Kühlen mit Wärmepumpe – das bringt eine reversible Wärmepumpe.

Moderne Wärmepumpen nehmen nicht viel Platz weg und laufen oft flüsterleise. © Viessmann

Nachhaltig Heizen und Kühlen – ohne Gas oder Öl.

Ohne Gas nix los? Der Brennstoff war noch nie so knapp und so teuer wie heute. Kostete 1 Kilowattstunde Erdgas im Jahr 2021 noch rund 6 bis 7 Cent, sind es bei einem Neuabschluss im September 2022 laut Verivox um die 40 Cent je Kilowattstunde. Auch die Stromkosten sind aufgrund des Gasmangels in die Höhe geschossen – zu den Zusammenhängen mehr in unserem FAQ-Bereich. Angesichts steigender Energiekosten sind effiziente Heizsysteme so wichtig, also Heizungen, die einen geringen Energiebedarf zum Wärmen deiner vier Wände haben.

Das wohl effizienteste Heizsystem: die Wärmepumpe. Insbesondere die reversibel arbeitende Wärmepumpe ist ein Multitalent. Sie sorgt im Winter für kuschlige Wärme und im Sommer für angenehme Kühle. Wie effizient Wärmepumpen arbeiten, kannst du an der sogenannten Jahresarbeitszahl (JAZ) erkennen. Sie ergibt sich aus dem Verhältnis von Stromaufwand und Wärmeertrag – gemittelt über ein ganzes Betriebsjahr hinweg. Einer Faustformel zufolge erzeugen Wärmepumpen aus einer Kilowattstunde (kWh) Strom, je nach Typ rund 3 bis 5 kWh Heizwärme!

*Die Rechnung basiert auf einem durchschnittlichen Heizenergieverbrauch.

Quelle: Heizspiegel 2021 von co2online.

Da die Wärmepumpe Strom benötigt, um Umweltenergie in Wärme zu verwandeln, ist es besonders wichtig, auf erneuerbare Energien zu setzen. Nur so wird rundum klimafreundlich geheizt und gekühlt. Entweder wird die Energie selbst mit einer PV-Anlage erzeugt oder die Wärmepumpe wird mit einem grünen Wärmepumpenstromtarif versorgt. Andernfalls verursachst du mit einer Wärmepumpe schnell viele hundert Kilogramm CO2 pro Jahr.

Mit der Wärmepumpe kühlen? Deshalb macht es Sinn.

Die Sommer werden seit Jahren immer heißer und auch im Winter werden die Temperaturen immer wärmer. Laut Deutschem Wetterdienst ist die Lufttemperatur in Deutschland seit 1881 um 1,6 °C angestiegen. Damit liegen wir über dem weltweiten Durchschnitt von 1°C, da sich Landregionen schneller erwärmen als Meere.

Mit einer reversiblen Wärmepumpe, die idealerweise mit einer PV-Anlage verknüpft und so besonders effizient ist, kannst du zu jeder Jahreszeit ein angenehmes Klima in deinem Zuhause schaffen. Das ist auch deutlich nachhaltiger als eine Klimaanlage, die komplett mit Strom betrieben wird, schnell ins Geld geht und, wenn du herkömmlichen Strom beziehst, auch noch für zusätzliche CO2-Emissionen sorgt.

„Die Nachfrage nach Wärmepumpen hat im vergangenen Jahr um über 40 % zugenommen, woran vor allem die reversibel arbeitenden Geräte einen großen Anteil haben“, sagt Norbert Neuhaus, Leiter Channel Vertrieb Utilities Energieversorger/Energiedienstleister bei Viessmann Deutschland. „Und ihre Energiebilanz kann sich sehen lassen: Je nach Wärmequelle erzielen sie Leistungszahlen bis etwa fünf. Das bedeutet, dass fünfmal so viel nutzbare Energie abgegeben wird, wie als elektrische Energie reingesteckt wurde.“ Gerade Neubauten sind oft sehr gut abgedichtet. Das bedeutet, es wird schneller warm und somit steigt der Bedarf an Kühlsystemen.

So funktioniert das Kühlen mit Wärmepumpe.

Eigentlich sind Wärmepumpen – wie der Name schon sagt – dazu da, Räume zu wärmen. Die dafür benötigte Energie nimmt die Wärmepumpe aus der Umwelt, zum Beispiel aus der Luft, dem Grundwasser und oder dem Erdboden.

Tolles Prinzip: Wärmepumpen wandeln Energie aus der Umwelt in Wärme um.

Um zu kühlen, wird in der Wärmepumpe der Prozess quasi umgekehrt. Damit heizt du im Winter mit der Wärmepumpe deine Räume und im Sommer kühlst du sie. Wie praktisch! Das Kühlen mit Wärmepumpe funktioniert über eine passive oder eine aktive Kühlung. Bei der passiven Kühlung wird die Wärme aus dem Gebäude an die im Sommer kühlere Wärmequelle abgegeben. Das heißt, Regelung und Umwälzpumpe sind ausgeschaltet. Du brauchst keinen Strom für diesen Prozess. Bei der aktiven Kühlung brauchst du hingegen Strom, damit die Wärmepumpe wie ein Kühlschrank funktioniert. Im Unterschied zur passiven Kühlung kannst du die Temperatur weiter senken. Das Praktische ist: Du kannst deine bestehende Wärmepumpe in den meisten Fällen relativ einfach nachrüsten.

Passive Kühlung.

Die passive Kühlung funktioniert nur in Kombination mit einer Sole-Wasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Hier reicht die natürliche Umgebungstemperatur des Erdreichs oder Wassers, um die Raumtemperatur um etwa drei Grad Celsius zu senken. Um passiv mit einer Wasser- oder Erdwärmepumpe zu kühlen, wird deine klassische Wärmepumpe um ein paar technische Geräte ergänzt: Ein Wärmetauscher, ein 3-Wege-Ventil und eine Umwälzpumpe sind dazu nötig. Mithilfe des Wärmetauschers wird die Wärme aus dem Raum direkt ins Erdreich oder an das Grundwasser abgeführt, die Wärmepumpe selbst wird dabei sozusagen umgangen.

Der größte Unterschied zur sogenannten aktiven Kühlung mit der Wärmepumpe ist, dass der Verdichter beim passiven Kühlen nicht aktiv ist. Die Wärmepumpe ist beim passiven Kühlen also bis auf Regelung und Umwälzpumpe ausgeschaltet. Das macht die passive Kühlung besonders energiesparend – aber reduziert natürlich verglichen zur aktiven Kühlung auch die Leistungsfähigkeit. „Aktuell ist die Standardlösung im Einfamilienhaus (Neubau) die Luft-Wärmepumpe. Diese kann aber nur aktiv kühlen“, betont Viessmann-Experte Alexander Fabrici.

Aktive Kühlung.

Je nach Art der Wärmepumpe sind bei der aktiven Kühlung zusätzliche Bauteile erforderlich. Bei Luft-Wärmepumpen kann die aktive Kühlung durch die Reversibilität am einfachsten umgesetzt werden. Durch die „aktive“ Umkehr des Kreislaufs wird die Wärme im Raum entzogen und über die Wärmepumpe nach draußen abgeleitet – genau wie bei einem Kühlschrank. Das System ist ähnlich zur passiven Kühlung, nur ist bei der aktiven Kühlung die Wämepumpe angeschaltet und verstärkt so den Kühleffekt. Auch mit Erd- und Wasserwärmepumpen kann aktiv gekühlt werden. Die entzogene Wärme kann dabei zusätzlich für die Warmwasseraufbereitung genutzt werden. Welche Wärmepumpen aktiv kühlen, ist für Laien nicht direkt erkennbar. Bei Viessmann wird beispielsweise in die Typbezeichnung „AC“ für „active cooling“ vermerkt.

Was für Temperaturen du erreichst, wenn du mit der Wärmepumpe kühlen willst, ist abhängig von der Wärmequelle: Grundwasser hat durchschnittlich 10 Grad und kann damit sehr gut kühlen. Allerdings sollte daheim für die Räume nicht weniger als ca. 18 Grad eingestellt werden, sonst wird der Taupunkt unterschritten, wodurch es zu Feuchteschäden im Gebäude kommen kann. Allgemein eignen sich für das Kühlen mit Wärmepumpe vor allem großflächige Heizungen wie Fußbodenheizungen. Mit Heizkörpern ist kein Kühlen möglich.

Tolles Team: Reversible Wärmepumpe und PV-Anlage.

Du kannst deine Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage koppeln. Das lohnt sich besonders beim aktiven Kühlen, denn dabei wird mehr Energie benötigt als beim passiven Kühlen. Die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe ist in Sachen Energieeffizienz besonders sinnvoll, da im Sommer der Solarstrom für den Kühlbetrieb genutzt wird. So wird der Strom aus der PV-Anlage direkt lokal eingesetzt, anstatt ihn ins öffentliche Netz einzuspeisen. Angesichts hoher Stromkosten (Stand: September 2022) von rund 60 bis 70 Cent je Kilowattstunde und niedrigen Stromgestehungskosten des eigenen Solarstroms von 6 bis 10 Cent je Kilowattstunde ist klar: Betreibe die Wärmepumpe mit Solarstrom.

Indem der selbst erzeugte Strom zum Klimatisieren des Raums genutzt wird, schont diese Lösung außerdem die Umwelt und erhöht die Wirtschaftlichkeit deiner PV-Anlage. Was den Reststrom angeht, solltest du auf Ökostrom setzen. Das macht deine Energieversorgung wirklich nachhaltig. Und auch dazu gibt es wieder Spezialtarife für Wärmepumpenstrom, die preiswerter sind als klassische Stromtarife für den Haushalt.

Neue Energiequelle: Der Solar-Eisspeicher.

Mit einem Eisspeicher wird mithilfe von Wasser auf zweierlei Arten Energie gewonnen: Zum einen entzieht ein Wärmetauscher dem flüssigen Wasser Energie und leitet sie an die Wärmepumpe weiter. Zum anderen liefert der Eisspeicher auch dann Energie, wenn das Wasser zu Eis gefriert: die sogenannte Kristallisationsenergie. Denn wenn Wasser seinen Aggregatszustand wechselt, wird dieselbe Energiemenge freigesetzt, die man bräuchte, um einen Liter Wasser von 0 auf 80 Grad Celsius zu erhitzen. Dieser Prozess lässt sich unendlich oft wiederholen.

Der Eisspeicher besteht aus einer Zisterne (in der Regel aus Beton), die unter der Erdoberfläche vergraben wird. Darin befinden sich große Spiralen aus Leitungen, durch die eine frostsichere Flüssigkeit fließt. Hier gibt es zwei Parteien: den Entzugswärmetauscher und den Regenerationswärmetauscher. Ist alles fertig installiert, wird die Zisterne mit Wasser gefüllt und der Prozess aus Kristallisation und Verflüssigung kann beginnen. So wird neben der Erd- und Umgebungswärme auch die Kristallisationsenergie genutzt.

Leistung und Kosten der reversiblen Wärmepumpe.

Klingt alles schön und gut, aber ist das nicht teuer? Jein. Das Nachrüsten deiner Wärmepumpe zum Kühlen liegt in der Regel kostentechnisch unterhalb der Anschaffung einer Klimaanlage für das ganze Haus. Um mit deiner Luft-Wärmepumpe aktiv kühlen zu können, musst du in einem Einfamilienhaus ca. 500 bis 1.000 € investieren, je nachdem ob die verbauten Raumthermostate für das Kühlen mit Wärmepumpe geeignet sind. Bei einer passiven Kühlung mit Wasser- und Erdwärmepumpen sind es im Einfamilienhaus ca. 2.500 bis 3.500 €. Da die Nachfrage nach alternativen Heiz- und Kühlmöglichkeiten gerade besonders hoch ist, steigen leider auch die Anschaffungskosten. Doch immerhin kannst du durch passives Kühlen – vergleichen mit traditioneller Kühlung – laut Bundesverband Wärmepumpe (BWP) etwa 80 % der Kühlkosten im Jahr sparen, mit aktivem Kühlen sind es ca. 20 %.

Um mit der Wärmepumpe die Raumtemperaturen gut zu senken, braucht es außerdem ein Verteilsystem, also möglichst große Kühl-Flächen wie Fußboden- oder Wandflächenheizungen. Reguläre Heizkörper sind meist zu klein. Falls hier umgerüstet werden muss, entstehen natürlich weitere Kosten. Da die reversible Wärmepumpe im Sommer im Kühlbetrieb ist und im Winter heizt, bringt sie – anders als eine Klimaanlage – über das ganze Jahr hinweg einen Mehrwert. Du möchtest wissen, wie du allgemein mit einer Wärmepumpe Stromkosten senken kannst? Dazu haben wir hier mehr Informationen für dich.

Wärmepumpen: Effizient und schlau betrieben.

Viele Wärmepumpen lassen sich bereits via App regeln, sodass die Heizung oder Klimatisierung von unterwegs gesteuert werden kann. Manche Wärmepumpen enthalten auch ein eigenes Energie-Managementsystem, das dafür sorgt, dass das System immer maximal effizient arbeitet: denn wer eine Wärmepumpe installiert, bringt eine Menge Energie in Bewegung – vor allem dann, wenn diese „im Team“ mit einer eigenen PV-Anlage und einem Stromspeicher arbeitet.

Immer wichtiger wird ein intelligentes Stromnetz, dass erneuerbare Energie in das Stromnetz integriert werden. Hierzu wird das eigene Energiesystem nach innen und außen vernetzt: Die Photovoltaikanlage auf dem eigenen Hausdach versorgt die Wärmepumpe, die wiederum den überschüssigen Strom, den der Haushalt nicht direkt braucht, in Wärme umwandelt und im Pufferspeicher vorhält. Die gespeicherte Wärme kann zeitversetzt an die Räume abgegeben werden. Herrscht umgekehrt im öffentlichen Stromnetz ein Engpass, kann der Netzbetreiber die Stromversorgung deiner Wärmepumpe kurzzeitig unterbrechen. Durch den Pufferspeicher merkst du das aber nicht. Auf alle Fälle honoriert er das durch niedrigere Entgelte, die du über den Wärmepumpentarif deines Energieversorgers spürst. Voraussetzung für diese Tarife ist ein eigener, unterbrechbarer Stromzähler für deine Wärmepumpe.

Fünf gute Gründe, mit einer Wärmepumpe zu kühlen.

1. Geld sparen: Wärmepumpen nachzurüsten ist in der Regel günstiger als der Kauf und Einbau einer Klimaanlage.
2. Energie sparen: Wärmepumpen, die heizen und kühlen, brauchen im Betrieb weniger Energie als eine Klimaanlage. Und auch beim Heizen sind sie Effizienzsieger – verglichen zu Gasheizungen und Co.
3. Potential nutzen: Wer seine Wärmepumpe nachrüstet, gibt ihr einen doppelten Nutzen: heizen im Winter und kühlen im Sommer.
4. Nachhaltig kühlen: Betrieben mit dem Strom aus einer eigenen Photovoltaikanlage oder mit grünem Wärmepumpenstrom sind reversible Wärmepumpen echt klimafreundlich.
5. Energiemarkt verbessern: Wer mit einer Wärmepumpe effizient kühlt, hilft, den Energiemarkt zu entspannen und die Energiewende voranzutreiben.