Aktiv oder passiv kühlen?
Welche Kühlmethode ist nun grundsätzlich die empfehlenswertere Option? Pauschal beantworten lässt sich diese Frage nicht, vielmehr sind hier der jeweilige Anwendungsfall und das gewünschte Ergebnis entscheidend. Denn durch ihre unterschiedliche Funktionsweise haben beide Varianten auch jeweils verschiedene Vor- und Nachteile. So arbeitet die passive Kühlung sehr energiesparend, da der Verdichter durch ein zusätzlich installiertes Umschaltventil „umgangen“ wird, also während des Kühlbetriebs gar nicht zum Einsatz kommt. Strom wird in diesem Fall nur für die Umwälzpumpe(n) benötigt, die den Sole- bzw. Grundwasser- und den Heizungswasserkreislauf für den Abtransport der Wärme aus den Räumen in Gang hält.
Die aktive Kühlung dagegen benötigt zwar aufgrund des Verdichterbetriebs mehr Strom, allerdings erzielt sie im Gegenzug auch eine deutlich höhere Kühlleistung. Ein wesentlicher Vorteil ist bei der Kühlung über Erdwärmepumpen aber beiden Varianten gemein: Während des Kühlprozesses wird die Wärmequelle regeneriert – dem Erdreich wird im Sommer Wärme zugeführt, die zumindest in Teilen in der darauffolgenden Heizperiode zur Wärmeerzeugung genutzt werden kann und so für einen effizienteren Heizbetrieb sorgt.
Planungsgrundlagen
Soll mit der Wärmepumpe gekühlt werden – egal ob aktiv oder passiv –, muss diese Zusatzfunktion bereits im Zuge der eigentlichen Heizanlagenplanung berücksichtigt werden. Denn die dafür vorgesehenen Wärmepumpen müssen von Haus aus über eine Kühlfunktion verfügen – nachgerüstet werden kann sie in den wenigsten Fällen. Ist die Wärmepumpe aber grundsätzlich kühlfähig, kann die Funktion zumindest auch nach der Inbetriebnahme des Geräts noch aktiviert werden. Gleiches gilt auch für etwaige Speicherlösungen: Wird ein Pufferspeicher eingesetzt, kann dieser auch dem Kühlbetrieb dienen – vorausgesetzt, er ist von Haus aus dafür geeignet. So muss beispielsweise über eine dampfdiffusionsdichte Isolierung sichergestellt sein, dass bei Vorhalten gekühlten Heizungswassers kein Kondensat anfällt.
Ist die Eignung beider Komponenten sichergestellt, sollte im ersten Schritt die Berechnung der Kühllast nach VDI 2078 („Berechnung der thermischen Lasten und Raumtemperaturen“) erfolgen, die als Grundlage für die Wärmepumpenauslegung dienen kann. Die Kühllast bezeichnet allgemein die Wärmeleistung, die abgeführt werden muss, um die gewünschte Raumtemperatur aufrechtzuerhalten. Einflussfaktoren sind dabei unter anderem Fensteranzahl und -größe, geografische Ausrichtung, Raumgröße, Personenanzahl sowie die Wärmeabgabe von elektrischen Geräten und Beleuchtung.
Übertragungsflächen und Taupunktüberwachung
Im nächsten Schritt gilt es dann sicherzustellen, dass sämtliche Rohrleitungen und Formstücke aus korrosionsbeständigem Material bestehen und alle hydraulischen Rohrleitungen im Gebäude dampfdiffusionsdicht isoliert wer-den, um auch hier Kondensatausfall zu vermeiden. Anschließend müssen auch die Heiz-/Kühlflächen korrekt ausgelegt werden, da diese entscheidend für die Übertragung der Energie und damit Bereitstellung der Kühlleistung sind. Gute Ergebnisse erzielen dabei Fußbodenheizungen, da hier in der Regel der gesamte Fußboden als Übertragungsfläche zur Verfügung steht. Noch besser kann die Wärme aber über Kühldecken abgeführt werden: Die warme Raumluft sammelt sich unter der Decke und kühlt sich dort ab. Die nun kühlere Luft sinkt zu Boden und aufsteigende Warmluft strömt nach. Aufgrund der dabei entstehenden Zirkulation werden im Vergleich zur Fußbodenkühlung größere Luftmengen an der Kühlfläche vorbeigeführt.
Bei der Kühlung über die Decken- oder Fußbodenflächen ist zusätzlich eine Taupunktüberwachung durch die Wärmepumpenregelung erforderlich, um Kondensatbildung zu vermeiden. Dazu werden Raumlufttemperatur- und -feuchtefühler installiert und mit dem Wärmepumpenregler verbunden. Die Taupunktüberwachung hält die Vorlauftemperatur im Heizsystem während des Kühlens ausreichend hoch, sodass der zulässige Taupunkt nicht unter-schritten wird und keine Feuchtigkeit aus der Luft an den Übertragungsflächen kondensiert. Eine besonders schnelle Raumkühlung lässt sich darüber hinaus durch den Einsatz von Gebläsekonvektoren erzielen, da sie die Raumluft mit einem Ventilator umwälzen. Zudem verfügen sie über eine Kondensatabfuhr, um anfallendes Kondensat während des Kühlprozesses abzuleiten. Klassische Radiator-Heizkörper hingegen kommen aufgrund der relativ kleinen Übertragungsfläche und des fehlenden Kondensatablaufs zur Temperierung nicht in Frage.
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