Klimaneutraler Wohnkomfort: kühlen mit einer Wärmepumpe

Mit der Klimakrise wird das Wetter extremer, der Sommer heißer. Perspektivisch legen sich immer mehr Deutsche eine Klimaanlage zu, um bei angenehmen Temperaturen arbeiten, wohnen und schlafen zu können. Gute Nachricht: Auch hier hilft uns die Energiewende. Sogar unmittelbar. Denn die Wirkung einer Wärmepumpe lässt sich sehr viel einfacher umdrehen als die des Klimas in Zeiten der Erderwärmung. Eigentlich muss sie dafür nur rückwärts laufen; wie ein sehr großer Kühlschrank. Die meisten modernen Wärmepumpen beherrschen dieses Prinzip. Und um es zu nutzen, sind wenige Anpassungen ausreichend.

Die Luft-Wasser-Wärmepumpe ist das grüne Schweizer Messer unter den Heiz- und Kühlgeräten. Wo fossile, Öl- oder Gasheizungen nur Wärme für Innenräume produzieren können, beherrscht dieses moderne System alle Jahreszeiten. Man kann es effektiv als Klimaanlage einsetzen – mit nur wenigen Nachteilen. 

Eine klassische Klimaanlage (auch bekannt als Luft-Luft-Wärmepumpe) kühlt zwar schneller, verursacht dabei aber wesentlich höhere Kosten und reizt die Atemwege. Wird sie im Winter zum Heizen verwendet, ist das Ganze noch unkomfortabler und ineffizienter. Da geht einem schnell die gute Raumluft aus. Nutzt du nun aber deine Luft-Wasser-Wärmepumpe zum Heizen und Kühlen, wird es nicht nur günstiger. Auch die Kosten für das zusätzliche Klimagerät entfallen. So spart man morgen – schon vor dem Morgen.

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Warum eine Wärmepumpe auch kühlen kann? Lässt sich schon aus ihrem Namen ableiten. Denn was sie tut ist simpel: Wärme pumpen. Dort, wo die Wärme abfließt, wird es kühler – dort, wo sie hinfließt, wärmer. Zugegeben, es ist ein bisschen komplexer. Denn dafür, dass die Sache effektiv funktioniert, nutzt die Pumpe noch ein paar andere Kniffe: Kältemittel, Phasenübergang (Verdampfung und Verflüssigung), Druckänderung (Verdichtung und Entspannung). 

Aber zurück zum Grundprinzip. Die Wärmepumpe ist ein Kreislauf mit Eingang und Ausgang. An diesen beiden „Türen“ wird Wärme oder Kälte übergeben – nach innen oder außen, von der Wärmequelle ans Ziel. Das sind die sogenannten Wärmetauscher. Und bei modernen Geräten funktioniert die Sache eben in zwei Richtungen. Der Großteil an Wärme wird aus der Umgebung ins Haus oder vom Haus in die Umgebung transportiert. Nur 1/3 bis 1/5 davon erzeugt das Gerät dabei aus Elektrizität.

In der Grafik oben erkennst du die bekannte Funktion der Wärmepumpe: die Nutzung als Heizung. Wenn diese jedoch rückwärts läuft, kannst du sie ebenfalls als Klimaanlage nutzen.

Und jetzt schauen wir in die Wärmepumpe hinein. Ihr Inneres ist von drei Prinzipien bestimmt:

• KÄLTEMITTEL: Als Medium oder Träger hat es zwei Funktionen. Erstens: Wärme transportieren. Es muss also ein guter Wärmeleiter sein. Seine zweitwichtigste Eigenschaft: innerhalb des Arbeitsbereichs der Wärmepumpe den Aggregatzustand bzw. die Phase wechseln zu können. Hier: von gasförmig zu flüssig – und umgekehrt.

• PHASENÜBERGANG – oder Verdampfung und Verflüssigung: Wenn ein Stoff seine „Phase“ wechselt, nimmt er besonders viel Wärme auf – oder gibt sie ab. Die Wärmepumpe nutzt dieses Prinzip direkt an ihren Wärmetauschern. Am Ersten verdampft das Kältemittel; dabei nimmt es reichlich Wärme auf. Am Zweiten kondensiert das Kältemittel; es wird flüssig und gibt großzügig Wärme ab. Die Temperatur, bei der dieser „Phasenübergang“ passiert, ist normalerweise immer gleich (bei Wasser z. B. 100 °C). Ändern sich aber die Druckverhältnisse, verschiebt sich auch der Phasenübergangs-Punkt nach oben oder unten. Und damit kann man spielen.

• DRUCKÄNDERUNG: Zwischen den zwei Wärmetauschern wird der Druck des Kältemittels aktiv verändert: auf der einen Seite durch die eigentliche Pumpe, auf der anderen Seite durch ein Ventil. 

  • DIE PUMPE – auch Verdichter genannt – erhöht den Druck. Sie bewegt so nicht nur das Kältemittel durch den Kreislauf, sondern bringt auch zusätzliche Energie – also Wärme – ins System. Der erhöhte Druck verschiebt den Phasenübergangs-Punkt nach oben. Bedeutet: Das ziemlich warme Kältemittel kann am zweiten Wärmetauscher kondensieren, dabei viel Wärme abgeben – trotz seiner hohen Temperatur. 

  • Danach wird der Druck durch das VENTIL so weit verringert, dass sich der Phasenübergangs-Punkt des Kältemittels wieder sehr weit nach unten verschiebt. Trotz seiner nun ziemlich niedrigen Temperatur kann es am ersten Wärmetauscher wieder verdampfen – und dabei viel Wärme aufnehmen.

Beim Kühlen macht die Wärmepumpe grundsätzlich nichts anderes, als wenn sie dein Haus heizt. Sie läuft einfach nur in die andere Richtung. Druck- und Temperaturbereiche werden umgekehrt. Es ist wie ein Rückwärtsgang, den man mit voller Geschwindigkeit fahren kann – in diesem Fall mit voller Kühlleistung. 

So, wie es verschiedene Arten von Wärmepumpen zum Heizen gibt, kann man sie auch unterschiedlich zum Kühlen nutzen. Die populärste Methode funktioniert mit sämtlichen Geräten, die reversibel sind – also ihre Arbeitsrichtung ändern können. Das trifft auf fast alle modernen Wärmepumpen zu. Für die passive Methode dagegen bräuchtest du ein spezielles System, das mit dem Erdreich oder mit dem Grundwasser verbunden ist.

Bei der aktiven Kühlung arbeitet das System normal, aber umgekehrt. Das Verrückte: Damit deine Wärmepumpe rückwärts laufen kann, … muss sie gar nicht rückwärts laufen. Die eigentliche Pumpe – der Kompressor oder Verdichter –  pumpt nämlich weiter wie zuvor. Das Kältemittel wird lediglich von der anderen Seite ein- und ausgeleitet – durch ein sogenanntes Vierwegeventil. Damit wechselt das gesamte System die Fließrichtung: Der erste Wärmetauscher wird zum zweiten , der Verdampfer zum Verflüssiger, der Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich, die Seite mit höherer Temperatur zu der Seite mit niedriger Temperatur. Einmal umgekrempelt. Fertig.

Bei modernen Wärmepumpen ist diese einfache, aber extrem effektive Umkehr des Prinzips oft standardmäßig eingebaut. Diese Geräte werden als reversible Wärmepumpen bezeichnet und bringen folgende VORTEILE mit sich:

• Deutliche Kühlung der Räume – weitestgehend unabhängig von der Außentemperatur

• Niedrige Innenraumtemperaturen mit einer Absenkung bis auf angenehme 20 °C

• Funktioniert mit allen Wärmepumpen-Arten, besonders gut mit Luft-Wasser-Wärmepumpen

Zwei kleine NACHTEILE hat die aktive Kühlfunktion gegenüber der passiven: 

• Wegen der starken Kühlfunktion kann sich bei ungünstiger Nutzung „Schwitzwasser“ niederschlagen. 

• Und weil der Kompressor arbeitet, wird auch mehr Strom verbraucht. Allerdings wesentlich weniger als beim Betrieb einer Klimaanlage.

Passive Kühlung bedeutet, dass die Wärmepumpe selbst … nicht wirklich arbeitet. Stattdessen führt eine zweite Umwälzpumpe das Wasser des Heizungs-Systems an der eigentlichen Wärmepumpe vorbei – aus den Innenräumen direkt ins Erdreich oder Grundwasser. Dort unten herrscht eine mittlere Temperatur von 10 °C. Das allein reicht schon für einen leichten Kühleffekt.

Die zwei HAUPTVORTEILE der passiven Kühlung:

• Kein Schwitzwasser-Risiko, weil die Temperaturabsenkung viel geringer ausfällt.

• Besonders sparsamer Verbrauch, weil die eigentliche Wärmepumpe nicht läuft.

Leider bringt die passive Kühlfunktion aber auch EINSCHRÄNKUNGEN und NACHTEILE mit sich:

• Funktioniert nur mit Erdwärmepumpen.

• Temperaturabsenkung im Haus ist sehr gering, maximal -3 °C; der Kühleffekt damit mäßig.

• Nur kurzfristig nutzbar. Das Erdreich erhitzt sich dabei schnell – besonders gegen Ende des Sommers. Schon nach wenigen Tagen ist keine passive Kühlung mehr möglich. 

Die Installation der separaten Umwälzpumpe verursacht zusätzliche Kosten.

Wenn eine Wärmepumpe mit aktiver Kühlfunktion so effektiv ist, warum gibt es dann überhaupt noch Klimaanlagen? Wahrscheinlich, weil sie kleiner sind – und damit flexibler in der Installation, nicht aber im Betrieb. 

Klimaanlagen funktionieren grundsätzlich sehr ähnlich wie Luft-Wasser-Wärmepumpen, arbeiten im Haus allerdings mit Luft anstatt mit Wasser (man nennt sie daher auch Luft-Luft-Wärmepumpen). Dieser Luftstrom macht Klimaanlagen beim Kühlen zwar schneller, aber auch weniger nachhaltig. 

Die Wärmepumpe gewinnt den Vergleich mit der Klimaanlage locker. 

Ihre VORTEILE:

• Nur ein Drittel der Kosten: Eine Wärmepumpe kann die Energie an der Wärmequelle effektiver aufnehmen und abführen als eine Klimaanlage – am besten über möglichst großflächige Heizkörper. So verbrauchen sie deutlich weniger Strom und verursacht im Betrieb bis zu 64 % geringere Kosten.

• Anhaltender Kühleffekt: Weil Heizkörper als Flächen die Kälte besser ‚speichern‘ als Luft, hält der klimatisierende Effekt länger an – selbst wenn man mal kurz lüftet.

• Geräuschloser Betrieb: Die meisten Heizkörper nutzen keine Ventilatoren – im Gegensatz zu Klimaanlagen. Das Kühlen mit einer Wärmepumpe ist flüsterleise.

• Kein Hygienerisiko: Im Gebläse von Klimaanlagen können sich Bakterien und Staub sammeln. Bei der Kühlung mit einer Wärmepumpe gibt es keinen Luftzug, also auch keine Verunreinigung der Raumluft.

• Einfach ansehnlicher: Bei herkömmlichen Klimaanlagen hast du einen Kasten in jedem Raum – und einen noch größeren vor dem Fenster. Vor jedem Fenster. Die Wärmepumpe ist nur eine einzige, gut designte Box. Flächenheizkörper verschwinden in Wänden und Fußböden. Eine minimalistische, fast unsichtbare Technik.

• Kalte Luft plus warmes Wasser: Selbst wenn eine Wärmepumpe im Kühlbetrieb ist, kann sie parallel noch warmes Wasser erzeugen. Die Klimaanlage? Hat damit gar nichts am Hut.

Förderung: Der Einbau einer effektiven Wärmepumpe wird mit bis zu 70 Prozent. subventioniert. Bei normalen Klimaanlagen sind es exakt 0 Prozent.

Brauchst du als Besitzer:in einer Wärmepumpe dann überhaupt eine Klimaanlage? 

Definitiv nicht – wenn du ein paar Dinge beachtest.

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Das Kühlen mit einer Wärmepumpe funktioniert besonders gut, wenn du dich auf ihre Betriebsweise einstellst und dein System etwas optimierst. Zum Beispiel solltest du sie – wie beim Heizen – früh genug einschalten. Denn der Kreislauf braucht Zeit, um dein Haus auf die gewünschte Temperatur zu bringen. Dafür hält sein Effekt lange an. Lüften darfst du besonders dann, wenn es draußen nicht mehr so heiß ist, also morgens, abends oder nachts. Und: natürlich nur stoßweise und nicht ständig – genau wie in der Heizperiode.

Durch die Art der Installation kannst du den Betrieb weiter verbessern.

Was beim Heizen gilt, gilt beim Kühlen noch mehr: je größer die Fläche, desto besser der Effekt. Ideal für die Kühlfunktion deiner Wärmepumpe sind Wandflächenheizungen, Deckenelemente oder Fußbodenheizungen. Auch ‚aktivierte‘ Betonbauteile oder Gebläsekonvektoren eignen sich gut zum Klimatisieren. Bei klassischen Heizkörpern sieht es dagegen schlechter aus. Über ihre kleine Oberfläche nehmen sie zu wenig Wärme auf – und das Risiko von Schwitzwasser (Kondensation) steigt. Wer gern tüftelt und Geld sparen will, kann Ventilatoren und Kondenswasser-Wannen an seine Heizkörper bauen. Fachleute werden solchen Lösungen aber eher mit einem Kopfschütteln begegnen.

Genau die Sonne, die im Sommer für Hitze sorgt; versorgt Solarzellen mit Strom – im Sommer am besten. Viel Strom, den du gut für die Kühlfunktion deiner Wärmepumpe nutzen kannst. Eine Photovoltaik-Anlage ist die perfekte Partnerin für deine extra-günstige Haus-Klimatisierung. Mit großen Pufferspeichern lassen sich diese Vorteile zeitlich weiter ausdehnen: Für den nächtlichen Betrieb oder bewölkte Tage hält der Stromspeicher Elektrizität vor, der Heizwasserspeicher tut das Gleiche mit der bereits ‚hergestellten’ Kälte.

Wenn du einen Neubau mit Flächenheizungen bewohnst und dazu noch eine Photovoltaikanlage besitzt, bist du extrem gut aufgestellt. Natürlich geht alles immer noch ein bisschen besser. Hier zwei weitere Komfort-Elemente, die du für eine optimale Kühlleistung in Erwägung ziehen kannst:

– ENERGIE-MANAGEMENT-SYSTEM (EMS): Eine intelligente Steuerung deiner Heizungs- und Elektrizitätstechnik optimiert den Betrieb. So können die Anlagen noch nachhaltiger, also auch kostengünstiger, arbeiten. Außerdem läuft dann vieles vollautomatisch ab. Du definierst nur eine Raumtemperatur – und fertig. Das System schaltet die Wärmepumpe selbst auf den Kühlbetrieb um und speichert Kälte statt Wärme, wenn die Wetterprognose längere Hitzeperioden ankündigt. 

– LÜFTUNGSANLAGE: Trotz Klimatisierung braucht man frische Luft im Haus. Eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung übernimmt das auf luxuriöse Art – ohne dass sich die Räume wieder aufheizen wie beim Fensteröffnen.

Es ist grundsätzlich einfach, dein Haus mit einer Wärmepumpe zu kühlen. Damit dir hier keine Nachteile entstehen, solltest du bei der Installation allerdings folgendes beachten:

• AUSLEGUNG DER KÜHLFLÄCHEN: Wie bereits gesagt sind konventionelle Heizkörper nicht zum Kühlen geeignet. Hier solltest du gegebenenfalls investieren – zum Beispiel in eine Fußbodenheizung. Vielleicht müssen auch nicht alle Räume auf Flächenheizungen umgebaut werden, sondern nur die wichtigsten.

• TAUPUNKTSENSOREN: Kälte bringt die Gefahr der Kondensation mit sich – und zwar, wenn die Temperatur einer Fläche unter den Taupunkt sinkt. Dann schlägt sich Luftfeuchtigkeit nieder, was im schlimmsten Fall zu Schimmelbildung führen kann. Es lässt sich aber leicht verhindern – mit sogenannten Taupunktsensoren, am besten in allen Räumen. Sie sorgen dafür, dass die Vorlauftemperatur zum Beispiel nicht unter 18 °C und die Temperatur der Heiz-/Kühlflächen nicht unter 20 °C fällt. 

• GEDÄMMTE ROHRLEITUNGEN: Um Kondens- oder „Schwitzwasser“ auch an den Rohren deines Heizungssystems zu verhindern, müssen diese vollständig gedämmt werden. Das sollten sie ohnehin sein, um im Winter kostbare Wärmeenergie zu sparen. 

Lass dich hierbei von einem Fachbetrieb beraten! Die Expert:innen erstellen eine individuelle Kühllastberechnung für dein Haus und prüfen die Dimensionierung des Systems. Es kann dann entsprechend angepasst oder eingestellt werden (z. B. auf eine moderatere Kühltemperatur).

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Ja, fast jede moderne Wärmepumpe kann kühlen, wenn auch nicht in jedem Haus. Eine Anpassung lohnt sich aber oft. Denn du investierst in nur ein System, das alles kann; das dir langfristig Betriebskosten spart – im Vergleich zu einer Klimaanlage locker 50 Prozent. Kombiniert mit Photovoltaik wird besonders die Kühlfunktion noch günstiger.

Der aktive Kühlbetrieb mit einer reversiblen Luft-Wasser-Wärmepumpe ist so genial wie effizient. Er sorgt für perfektes Wohnklima im Sommer wie im Winter – und schont dabei das Weltklima. Du bist nachhaltig, aber auch flexibel unterwegs; machst dich so unabhängig von den Auswirkungen der Erderwärmung wie von fossilen Energien.

Mit der Profi-Hilfe kannst du die Wärmepumpe und das ganze Heizungssystem besser auf deine individuellen Bedingungen einstellen. Es arbeitet dann sicherer, effektiver und hält länger. Die Expert:innen von 1KOMMA5° holen alles aus deinem Haus heraus. Sie installieren das ideale Set-up für einen reibungslosen Betrieb, bewahren dich vor Schäden und bieten dir die besten Betriebsbedingungen – mit der perfekten Kombination aus unserem Energie-Management-System Heartbeat und dem besonders günstigen Stromtarif Dynamic Pulse.

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