Kälte

Umweltfreundliches Heizen und Kühlen

Wärmepumpen vielfältig einsetzbar

Donnerstag, 27.06.2024

Moderne Wärmepumpen können im Winter effizient heizen und im Sommer kühlen.

„Schwedenhaus“ in Doberlug-Kirchhain (Deutschland): Heizung, Passivkühlung
und Warmwasserbereitung über Erdwärmepumpe.
Quelle: NIBE
„Schwedenhaus“ in Doberlug-Kirchhain (Deutschland): Heizung, Passivkühlung und Warmwasserbereitung über Erdwärmepumpe.

Sie bieten so die Möglichkeit für ein ganzjährig behagliches Raumklima in Wohn- oder Gewerbebauten. Je nach Aufgabenstellung und gewünschtem Komfortanspruch stehen Kompaktsysteme mit integrierter Kühlfunktion oder verschiedene Modulbausteine zur Verfügung. Der Beitrag gibt sowohl einen Überblick zu standardisierten Systemlösungen als auch zu entsprechenden Produkten von Nibe.

Grundsätzlich gibt es bei Wärmepumpen den passiven und aktiven Kühlbetrieb. Eine Erdwärmepumpe nutzt zur passiven Kühlung in den meisten Fällen das niedrige Temperaturniveau des Erdreichs. Für eine Immobilie mit hoher Kühllast kann ein System mit aktivem Kühlbetrieb gewählt werden. Die Wärmequelle wird in beiden Fällen als Wärmesenke genutzt. Luft/Wasser-Wärmepumpen mit Kühlfunktion arbeiten hingegen mit einem reversiblen Kältekreis. Hier dient die Umgebungs-/Außenluft als Kältereservoir, wobei während der Kälteerzeugung immer ein aktiver Anlagenbetrieb vorliegt. Das Verteilen der vorhandenen oder erzeugten Kühlleistung erfolgt bei den hier vorgestellten Beispielen über ein wasserbasiertes Verteilsystem.

Erdwärmepumpe mit integrierter Passivkühlfunktion. Die Regelung für Kühlung, Heizung, Warmwasser und Lüftung erfolgt über das Touch-Display der Wärmepumpe.
Quelle: NIBE
Erdwärmepumpe mit integrierter Passivkühlfunktion. Die Regelung für Kühlung, Heizung, Warmwasser und Lüftung erfolgt über das Touch-Display der Wärmepumpe.

Zwei- und Vier-Rohr-Kühlung

Für ein behagliches Raumklima in Gebäuden mit geringer Kühllast reicht die sogenannte „Zwei-Rohr-Kühlung“ über die Fußbodenheizung in vielen Fällen aus. Voraussetzung dafür ist eine geeignete Fußbodenheizung. Das System fährt dann sowohl im Heiz- als auch im Kühlbetrieb auf dasselbe Verteilnetz, mit einer Mindest-Kühlvorlauftemperatur zum Vermeiden einer Kondensatbildung von 18 °C.

Beim Nibe-Zwei-Rohr-System ist die Kühlfunktion standardmäßig in die Wärmepumpen integriert. Mit der Raumeinheit „RMU S40“ können die Wärmepumpe (WP) sowie die Raumtemperatur von einem Pilotraum aus gesteuert und überwacht werden: Sonstige Räume werden über kühlbetriebsfähige Raumthermostate gesteuert.

Bei erhöhter Gebäudekühllast – beispielsweise wegen großer Glasflächen, fehlender Verschattungen oder einer allgemein hohen Kühllast – empfiehlt es sich, mit einer niedrigeren Temperatur zu kühlen, um damit eine höhere Leistung zu übertragen. Beispiel dafür ist das „Vier-Rohr-System“ von Nibe, das in Verbindung mit einer für den Kühlbetrieb geeigneten, diffusionsdichten Isolierung Kühltemperaturen bis minimal +7 °C realisieren kann. Hierbei erfolgt das Übertragen der Heiz-/Kühlenergie über ein jeweils separates Verteilsystem, wie Kühlkonvektoren, geregelte Kühldecken, Deckenkassetten, Lüftungs- oder Klimaanlagen.

Kühlung mit Erdwärmepumpen

Passivkühlung

Bei der sogenannten passiven oder auch freien Kühlung nutzt die WP das niedrige Temperaturniveau des Wärmequellenmediums und überträgt es über einen Wärmetauscher auf das Heizsystem. Die eigentlichen Heizflächen werden dadurch zu Kühlflächen und senken die Raumtemperatur um etwa 2 bis 3 K („Ankühlen“).

Vorteile der Passivkühlung sind, dass lediglich eine energiesparende Umwälzpumpe zum Fördern des Wärmequellenmediums für den Kühlbetrieb arbeitet. Das Erdreich um die Erdsonde regeneriert sich und erhöht so die Heizleistung und Effizienz der WP im späteren Heiz-/Warmwasserbetrieb. Die Kosten für das Kühlen sind gering.

Im Verlauf eines Sommers mit langen Wärme-/Kühlperioden kann ein hoher Wärmeeintrag in die Wärmequelle erfolgen. Dies tritt am häufigsten bei Erdwärmekörben oder herkömmlichen Flächenkollektoren auf – beim Einsatz einer Erdsonde deutlich langsamer. Passable Ergebnisse lassen sich ebenfalls mit einem auch auf die Kühlfunktion dimensionierten Ringgrabenkollektor erzielen.

Die Kompaktwärmepumpen der „PC-Serie“ von Nibe beinhalten eine integrierte Passivkühlfunktion. Über ein gemeinsames Verteilsystem lässt sich heizen und kühlen. Bei den Passivkühlmodulen „PCM S40/42“ (Zwei-Rohr-Kühlung) arbeitet der „Wärmequellenkreis“ (Kombination mit Erd-WP „S1156“ oder „S1256“) wiederum getrennt vom Kühl-/Heizkreis; die Umwälzpumpe nur bei Kühlfunktion.

Weiterführende Informationen: https://www.nibe.eu/de-de/

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Donnerstag, 11.07.2024

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