreich abgegeben", erklärt Söndgerath das Prinzip.

Einige Hersteller bieten dazu Kombilösungen an und reagieren auf die Notwendigkeit, aufgrund dichterer Bauweisen in Neubauten oder nach der Sanierung eine Lüftung vorzusehen.
 

Hersteller kombinieren Lüftung und Wärmepumpe

So hat Zehnder vor knapp einem Jahr die Comfobox als Kombination von Wärmepumpe und Lüftung vorgestellt. Stiebel Eltron hat im März 2010 mit der LWZ 304/404 ein ähnliches Produkt vorgestellt. Es soll im September 2010 verfügbar sein, im Moment ist es noch bei den Prüfinstituten. "Mit diesem Gerät wird die passive Kühlung nachts zusätzlich unterstützt, indem die Lüftung mit höherer Drehzahl läuft", sagt Bernd Harms, Fachberater Technik bei Stiebel Eltron. Um Kondensat in den Leitungen und Flächenheizungen zu verhindern arbeitet das Gerät Luftfeuchtigkeitsgeführt. pgl

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Kommentare (1)

  1. Timo Leukefeld am 16.01.2012
    Im Plusenergiehaus heizen mit Solarthermie oder Photovoltaik ?

    Die aktuellen Musterrechnungen und heftigen Pressediskussionen beziehen sich meist auf die Erwärmung des Duschwassers. Das kann man fossil, mit Strom oder Solarthermie erwärmen. Diese Größe ist von geringer Bedeutung in der Gesamtbilanz.

    Um mit der Sonne im Herbst, Winter und Frühjahr zu heizen muss ich über die Effektivität der Energieerzeugung in den Sonnenmangelmonaten und über die Speicherkosten nachdenken. Ohne Speicher kann ich in der Heizperiode die Wärmepumpe kaum zu Heizzwecken mit Solarstrom direkt antreiben. Dafür ist die Leistungsaufnahme der Wärmepumpe zu hoch. Sie braucht genau dann viel Strom, wenn aus der PV Anlage kaum eine Ernte zu erwarten ist. Folgende Vergleichswerte können zu Rate gezogen werden:

    alle Angaben grob gerundet, Stand Ende 2011 !

    Solarthermie / Photovoltaik

    * Ertrag pro m² und Jahr
    200-550 kWh / 100-160 kWh

    * Wirkungsgrad theoretisch Kollektor
    75-85% / Modul 15-19%

    * Wirkungsgrad im Betrieb Kollektor
    35-80% / Modul 10-19%

    * Wirkungsgrad Speicher (Langzeit) Wasser
    50–85% / 70–90%

    * Kosten/Wp Kollektor
    0,35-0,45 €/Wp / Modul 1,0-1,1 €/Wp

    * Speicherkosten (Langzeit)
    25–35 €/kWh / 300–1000 €/kWh

    * Energiekost.inkl. Speicher
    0,1–0,4 €/kWh / 0,35–0,60 €/kWh

    Zusammenfassend auf die Heizperiode bezogen ist die Effizienz der Solarthermie zur Photovoltaik zwei- bis dreifach höher und die Kosten der Speicherung von Wärme um Faktor 12 – 40 niedriger als für Strom.

    Außerdem macht eine Wärmepumpe aus einer kWh Strom, die sie zum Antrieb benötigt 3 - 4 kWh Wärme. Eine Solarthermieanlage benötigt zum Antrieb auch etwas Strom, macht aber aus einer kWh Strom etwa 100 kWh Wärme.

    Im Sommer viel Solarstrom ins Netz einzuspeisen verstärkt im alten System die Überlastung, im Winter mittels Wärmepumpe viel Strom aus dem Netz zu beziehen verstärkt den Bedarf an fossilem Strom, da im Winter viel zu wenig regenerativer Strom zur Verfügung steht. Nur auf dem Papier stimmt die Bilanz, in der Praxis werden Probleme verlagert.

    Strom und speziell PV Strom ist zur Zeit noch zu kostbar, um ihn zu verheizen! Aktuell ist es sinnvoll, Solarwärme für Wärmeanwendungen zu nutzen und Solarstrom für Stromanwendungen. Wenn im Netz 100% regenerativer Strom auch im Winter verfügbar ist, muss das neu bewertet werden. Zur Zeit sind es erst 20%.

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