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Planungshinweise Kühlen

Kaum jemand denkt im Sommer an seine Heizung, außer jene, die wissen, dass man Wärmepumpen auch im Sommer nutzen kann.

Wärmepumpen sind wahre Allrounder, die mehrere Funktionen erfüllen können. Neben der Hauptfunktion Heizen können Wärmepumpen mit einer geringen technischen Erweiterung im Sommer auch aktiv kühlen. Seit über 10 Jahren bieten Klima-Wärmepumpen von OCHSNER vollwertigen Heizbetrieb im Winter und praktisch vollwertige Klimatisierung im Sommer und das mit höchster Wirtschaftlichkeit.

Mit nur geringem Aufpreis sind für alle Wärmequellen Wärmepumpen in Ausführungen erhältlich, die im Sommer das Wohnhaus auch kühlen können. Zudem bietet das mit der Wärmepumpe geschaffene kühle Wohnklima erhebliche Vorteile gegenüber dem einer herkömmlichen Klimaanlage.

Aktives Kühlen

Nur aktives Kühlen bringt den echten Nutzen:
Alle OCHSNER Klimawärmepumpen haben eine aktive Kühlfunktion. Das heißt der interne Kältekreis wird umgekehrt und pumpt die Wärme im Sommer aktiv vom Haus in die Wärmesenke im Garten.

So ist auch bei wochenlangen Hitzeperioden die volle Kühlleistung gegeben.

Technologieführer auch beim Kühlen

OCHSNER Wärmepumpen bieten als einziger Hersteller auf dem Markt für alle Wärmepumpentypen (auch für das System Direktverdampfung) eine aktive Kühlung an, welche im Vergleich zu einer passiven Kühlung deutlich überlegen ist.

Weiters rüstet OCHSNER exklusiv seine Wärmepumpen mit dem OA-X2-System aus: Durch eine eigens für den aktiven Kühlbetrieb optimierte Expansionsgruppe werden geringste Betriebskosten und höchste Kälteleistungen im Umkehrbetrieb erzielt.

Flächenheizung als Kühlfläche

Am besten ist es, wenn die Fußbodenheizung durch Wandheizungselemente ergänzt wird oder ausschließlich Wandflächen verwendet werden. Durch diese "stille Kühlung" stört weder der Lärm, noch der Luftzug einer konventionellen Klimaanlage die Ruhe im Wohnbereich.

Nachrüstung - Heizen und Kühlen mit Radiatoren

Aber auch Anlagen mit Radiatoren, speziell im Sanierungsfall, müssen nicht auf eine Kühlung verzichten. Tauscht man die herkömmlichen Radiatoren teilweise gegen „Fan-Coils“ – Radiatoren mit Gebläse – kann auch hier eine vollwertige Kühlung erreicht werden.

OCHSNER baut bereits seit über 10 Jahren Klima-Wärmepumpen zum
Heizen und Kühlen. Durch diese langjährige Erfahrung konnte das System in vielerlei Hinsicht optimiert werden und bietet dem Betreiber folgende Vorteile: Aktive Kühlung

Das heißt, dass das Funktionsprinzip (Kältekreis) der Wärmepumpe einfach umgekehrt wird und die Wärmepumpe im Sommer als Kältemaschine arbeitet. Ermöglicht wird dies durch das mehrfach optimierte Hochleistungs-Umkehrsystem von OCHSNER.

Volle Kälteleistung über Monate

Auch bei mehreren Wochen andauernder großer Hitze ist somit eine vollwertige Kühlleistung gegeben. Im Gegensatz dazu reicht die Kühlleistung sogenannter „Passiver Kühlung“ nicht aus und stößt schon nach wenigen heißen Tagen an ihre Grenzen.

Stille Kühlung

Das vorhandene Wärmeverteilsystem wie z.B. die Fußboden-/Wandheizung wird zur Kühlfläche. Dabei werden Zugerscheinung mit Kopfweh, Verspannungen oder Rheuma etc. vermieden sowie ein geräuschloser Betrieb im Gegensatz zu herkömmlichen Klimaanlagen erreicht.

Dabei ist zu beachten, dass im Sommer aus gesundheitlichen Gründen und wegen des Wohlbefindens die Temperatur im Wohnbereich nicht extrem kalt, sondern nur einige Grad unter der Außentemperatur liegen soll.

Kostengünstigste Lösung

Ohne separate Klimageräte anschaffen zu müssen, kann man sein Heim kühlen. Die Klima-Wärmepumpe hat nur einen geringen Aufpreis gegenüber einer konventionellen Heizungswärmepumpe und ist auch im Betrieb äußerst wirtschaftlich.

Niedrigste Betriebskosten

Im Vergleich zu konventionellen Klimageräten wird mit wesentlich besseren Wirkungsgraden gekühlt (z.B. niedrigerer Temperaturhub Raum – Erdreich gegenüber Raum – heiße Außenluft). Das spart Geld.

Vollautomatische Regelung

Der O-Tronic Wohnklima-Manager® von OCHSNER übernimmt die vollautomatische Regelung im Heiz- sowie im Kühlbetrieb sowie die vollautomatische Umschaltung.

Speicherung von Sommerwärme

Bei Erdwärmesystemen wird während der Kühlphase die Wärme an das Erdreich abgegeben. Das ermöglicht die kostenlose, raschere Regenerierung des Erdspeichers nach der Heizsaison und bringt mehr gespeicherte Wärme im Erdreich im Winter, wodurch die Effektivität der Wärmepumpe im Heizbetrieb erhöht und an Betriebskosten gespart wird.

Für alle Wärme- und Kältequellen verfügbar

OCHSNER bietet Wärmepumpen mit Kühlfunktion für alle Wärmequellen an: Erdreich, Außenluft, Grundwasser - sowohl zum Heizen als auch zur Aktivkühlung. Diese stehen im Leistungsbereich von 5 bis 75 kW.

Über 10 Jahre Erfahrung

Seit mehr als 10 Jahren baut OCHSNER bereits Klima-Wärmepumpen und kann daher eine entsprechende Erfahrung vorweisen. Das schafft Sicherheit und Vertrauen.

Die Betriebskosten

Während die Betriebskosten einer Wärmepumpe im Heizbetrieb von der erreichten Leistungszahl (COP) abhängen, hängen die Betriebskosten im Kühlbetrieb von der Leistungszahl EER ab. Diese Kennzahl (Kälteleistung dividiert durch Antriebsleistung) ergibt sich hauptsächlich durch den Temperaturhub – d.h. den Temperaturunterschied zwischen dem Kühlvorlauf in den Heizungsrohren und dem Wärmeaufnahmemedium (Wasser, Erdreich, Außenluft).

Je geringer diese Temperaturdifferenz ist, desto weniger Energie wird zum Kühlen benötigt und dies senkt wiederum die Betriebskosten. Besonders bei Wasser und Erdreich bleibt die Temperaturdifferenz gering. Bei Außenluft, die an heißen Tagen naturgemäß selbst sehr warm ist, ist ein hoher Temperaturhub notwendig, um einen entsprechenden Kühleffekt zu bewirken. Das ist auch der Grund, warum herkömmliche Klimaanlagen mit niedrigeren Leistungszahlen als Wärmepumpen arbeiten.
Wirkungsgrad EER der Klima-Wärmepumpe: Die Betriebskosten einer Wärmepumpe im Heizbetrieb hängen von der erreichten Leistungszahl ε (COP) ab.

ε = COP
ε =  Heizleistg. / Antriebsleistg. = Antriebsleistg. + Umweltenergie (Kälteleistg.) / Antriebsleistg.

Beim Heizbetrieb wird die Antriebsleistung des Kompressors voll als Wärme genützt, während diese beim Kühlbetrieb als "Verlust" abgeführt wird.

Der energetische Wirkungsgrad und somit die Betriebskosten einer Klimaanlage oder einer Wärmepumpe im Kühlbetrieb hängen hauptsächlich vom Anlagen-Temperaturhub ab. Die Leistungszahl EER ist die entsprechende Kennzahl.

EER = Kälteleistung / Antriebsleistung
z.B. EER = 3 kW Kälteleistung / 1 kW Antriebsleistung = EER 3

Tatsächlich wird bei der Klima-Wärmepumpe mit Erdwärmesystem (Erdklimasystem) die Anlage mit einem sehr geringen Temperaturhub arbeiten. Im Langzeitbetrieb wird sich im Kollektorbereich eine maximale Erdreichtemperatur von ca. 25 °C einstellen: Der Temperaturhub von 15 °C (Kühlvorlauf) auf 25 °C (Sole Erdkollektor) beträgt auch dann nur 10 K, was zu einem hohen COP aber auch EER führt.

In diesem Betriebszustand arbeitet eine Golf GMSW 15 H/K beispielsweise mit EER von 5,7 (Antriebsleistung für beide Umwälzpumpen eingerechnet). Im Vergleich dazu arbeiten konventionelle Luft/Luft Klimageräte mit durchschnittlichem EER von 2,6.

Beispiel GMSW 15 H/K - Betriebspunkt W15/S25 (Dauerbetrieb)

Kälteleistung 14,2 kW
Leistungsaufnahme Kompressor 2,1 kW
Leistungsaufnahme Sole-Pumpe ca. 0,3 kW
Leistungsaufnahme Pufferpumpe ca. 0,09 kW
Leistungsaufnahme gesamt 2,49 kW
EER 5,7

Schlussfolgerung: Die Betriebskosten einer Klima-Wärmepumpe / Erdklimasystem liegen bei weniger als der Hälfte derjenigen einer konventionellen Klimaanlage. Und auch die Investitionskosten sind geringer. Diese liegen nur unwesentlich über denjenigen einer hochwertigen Wärmepumpen-Heizanlage.

 


Beispiel 1

Einfamilienhaus 220 m2, Wärmebedarf 11 kW, Kühlleistung Wärmepumpe 14 kW
Wärmepumpe GMSW 15 H/K (Sole/Wasser), Heizleistung 11 kW (S0/W35)

Kühlleistung Klimawärmepumpe (im Kühlbetrieb - W18/S25) 14,2 kW
Betriebsstunden Kühlbetrieb: 60 d x 10 h =

600 h

Stromverbrauch Kühlbetrieb (bei EER = 5,7)

600 h x 2,4 kW =

1.440 kWh

Betriebskosten pro Sommer (WP-Tarif)

1.440 kWh x € 0,09 =

129,60 €

Mehrpreis Anschaffungskosten Klima-Wärmepumpe
(ohne allfällige zusätzliche Fan-Coils)

1.445,00 €

 


Beispiel 2

Einfamilienhaus 220 m2, Wärmebedarf 11 kW, Kühlleistung Wärmepumpe 14 kW
Klimaanlage konventionell (Luft/Luft)

Stromverbrauch Kühlbetrieb (bei EER = 2,6)  3.280 kWh
Betriebskosten pro Sommer 3.280 kWh x € 0,15 =

492,00 €

Anschaffungskosten Klimaanlage (hoher Geräuschpegel)

 

 

3 Fensterklimageräte á 5 kW Kälteleistung

3.600,00 €

 

Bauliche Veränderungen  500,00 €

 

Einbau 300,00 €
Anschaffungskosten Gesamt

 

4.400,00 €

Alternativ:
1 Kanalklimagerät 15 kW Kälteleistung (lärmarm)
6.400,00 €

 


Aktives und passives Kühlen

Prinzipiell muss man zwischen zwei Arten von Kühlung unterscheiden: aktiver und passiver Kühlung. OCHSNER-Wärmepumpen mit Kühlfunktion zeichnen sich besonders durch ihre aktive Kühlung aus.

Passive Kühlung

Bei der passiven Kühlung wird durch die Heizungsrohre der Fußboden-/Wandheizung die höhere Temperatur des Innenraumes aufgenommen und über einen Wärmetauscher an das kühlere Medium (Erdreich oder Wasser) abgegeben. Da der Kompressor der Wärmepumpe dabei nicht läuft, bleibt die Wärmepumpe „passiv“. Das Temperaturniveau des Erdreichs gleicht sich rasch dem Temperaturniveau im Inneren des Gebäudes an und die Kühlleistung verringert sich rasch. Daher ist die passive Kühlung ausschließlich für die Wärmequelle Wasser empfehlenswert.

Aktive Kühlung

Hier wird das Funktionsprinzip (Kältekreis) der Wärmepumpe umgekehrt, wobei der Kompressor in Betrieb ist und die im Inneren entzogene Wärme auf ein höheres Temperaturniveau bringt. So kann die abzuführende Hitze effizienter und länger an das Kühlmedium (Erdreich, Wasser, Außenluft) abgegeben werden.

Die Hitze im Haus wird dabei ebenfalls über die Heizungsrohre der Fußboden /Wandheizung entzogen und zur Wärmepumpe geleitet. Der Kondensator wird zum Verdampfer, der Kompressor erhöht das Temperaturniveau und die Wärme wird danach je nach System per Wärmetauscher oder über Kollektoren/Sonden abgegeben.

Durch den höheren Temperaturunterschied bei der Abgabe an das Erdreich, das Wasser oder die Außenluft, kann über einen langen Zeitraum die Kühllast vollwertig abgegeben werden und die volle Kühlwirkung bleibt über Monate erhalten.

Beim saisonalen Kühlen (Kombination Heizen im Winter – Kühlen im Sommer) bestehen übrigens laut Experten (VDI Richtlinie 4640) keinerlei Bedenken, dass der Wärmeeintrag ins Erdreich für dieses negative Folgen hätte.