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Kühlen mit Wärmepumpen

Mit einer Wärmepumpe kann man nicht nur Heizen oder das Trinkwasser erwärmen, sondern auch kühlen.

Nutzen Sie Ihre Wärmepumpe als Klimagerät. Für die Kühlung eines Gebäudes wird dann ggf. ein Kühlaggregat installiert. Die Funktion von Heizen und Kühlen mit einem Gerät ist in Deutschland nur wenig verbreitet. Die Kühlung kann auf zwei unterschiedlichen Methoden realisiert werden: Umkehrbarer Betrieb:

Hier arbeitet die Wärmepumpe dann wie ein Kühlschrank. Dieses Prinzip der Kühlung wird auch oft als "reversibler" Betrieb bezeichnet.

Direkte Kühlung:

Die Soleflüssigkeit bzw. das Grundwasser nehmen über einen Wärmetauscher die Wärme aus dem Heizkreis auf und führen Sie nach außen ab. Dieses Prinzip der Kühlung wird auch als"Natural cooling" bezeichnet. Hier ist die Wärmepumpe bis auf die Regelung und die Umwälzpumpe ausgeschaltet.

Umkehrbarer Betrieb:

Vom Prinzip funktioniert die Wärmepumpe wie ein Kühlschrank. Sie unterscheiden sich hauptsächlich in Ihrer Optimierung bei der Steigerung und Absenkung der Temperaturen. Generell würde es also reichen, wenn man die Förderrichtung des Verdichters und das Expansionsventil umdrehen würde. Dadurch wäre die Fließrichtung des Kältemittels entgegengesetzt. Die Wärmepumpe würde dann kühlen.

Durch den Einsatz eines 4-Wege-Ventils und eines zweiten Expansionsventils im Kältekreislauf kann auf die oben genannten Veränderungen verzichtet werden. Durch das 4-Wege-Ventile kann die Fließrichtung automatisch umgestellt werden. Dadurch kann der Verdichter, unabhängig ob eine Heiz- oder Kühlfunktion verlangt wird, seine ursprüngliche Förderrichtung beibehalten.

Heizbetrieb:

Im Heizbetrieb fördert der Verdichter das Kältemittel zum Wärmetauscher. Hier kondensiert dann das Kältemittel gibt dabei die Wärme an das Heizsystem ab.

Kühlbetrieb:

Für den Kühlbetrieb wird die Fließrichtung durch das 4-Wege-Ventils umgekehrt. Der ursprüngliche Verflüssiger ist jetzt der Verdampfer, der die Wärme vom Heizsystem bzw. die Wärme aus den Räumen aufgenommen hat und auf das Kältemittel überträgt. Das gasförmige Kältemittel gelangt dann zum Verdichter und von dort zum Wärmetauscher, der die Wärme an die Umgebung abgibt.

Die Heizleistung von reversibel arbeitenden Kompressions-Wärmepumpen ist immer etwas größer als die Kühlleistung.

"Natural cooling"

Generell sind im Sommer die Temperaturen im inneren eines Gebäudes höher als im Erdreich oder im Grundwasser. Dadurch kann das Erdreich oder das Grundwasser zur natürlichen Kühlung des Gebäudeinneren genutzt werden.

Aufgrund der hohen Außenlufttemperaturen im Sommer kann keine Luftwärmepumpe für das "Natural cooling" eingesetzt werden.

Generell ist die Kühlfunktion in Ihrer Leistungsfähigkeit nicht mit Klimaanlagen zu vergleichen. Die Kühlleistung ist hier abhängig von der Wärmequellegröße und der Wärmequellentemperatur. Da diese Faktoren von der Jahreszeit abhängig ist, so hat z.B. das Erdreich Ende des Sommers mehr Wärme gespeichert und dadurch nimmt die Kühlleistung ab.

"Natural cooling" ist besonders energiesparend und kostengünstig für die Gebäudekühlung, da nur ein sehr geringer Stromverbrauch benötigt wird. Die Wärmepumpe geht nur für die Trinkwassererwärmung in Betrieb.

Zur direkten Kühlung der Räume können folgende Systeme angeschlossen werden:

  • Gebläsekonvektoren
  • Kühldecken
  • Fußbodenheizungen
  • Bauteilaktivierung