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Kühlen mit Wärmepumpe und Fußbodenheizung

Lüfter
Photo by Enrique Zafra on Pexels

Einleitung

Mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, wie wir sie verbaut haben (siehe Artikel “Unsere Heizungsanlage“), und einer wasserführenden Fußbodenheizung kann man ein Haus im Sommer auch kühlen, auch wenn es sich dabei nicht um eine “richtige” Klimaanlage handelt. Wie die Kühlung mit Wärmepumpe funktioniert, erfahrt Ihr in diesem Artikel.

Wie funktioniert die Kühlung mit Wärmepumpe?

Normalerweise entnimmt eine Luft-Wasser-Wärmepumpe der Umgebungsluft Wärmeenergie und gibt sie an das Heizungswasser ab. Dies funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Kühlschrank, der den Lebensmitteln in seinem Inneren Wärme entzieht und diese an seiner Rückseite (in diesem Fall als eher unerwünschte Abwärme) an die umgebende Raumluft abgibt.

Prinzipiell kann man das Prinzip aber auch umkehren, so dass die Wärmepumpe dem Wasser in der Fußbodenheizung die Wärme entzieht und diese nach draußen an die Umgebungsluft abgibt. Hierfür ist im Prinzip jede Wärmepumpe geeignet. In der Praxis muss man die Kühlfunktion meist aufpreispflichtig dazu bestellen oder gleich ein Modell auswählen, das die Kühlfunktion ab Werk mitbringt.

Das kühle Wasser wird dann analog der Heizung im Winter durch die Rohre der Fußbodenheizung gepumpt und kühlt den Estrich ab. Wie beim Heizen ist auch beim Kühlen die Fußbodenheizung ein sehr träges System. Dies hat aber auch Vorteile, weil ein einmal abgekühlter Estrich das Haus lange kühl hält (vergleichbar mit einem großen Kühl-Akku am Boden einer Kühlbox).

Was braucht man dafür?

Wärmepumpe Außeneinheit
Wärmepumpe Außeneinheit
Photo by Sebastian Schaper
  • Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit “freigeschalteter” Kühlungsfunktion. Bei uns war es ein “Kit” aus ein wenig Extra-Hardware, das zusätzlich geliefert wurde. Manche Wärmepumpen bringen die Kühlfunktion ab Werk mit, bei manchen kann man sie nachrüsten, bei einigen aber auch nicht. Welche Anlage wir haben, steht im Artikel “Unsere Heizungsanlage“.
  • Außerdem muss man sicherstellen, dass die Stellantriebe im Heizkreisverteiler offen sind, obwohl es warm im Raum ist. Die verwendeten Thermostaten müssen also einen Kühlmodus anbieten und “invertiert” arbeiten, also genau umgekehrt wie im Winter. Oder man stellt die Thermostaten im Sommer auf “höchste Temperatur”, damit die Stellantriebe sicher öffnen. Oder man stellt die Stellantriebe im Heizkreisverteiler im Sommer auf “manuell”.
  • Im warm-feuchten Sommer besteht die Gefahr, dass an den kalten Heizungsrohren im Estrich oder in der restlichen Heizungsanlage Wasser aus der Luft kondensiert. Deswegen darf man mit der Wassertemperatur in der Fußbodenheizung nicht beliebig tief gehen, da die Kondenswasser-Gefahr steigt, je kälter die Rohre sind. Bei uns ist die Tiefsttemperatur der Kühlfunktion zum Beispiel auf 18 °C eingestellt.
  • Da das Kondenswasser zu schweren Bauschäden führen kann und man es daher vermeiden muss, installiert man in den Fußbodenheizungs-Verteilern sog. Taupunktwächter. Diese schalten einen elektrischen Kontakt durch, wenn die Luftfeuchtigkeit in der Nähe der Rohre zu sehr ansteigt. Sie können so ein Signal an die Wärmepumpe schicken, die Kühlung einzustellen, bis sich die Luftfeuchtigkeit wieder normalisiert hat. Unsere Taupunktwächter schalten bei ca. 80% relativer Luftfeuchtigkeit die Kühlung ab.
Heizkreisverteiler
Heizkreisverteiler mit Taupunktwächter
Photo by Sebastian Schaper

Wie viel bringt das?

Man muss sich klar machen, dass es sich bei der “Fußbodenkühlung” mit der Wärmepumpe nicht um eine klassische Klimaanlage handelt, die technisch bedingt deutlich höhere Kühlleistungen erbringen kann. Eine Klimaanlage für ein ganzes Haus ist allerdings auch teuer in der Anschaffung und aufwendig (nachträglich) zu installieren. Zudem kann sie die Energiebilanz des Hauses verschlechtern. Man braucht mit der “Fußbodenkühlung” keine energieintensive Klimaanlage anzuschaffen und zu betreiben, sondern kann die vorhandene Technik auch zum Kühlen benutzen.

Die Hersteller der Wärmepumpen und die Heizungsbauer sprechen von ca. 3-4 Grad Temperatursenkung, die man mit der Kühlung erreichen kann. Das hört sich auf den ersten Blick nicht nach allzu viel an, kann aber durchaus einen großen Unterschied im persönlichen Wohlbefinden machen, erst Recht in Verbindung mit anderen Maßnahmen.

Wir setzen in unserem Haus auf eine Kombination von Maßnahmen, um es im Sommer angenehm kühl zu halten:

  • Konsequente und automatische Beschattung der sonnenbeschienenen Fenster rund ums Haus per Smart Home-Programmierung. Was nicht an Wärme ins Haus gelangt, muss auch nicht wieder teuer herausgekühlt werden.
  • Bevorzugte Nutzung der Lüftungsanlage statt der Fensterlüftung im Sommer. Vor allem: Tagsüber in der Hitze keine Fenster offen stehen lassen! Der in der Lüftungsanlage verbaute Wärmetauscher kühlt tagsüber die eingesaugte Frischluft mit der kühleren Abluft aus dem Haus vor, betreibt also “Kälterückgewinnung”. Nachts sorgt der automatische Sommerbypass dafür, dass die kühlere Außenluft nicht durch den Wärmetauscher angewärmt, sondern direkt ins Haus gelangt.
  • Kühlung durch die Wärmepumpe und die Fußbodenheizung.

Durch die Kombination dieser Maßnahmen gelingt es, auch bei Außentemperaturen über 35 °C im Inneren des Hauses Temperaturen um die 25 °C zu halten, was wir für durchaus ordentlich halten. Hier ein Beispiel aus dem August 2020:

Sommer Temperaturen innen und außen
Sommer Temperaturen innen und außen
Photo by Sebastian Schaper

Wie viel Strom kostet das?

Nach meiner Erfahrung läuft die Wärmepumpe im Kühlbetrieb bei uns mit einer niedrigen Auslastung von 20-30%. Der Stromverbrauch ist also vergleichbar mit dem Heizen an einem eher milden Wintertag. Nachgemessen habe ich allerdings nicht. Natürlich muss jeder für sich abwägen, ob der zusätzliche Komfort durch die Kühlung die Kosten rechtfertigt. Meiner Meinung nach bekommt man mit der Fußbodenkühlung jedoch eine deutliche Steigerung des Wohnklimas für vergleichsweise wenig Energie- und damit Geld-Einsatz. Die meisten Lösungen zur aktiven Kühlung brauchen mehr Energie.

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