Eine Wärmepumpe meistert gleich drei zentrale Aufgaben auf umweltfreundliche und ökonomische Weise: das klassische Beheizen von Räumen, die Erwärmung des Trinkwassers und das Kühlen von Wohnräumen. Dabei kehrt sich beim Kühlen der Wärmefluss um, sodass die Wärmepumpe ähnlich wie ein Kühlschrank arbeitet.
Im Folgenden wird erläutert, wie die Wärmepumpe über die Verfahren "Passive Cooling" und "Active Cooling" zum Kühlen eingesetzt werden kann.
Kühlen mit der Wärmepumpe – Passive Cooling
Die passive Kühlung, auch als "Natural Cooling" bekannt, nutzt die natürliche Umgebungstemperatur aus dem Erdreich oder Grundwasser. Mithilfe eines Wärmetauschers wird die Wärme aus dem Haus in die Umgebung geleitet, wo sie aufgrund der niedrigeren Temperatur heruntergekühlt wird.
Um das Kühlen mit einer Wärmepumpe auf diese Art zu realisieren, benötigt man einen Wärmetauscher, eine Umwälzpumpe und ein zusätzliches 3-Wege-Ventil, das die traditionelle Funktionsweise der Wärmepumpe umgeht. Diese Art der Kühlung wird häufig in Sole- und Wasser-Wasser-Wärmepumpen eingesetzt. Die Vorteile dieses Verfahrens sind ein geringerer Stromverbrauch, da die Wärmepumpe nicht aktiv arbeitet und die Nutzung der natürlichen Umgebungstemperatur. Nachteilig sind die Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zur Wärmesenke und die geringere Kühlleistung im Vergleich zu Active Cooling.
Kühlen mit der Wärmepumpe – Active Cooling
Eine Wärmepumpe kann zur aktiven Kühlung genutzt werden, sofern sie reversibel ausgelegt ist. Dies erfordert zwei wesentliche Komponenten: ein 4-Wege-Ventil und ein zusätzliches Expansionsventil. Diese Bauteile ermöglichen es, die Flussrichtung innerhalb der Wärmepumpe umzukehren. Dadurch wird ein simultaner Kühl- und Heizbetrieb realisierbar. Die Wärmepumpe verdampft das Kältemittel mithilfe der Wärme aus dem Haus und gibt diese über den Verflüssiger an die Wärmequellenanlage ab. Der Verdichter der Wärmepumpe bleibt hierbei in Betrieb und benötigt daher Strom. Für dieses Verfahren eignen sich Luft-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Die Vorteile sind eine höhere und schnellere Kühlleistung. Demgegenüber steht ein höherer Stromverbrauch durch den Betrieb des Verdichters und die zusätzliche Investition in die genannte Ventiltechnik.
Wärmepumpen vereinen Heizen und Kühlen in einem Gerät und nutzen zu einem großen Teil kostenlose Umweltenergie. Dies macht sie sowohl ökologisch als auch ökonomisch attraktiv. Zwar sind die Anschaffungskosten höher als bei herkömmlichen Klimaanlagen, doch auf lange Sicht sind die Betriebskosten deutlich geringer. Für eine effektive Kühlung eignen sich Flächenheizungen oder Gebläsekonvektoren, klassische Radiatoren sind hingegen ungeeignet. Es besteht in vielen Fällen auch eine Möglichkeit zur Nachrüstung der Kühlfunktion für eine Wärmepumpe. Darüber informieren Installateure oder die Hersteller der Wärmepumpen.
Ein automatisches Umschalten der Wärmepumpe von Heizen auf Kühlen ist modellabhängig. Einige Modelle verfügen über thermische Fühler, die automatisch umschalten, während andere manuelle Einstellungen erfordern.