Heiz- und Kühlsystem in einem

Mit dem Einbau einer Wärmepumpe ergibt sich die Möglichkeit, die eigenen vier Wände emissionsfrei und energiesparend zu temperieren. Dafür nutzt das Heizsystem regenerative Energieträger, wie Luft, Wasser oder das Erdreich. Dementsprechend ist zwischen Luft-, Wasser- und Erdwärmepumpen zu unterscheiden. Die Funktionsweise der Wärmepumpe ist mit einem Kühlschrank vergleichbar, wobei der Energiequelle zunächst ihre natürliche Wärme entzogen wird. Dadurch verdampft ein Kältemittel, das anschließend verdichtet wird. Dabei entsteht Wärme, die über einen Wärmetauscher in den Heizkreislauf eingespeist wird. Der Vorgang wiederholt sich, wenn sich das Kältemittel wieder verflüssigt hat. Bei einer reversiblen Wärmepumpe lässt sich dieser Kreislauf umkehren, sodass sie die Wärme aus den Innenräumen abführt und diese kühlt. Vor allem angesichts der zunehmenden Hitzesommer und länger anhaltenden Außentemperaturen zwischen 25 und 40 Grad Celsius ist eine Wärmepumpe mit Kühlfunktion eine vielversprechende Alternative zur Klimaanlage.

Wie kühlt eine Wärmepumpe die Raumluft?

Bei der Kühlung mit einer Wärmepumpe ist zwischen der passiven und aktiven Kühlfunktion zu unterscheiden. Bei der passiven Kühlung ist lediglich die Umwälzpumpe in Betrieb, wodurch die Wärmepumpe besonders emissionsarm und umweltfreundlich kühlt. Das Prinzip ist recht simpel: Das Heizungswasser absorbiert die Wärme in den Innenräumen und kommt dann zum Wärmetauscher, wo seine Temperatur auf bis zu 16 Grad abgekühlt wird. Danach wird das kalte Heizungswasser wieder zurück in die Heizung transportiert. Auf diese Weise lässt sich die Raumluft um 2 bis maximal 3 Grad senken. Für die passive Kühlfunktion kommen allerdings nur Erd- und Grundwasserwärmepumpen infrage, da beim Einsatz einer Luft-Wärmepumpe die Umgebungsluft schlicht zu warm ist.

Bei der aktiven Kühlung der Wärmepumpe lässt sich die Wohnraumtemperatur deutlich stärker absenken, bis zu 20 Grad sind möglich. Die aktive Kühlfunktion lässt sich sowohl mit Erd- und Wasser- als auch mit Luft-Wärmepumpen umsetzen. Der Heizkreislauf läuft gewissermaßen in umgekehrter Richtung und die Wärmepumpe funktioniert wie ein Kühlschrank. Allerdings ist bei dieser Kühlfunktion auch der Verdichter in Betrieb, sodass Strom erforderlich ist und entsprechende Betriebskosten anfallen. Energiesparpotenziale ergeben sich jedoch, wenn die den Innenräumen entzogene Wärme für die Warmwasserbereitung genutzt wird.

Die Wärmepumpe als ganzjährige Komplettlösung

Mit Investitionskosten zwischen 12.000 und 33.000 Euro ist die Wärmepumpe merklich teurer in der Anschaffung als andere Heizungsanlagen oder eine separate Klimaanlage. Zu bedenken ist jedoch, dass eine Wärmepumpe mit Heiz- und Kühlfunktion das ganze Jahr über im Einsatz ist. Der zusätzliche Kauf eines Klimagerätes ist nicht notwendig und damit verbundene Anschaffungs- sowie Betriebskosten entfallen. Eine Wärmepumpe hat zudem den Vorteil, dass die Kosten zum Heizen und Kühlen vergleichsweise gering ausfallen. Im Sommer verbraucht die Wärmepumpenkühlung weniger Strom, sodass die Ersparnis bei der aktiven und passiven Kühlung bei 20 bzw. 80 Prozent liegt. Gerade im Sommer ergeben sich dadurch hohe Energiesparpotenziale, da die Module aufgrund der langen Sonnenscheindauer besonders viel Strom generieren, der für die aktive Kühlung erforderlich ist. Sinnvoll ist ebenfalls die Kombination mit einer Fotovoltaikanlage, die den für den Betrieb der Wärmepumpe notwendigen Strom umweltfreundlich und kostengünstig mithilfe von Sonnenenergie erzeugt.

Wärmepumpe mit Kühlfunktion sorgfältig planen

Um die Wärmeerzeugung im Winter und die Kühlung im Sommer mit einer Wärmepumpe abzudecken, ist deren Installation im Vorfeld präzise zu planen. Zu bedenken ist unter anderem, dass die Kühlfunktion nicht mit jeder Wärmepumpe möglich ist. Beim Kauf ist daher darauf zu achten, dass es sich um ein reversibles System handelt, bei dem sich die Richtung des Heizkreislaufs umkehren lässt. Während die Installation in einem Neubau von Beginn an einkalkuliert und somit problemlos umgesetzt werden kann, bedarf es bei der Nachrüstung in einer bestehenden Immobilie etwas mehr Überlegungen. Entscheidend ist eine hochwertige Dämmung und Isolierung der Gebäudehülle, um unnötige Energieverluste auszuschließen. Zudem ist das bestehende Heizverteilsystem entscheidend. Für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe ist es ausschlaggebend, dass sie mit niedrigen Vorlauftemperaturen läuft. Normale Flachheizkörper haben nur eine geringe Fläche und müssen mehr Wärme abgeben, um ein angenehmes Raumklima zu erzeugen, bzw. haben nur eine geringe Kühlleistung. Besser geeignet sind Flächenheizungen in Fußboden, Decke oder an der Wand. Eine besonders hohe Kühlleistung erreichen Wärmepumpen in Kombination mit Gebläsekonvektoren.

Um langfristig von den finanziellen und ökologischen Vorteilen einer Wärmepumpe zu profitieren, kommt es auf die richtige Auswahl des Systems und die sorgfältige Planung und Installation an. Als energieeffiziente und vielseitige Komplettlösung eignet sie sich sowohl zum Heizen als auch Kühlen von Wohnräumen, was sie zu einem integralen Bestandteil moderner und nachhaltiger Gebäudetechnik macht.

Autor: Christian Schaar

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Eine intelligente wie bahnbrechend neue Methode, das Sonnenlicht effektiv für Mensch und Gebäude zu nutzen, sind dimmbare Verglasungen. Praktisch wie eine intelligente Sonnenbrille wird das Fensterglas manuell oder automatisch den Lichtverhältnissen angepasst und entsprechend getönt. Dadurch kann der Tageslicht- und Wärmeeinfall optimal gesteuert werden und das Raumklima gewinnt deutlich an Komfort. An wolkigen Tagen wird das Fenster glasklar, um die maximale Menge natürlichen Lichts zuzulassen, während bei Sonnenschein das getönte Glas den Raum leicht abdunkelt und auf diese Weise Wärme reduziert. Die Abdimmung des Glases kann so durch den Tag von Stunde zu Stunde und von Jahreszeit zu Jahreszeit variiert werden. Nicht nur am Arbeitsplatz ist diese innovative Art der Klima- und Lichtsteuerung sinnvoll, sie ist auch im eigenen Zuhause machbar. Eingesetzt in die gläsernen Luxia-Gauben aus dem Haus TVS Fenstertechnik wird die lichtdurchflutete Dachwohnung im Hochsommer nicht zur Dunkelkammer, sondern lässt durch die leichte Tönung immer den Blick nach draußen zu. Neben der
Luxia-Dreifachverglasung ist die Ausstattung mit dimmbarem Glas eine ausgezeichnete Variante, Sonnenlicht zu nutzen, Wärme zu regulieren und Energie zu sparen – und wenn die Heizkosten sinken, steigt bekanntlich die Laune. Natürlich kann mit dimmbarem Glas auch der Sicht- und Blendschutz gesteuert werden. Aufgrund der hohen Energieeffizienz gleicht sich der Mehrpreis für die spezielle Verglasung zügig aus. Die Hightech-Produkte werden bereits aufsatz- und anschlussfertig geliefert und eignen sich für die Modernisierung ebenso wie für den Neubau. Weitere Informationen zum Thema dimmbares Glas gibt es unter www.homeplaza.de oder direkt beim Hersteller unter www.luxia.de.

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Wissenschaftler sind sich einig: Im Zuge des Klimawandels werden wir in Zukunft häufiger mit starken Hitzeperioden zu kämpfen haben. Aber nicht nur in den heißen Monaten, auch in Frühjahr und Herbst kann die tief stehende Sonne für ein Aufheizen der Wohnräume sorgen – besonders, wenn das Eigenheim nach Süden ausgerichtet oder mit großen Fensterfronten versehen ist. Wohngebäude mit Außen- und Innenwänden aus Mauerwerk sind hier dank der großen Wärmespeichermassen klar im Vorteil. Denn massive Baustoffe wirken dank ihrer baulichen Eigenschaften wie eine Klimaanlage, ohne jedoch deren kostenintensiven Strom zu benötigen. Mauerwerk ist in der Lage, die tägliche Sonnenwärme aufzufangen, temporär zu speichern und erst dann wieder abzugeben, wenn sich die Raumtemperaturen abgekühlt haben.

Diese Eigenschaft ist vorteilhaft für den „sommerlichen Wärmeschutz“, der nach aktueller Gesetzgebung bei der Planung und Ausführung einzuhalten ist. Die zulässigen Grenzwerte der Innentemperatur sollten in nicht mehr als zehn Prozent der Aufenthaltszeit überschritten werden. Wie in DIN 4108-2 geregelt, liegen diese je nach Klimaregion zwischen 25 und 27 Grad Celsius. Eine Studie des Planungsbüros Alware belegt, dass Mauwerksbauten jene Vorgaben mühelos und ohne den Einsatz von Lüftungsanlagen einhalten, während in vergleichbaren Häusern mit leichten Innen- und Außenwänden die kritischen Werte in rund 20 Prozent der Zeit überschritten wurden. Wer also auch im Sommer einen kühlen Kopf bewahren möchte, ist mit massiven Wandkonstruktionen aus Mauerwerk auf der sicheren Seite. Übrigens: Im Winter helfen die großen Wärmespeichermassen dabei, ein schnelles Auskühlen zu verhindern und somit Energie und Heizkosten einzusparen. Zudem begünstigt Mauerwerk neben einem angenehmen Raumklima auch eine gesunde Raumluft, da es weder Schad- noch Geruchsstoffe ausdünstet. Mehr unter www.massiv-mein-haus.de.

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In einer bestehenden Wohnung oder einem Haus ist die Elektroinstallation aber meist nicht auf dem neuesten Stand und nicht optimal auf die Bedürfnisse der Bewohner abgestimmt. Wer die elektrische Anlage modernisieren oder erweitern will, rechnet damit, die Wände mühsam aufstemmen zu müssen: Die Aussicht auf jede Menge Dreck und Lärm hält viele von einer solchen Maßnahme ab.

Komfortable Alternative

Die komfortable Alternative ist eine moderne Elektroinstallation per Funk. Sie lässt sich problemlos nachrüsten oder erweitern – und das ganz ohne Schmutz und Lärm. „Auf diese Weise können die Sicherheit und der Komfort in den eigenen vier Wänden deutlich verbessert werden“, betont Hartmut Zander von der Initiative Elektro+. Mit einem Funksystem lassen sich beispielsweise alle Leuchten in einem Raum zentral von einer Stelle aus schalten, die Rollläden und Jalousien können per Knopfdruck betätigt werden, auch die Heizkörper sind in einzelnen Räumen selbsttätig regelbar. „Moderne Systeme lassen sich sogar für bestimmte Situationen und Szenarien exakt programmieren“, ergänzt Hartmut Zander. Viele Informationen zu den entsprechenden Möglichkeiten gibt es unter www.elektro-plus.com im Internet.

Die moderne Elektroinstallation per Funk kommt ohne lange Leitungen aus – die Befehle werden drahtlos vom Sender zum Empfänger übertragen.
Foto: djd/Initiative Elektro+/Gira

Kein Aufbrechen der Wände mehr nötig

Möglich wird dieser Komfort durch ein Funksystem, das ohne lange Leitungen auskommt. Die Befehle werden dabei drahtlos per Funk vom Sender zum Empfänger übertragen. Das Aufbrechen der Wände zum Verlegen von zusätzlichen Leitungen entfällt daher komplett. Nötig sind nur spezielle Aktoren für die elektrischen Komponenten – beispielsweise das Licht oder die Rollläden – sowie ein Wandsender. Da die Funksender in der Regel batteriebetrieben sind, können sie überall installiert oder angeklebt werden, also auch dort, wo kein Stromanschluss zur Verfügung steht. Noch praktischer ist die Bedienung über einen Handsender, dann können Licht, Heizung oder andere elektrische Geräte bequem von der Couch aus gesteuert werden. „Ein weiterer großer Vorteil eines solchen Funksystems: Es kann jederzeit erweitert werden“, betont Hartmut Zander.

Positiv für die Energiebilanz

Werden die verschiedenen Anwendungen im Haus per Funk automatisiert, wirkt sich dies zudem positiv auf die Energiebilanz des Hauses aus. Heizung oder Klimaanlage können etwa mit Zeit- und Temperatursensoren gekoppelt werden, die die Jalousien und Rollläden automatisch herunterfahren. Im Winter bleibt so die Wärme auch abends im Raum, im Sommer schützt die Jalousie vor zu starker Erwärmung durch Sonneneinstrahlung. Auch eine automatisierte Beleuchtung mit einer Präsenzschaltung kann hier den Verbrauch um bis zu 25 Prozent senken.

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Der Vergleich zwischen offenem und geschlossenem Zustand zeigt deutlich: Dieser Raffstore lenkt das Tageslicht blendfrei über die Decke tief in den Raum. (Foto: epr/Internorm)

Mit dem Tageslichtraffstore RETROLux bietet Europas führende Fenstermarke Internorm eine intelligente Lösung. Der neuartige Raffstore schützt vor Überhitzung ohne dabei das für Wohlbefinden und Gesundheit so wichtige Tageslicht auszusperren. Das Geheimnis liegt in den beiden Teilstücken seiner Lamelle und ihrer speziellen Kantung: Während das außenliegende Segment die direkten Sonnenstrahlen zurück in den Himmel reflektiert und damit die Hitze gar nicht erst bis an die Fensterscheibe heran lässt, lenkt das nach innen orientierte Teilstück das diffuse Tageslicht blendfrei über die Decke tief in den Raum. So lassen sich wertvolle Energie und Geld für Kühlung und künstliche Beleuchtung sparen. Und Böden, Möbel und Elektrogeräte bleiben vor Sonneneinstrahlung geschützt. Ein weiterer wesentlicher Faktor für das Wohlbefinden: Hitzeschutz und Lichtlenkung gehen beim RETROLux einher mit optimaler Durchsicht.

Die neuartige Lamelle besteht aus zwei Teilstücken mit gegensätzlichen Funktionen. Das Geheimnis liegt in der speziellen Kantung. (Foto: epr/Internorm)

Dafür sorgt die kontinuierliche Änderung der Lamellenneigung über die Behanghöhe. Im oberen Teil liegen die Lamellen flacher und gewähren aus der Raumtiefe eine sehr gute horizontale Durchsicht. Nach unten hin stellen sich die Lamellen schrittweise steiler ein, sodass sich in Fensternähe auch hier eine gute Durchsicht ergibt. Außenliegender Sonnenschutz ist die effektivste und energiesparendste Methode, sommerliche Überwärmung eines Gebäudes über die Fenster zu vermeiden. Moderne Systeme reduzieren die Raumtemperatur um bis zu zehn Grad Celsius gegenüber unbeschatteten Räumen. Der Energiespareffekt ist enorm, wenn man bedenkt, dass zur Kühlung der Raumtemperatur um ein Grad Celsius dreimal soviel Energie benötigt wird wie zur Erwärmung im selben Ausmaß. Mehr Informationen gibt es online unter www.internorm.com und unter www.homeplaza.de.

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