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PV und Kühlung: ein Dreamteam!

In Staaten wie Italien, USA oder Spanien laufen Klimaanlagen im Sommer schon längst standardmäßig und sorgen bei steigenden Temperaturen für eine steigende Stromnachfrage. Logisch, dass Photovoltaik da die beste Art darstellt, diesem Bedarf gerecht zu werden und Nachfragespitzen auszugleichen, da die Hitze zeitlich mit dem Sonnenschein und damit der Stromerzeugung aus PV zusammenfällt. Als ideale Ergänzung empfiehlt sich ein Batteriespeicher – etwa, wenn in Tropennächten die Kühlung auch nachts laufen sollte.

Für Eigenheimbesitzer:innen, die den eigenen Strom nutzen wollen, ist es also sehr sinnvoll, Kühlung mit PV-Stromerzeugung zu kombinieren. Gerade wenn ohnehin eine Sanierung ansteht, sollte die Anschaffung einer PV-Anlage immer mit in die Überlegungen einbezogen werden. Allein schon die Installation von Solarmodulen auf dem Dach hat einen temperatursenkenden Effekt durch die Beschattung, da die Sonnenstrahlen nicht mehr direkt auf die Dachfläche treffen und sie aufheizen. 

Räume kühlen – aber wie? 

Mobile Lösungen durch Kleingeräte

Mittlerweile bieten Bau- und Elektromärkte eine große Bandbreite von Geräten, die die heißen Tage erträglich machen sollen. Dabei reicht das Sortiment von einfachen Ventilatoren, die nur subjektiv empfundene Abkühlung durch das Bewegen der Raumluft (Windchill-Effekt) schaffen, bis hin zu mobilen Klimaanlagen. 

Sogenannte Air Cooler sind Verdunstungskühler, die eine Ventilatorfunktion mit dem Verdunsten von Wasser verbinden und somit für ein angenehmes Raumklima sorgen. Kühlakkus können das verdunstete Wasser zusätzlich herunterkühlen und somit die Wirkung steigern. Diese circa 80 cm hohen Geräte sind schon für einen niedrigen dreistelligen Preis zu haben und mobil einsetzbar. Sie sind ideal für kleinere Räume und gelegentlichen Kühlungsbedarf. 

Anders als Air Cooler entziehen Monoblock-Klimaanlagen durch einen Kühlungskreis der Raumluft Wärmeenergie und leiten sie ab – dies ist das Prinzip, nach dem auch Wärmepumpe und Kühlschrank funktionieren. Optisch ähneln sie den oben beschriebenen Luftbefeuchtern. 

Der Vorteil dieser Technologie ist ihr flexibler Einsatz und geringer Anschaffungspreis, der im mittleren dreistelligen Bereich liegt. Um die Raumtemperatur wirklich zu senken, muss im Falle dieser Geräte die Abwärme aus dem Raum geleitet werden. Dies wird erreicht durch einen Abluftschlauch, der aus dem Fenster geführt wird. Um eine Barriere zwischen der warmen Außentemperatur und dem zu kühlenden Raum zu schaffen, wird der entstehende Fensterspalt mit einer Folie verklebt, entsprechende Sets zum Ankleben sind mitgeliefert oder können bestellt werden. Dies mag optisch allerdings nicht jedem Geschmack gerecht werden. 

Ein weiterer potenzieller Nachteil sind die Laufgeräusche. Dafür sind Monoblock-Klimaanlagen kostengünstig in der Anschaffung und reichen für kleinere Räume aus. 

Split-Klimaanlagen 

Wer jemals im Urlaub in einem wärmeren Land war, kennt die meist weißen Kästen mit dem großen Ventilator, die allerorten an Hausfassaden angebracht sind. Die Geräte, die landläufig mit dem Begriff «Klimaanlage» in Verbindung gebracht werden, sind auch unter dem Namen Split-Klimaanlage bekannt, da sie auf zwei Funktionseinheiten aufgesplittet sind. 

Der Innenteil beinhaltet ein Gebläse mit Wärmetauscher; im Außenteil, das außerhalb des Gebäudes montiert ist, sind ein Kompressor und eine Kältemittelpumpe verbaut. Sie sind fest installiert; zur Ableitung der warmen Innenluft erfolgt in aller Regel eine Kernbohrung. Der Anschaffungspreis liegt zwischen 1.000 und 3.000 Euro, hinzu kommen die Kosten für den Einbau, der von Fachpersonal vorgenommen werden muss. Bei sogenannten Multi-Split-Klimaanlagen versorgt eine Außeneinheit mehrere Innengeräte. Dies ist etwa ratsam, wenn man zwei Stockwerke gleichmäßig kühlen möchte. 

Der Vorteil dieser Geräteklasse liegt darin, dass sie fürs Kühlen optimiert ist und auch durch Entfeuchtung und Luftfilterung sehr schnell für ein angenehmes Raumklima sorgt. Da der Kompressor für das Kühlmittel in der Außeneinheit liegt, ist ihr Betrieb quasi geräuschlos in den Räumen. 

Die Anschaffung lohnt sich jedoch nicht nur für die heißen Sommertage, denn auch Heizen ist mit Klimaanlagen möglich. Darum kennt man sie auch als Luft-Luft-Wärmepumpen. Zum Heizen wird die Richtung des Kühlkreises umgekehrt. Neuere Anlagen bieten diese Möglichkeit häufig standardmäßig an. Dies empfiehlt sich besonders in den Übergangsmonaten, wenn der Temperaturunterschied zwischen draußen und drinnen noch gering ist. 

Speist man diese Geräte mit Strom aus der eigenen Photovoltaikanlage, können Klimaanlagen helfen, Heizkosten und Treibhausgasemissionen zu verringern. So nehmen viele Haushalte bereits die Öl- oder Erdgasheizung nur noch in den richtig kalten Wintermonaten in Betrieb und lassen die Klimaanlage den Rest machen. Wenn die Außentemperaturen in Richtung Minusbereich gehen, sinkt die Effizienz und die Arbeitszahl wird kleiner – logisch, schließlich erfordert es einen höheren Stromeinsatz, um der Luft noch Wärme zu entziehen, wenn sie richtig kalt ist. 

Kühlen mit der Wärmepumpe

Wenn man eine Wärmepumpe hat, die schon die umgekehrte Funktion eines Kühlschranks bietet – kann man dann nicht mit der Wärmepumpe auch die Räume kühlen? Die kurze Antwort lautet: ja. Die ausführlichere: kommt drauf an. 

Tatsächlich sind schon viele Wärmepumpen standardmäßig mit Kühlfunktion ausgerüstet. Andernfalls lassen sie sich auf einen reversiblen Betrieb umrüsten. Dann können sie den Raum um ca. 3 Grad herunterkühlen, und das energieeffizient – besonders, wenn der Strom ohnehin vom Dach kommt. 

Ein paar Dinge gibt es noch zu beachten: So wird der Kühlbetrieb vor allem mit Decken-, Wand- oder Fußbodenheizung empfohlen, nicht mit Heizkörpern. Denn sonst passiert, was ihr beobachten könnt, wenn ihr an heißen Tagen einen eiskalten Cocktail trinkt: An der kühleren Oberfläche kondensiert die Umgebungsluft, Wasser bildet sich – und dieses würde dann herabtropfen und das Parkett ruinieren o. ä. Deswegen ist es auch wichtig, die Temperatur des Wassers in den Rohrleitungen (Vorlauftemperatur) nicht zu niedrig einzustellen. Um Feuchtigkeitsschäden zu verhindern, darf es den sogenannten Taupunkt – die Temperatur, bei der die Luftfeuchte kondensiert – nicht erreichen. Dies kann mittels einer Automatik («Taupunktwächter») automatisch überprüft werden. 

Fürs Kühlen geeignet sind dagegen Konvektor-Heizkörper – also Heizkörper, die nicht nur Wärme abstrahlen wie der Radiator, sondern die temperierte Luft mittels Gebläse im Raum zirkulieren lassen.

Die Wärmepumpe kann auf zweierlei Weisen Innenräume herabkühlen:

Aktive Kühlung 

Bei der aktiven Kühlung wird die Wärme der Raumluft aktiv entzogen und der Kompressor der Wärmepumpe ist in Betrieb. Die entzogene Wärme wird an die Umgebung abgegeben. Je nach System können so Temperaturen von 20 – 22 °C erreicht werden, bei einer Vorlauftemperatur von ca. 16 - 18 °C. Wie das Heizen ist auch das Kühlen mit Wärmepumpen sehr energieeffizient und gleichzeitig effektiv. 

Passive Kühlung

Eine erdbasierte Wärmepumpe (Erdwärme-/Sole- und Grundwasserwärmepumpen) kann auf natürliche Weise für einen Temperaturausgleich sorgen. Bei der Temperatursonde im Erdreich oder Grundwasser herrschen nämlich ziemlich konstant um die 14 Grad. Im Heizbetrieb ist diese Umgebungstemperatur die Wärmequelle, im Sommer dagegen kann hier das Wasser aus dem Heizkreislauf seine Wärme an die Umgebung abgeben – und gegebenenfalls sogar für den Winter speichern. Wird einfach Wasser bzw. Sole durch die Rohre in den Räumen und dann durch das Erdreich gepumpt, ist diese Art der Kühlung die energieeffizienteste, da lediglich Umwälzpumpen im Betrieb sein müssen und der stromfressende Kompressor aus bleibt. 

Richtig niedrige Temperaturen können so jedoch nicht erreicht werden, und der kühlende Effekt tritt relativ langsam ein. Für gut gedämmte Gebäude ist diese klima- und kostenschonende Art der Temperatursteuerung jedoch häufig schon ausreichend.

Vor- und Nachteile des Kühlens mit Wärmepumpen

Eine Wärmepumpe ist und bleibt auch mit Förderung eine relativ kostspielige Angelegenheit, die sich jedoch über die niedrigen Betriebskosten in der Regel binnen circa zehn Jahren amortisiert. Entscheidet man sich bei Neubau oder umfassender Sanierung eines Gebäudes für die Kombination aus Photovoltaik, Wärmepumpe und Flächenheizung, sollte man das Thema Raumkühlung gleich mit dem Heizungsbauer gemeinsam besprechen und umsetzen. Das Kühlen mit Wärmepumpe ist inzwischen vielfach erprobt, viele Besitzer:innen sind von dieser Vorgehensweise sehr überzeugt. Vereinzelt wird es als unangenehm empfunden, wenn die Kühlung gerade im Bereich der Füße stattfindet. Zudem haben Split-Klimageräte den Vorteil, auch die Feuchtigkeit der Raumluft regulieren zu können.

Fazit

Das Thema Kühlung wird mit zunehmender Hitze für immer mehr Eigenheim-Besitzer:innen von Relevanz sein. Dank moderner Wärme- und Kühl-Technologien in Kombination mit Photovoltaik und anderen Technologien wie Stromspeichern ist es möglich, dies kosten-, energieeffizient und klimaschonend zu gestalten. Für Mieter:innen, die keine Möglichkeit von baulichen Veränderungen haben, helfen kleinere mobile Kühl- und Klimageräte. Hier kann die zusätzliche Stromnachfrage mit einem Steckersolargerät (Balkonkraftwerk) ausgeglichen werden.  

Welche Art der Kühlung die richtige für den jeweiligen Haushalt ist, hängt von sehr vielen Faktoren ab – beispielsweise Größe, Schnitt und Lage der Räume, energetischer Zustand des Gebäudes, Budget und persönliche Anforderungen. An einer individuellen Beratung durch qualifizierte Fachleute führt darum kein Weg vorbei. Unser Beratungsteam im EWS Store und bei den EWS Energielösungen hilft Ihnen immer gerne weiter. 

• Mit Photovoltaik kühlen: soranlage-ratgeber.de
• Kühlen mit Wärmepumpen: vaillant.at
• Kühlen mit Fußbodenheizung: Alternative zur Klimaanlage? - ingenieur.de
• Günstig kühlen und heizen mit Luft-Luft-Wärmepumpe: Alles wird Strom (YouTube)
• Klimaneutrales Kühlen im Sommer mit der Wärmepumpe durch Anbindung an eigene Photovoltaik – EigenWatt (YouTube)

 

Fotos: Adobe Stock