Freecooling – Kühlen mit Erdwärme!
Heizen und Kühlen in einem: Generell ist dies auf zwei Arten möglich:
- Dynamische Kühlung durch z. B. eine Klimaanlage (unterhalb des Taupunktes)
- Stille bzw. sanfte, passive Kühlung (oberhalb des Taupunktes): Mittels eines integrierten Kühlpaketes wird hierzu in der Regel die zum Heizen vorhandene Fußbodenheizung und Wandheizung verwendet.
Die Wärmepumpe nutzt das Prinzip der passiven Kühlung:
Aufgrund der zunehmenden wärmeren Sommermonate ist auch im Wohnhausbereich eine steigende Nachfrage nach einer Temperierung der Wohnräume im Sommer vorhanden.
Der Einsatz einer Sole/Wasser-Wärmepumpe bietet eine kostengünstige Möglichkeit, das im Erdreich vorhandene niedere Temperaturniveau zur Gebäudekühlung in Verbindung mit einem Flächenheizsystem zu nutzen.
Mit den von uns verwendeten Sole / Wasser - Wärmepumpen kann von 6 bis 160 kW gekühlt werden.
Die passive Kühlung
Bei der passiven Kühlung wird ein vorhandenes niedriges Temperaturniveau auf eine Temperatur oberhalb des Taupunktes gemischt und mittels eines Wärmetauschers auf das Heizmedium übertragen.
Die Wärmepumpe bleibt während der Kühlung ausgeschaltet, es laufen lediglich die Heizungs- und Soleumwälzpumpe.
Die Kühlleistung ist abhängig von der Erdreich-Temperatur, die jahreszeitlichen Schwankungen unterliegt.
So hat das Erdreich erfahrungsgemäß gegen Ende eines Sommers mehr Wärme gespeichert und die Kühlleistung nimmt ab. Dies trifft speziell bei Erdwärmekollektoren zu. Erdwärmesonden können mehr Leistung abführen, da sie weniger oder gar nicht von der Sonneneinstrahlung beeinflusst werden. Grundsätzlich ist die passive Kühlung in ihrer Leistungsfähigkeit natürlich nicht mit einer Klimaanlage zu vergleichen.
Gemäß Energieeinsparverordnung müssen heizungstechnische Anlagen mit selbsttätig wirkenden Einrichtungen zur Regelung der Raumtemperatur ausgestattet werden.
Für den Kühlbetrieb müssen Raumthermostate eingesetzt werden, die zum Heizen und Kühlen geeignet sind. Im Kühlbetrieb verhält sich der Raumthermostat genau umgekehrt wie im Heizbetrieb, sodass bei Überschreitung der Solltemperatur der Stellmotor geöffnet wird.
Hierzu gibt es unterschiedliche Raumthermostate mit einer zentralen Umschaltung oder auch einer einzelnen Umschaltung per Hand. Diese Systeme unterscheiden sich sehr stark in Komfort und Preis. Die Einstellung der Raumtemperatur sollte am Raumthermostat so erfolgen, dass eine Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außentemperatur von 6 °C nicht überschritten wird.
Idealerweise wird bei einer Deckenkühlung die größte Kälteübertragung erreicht.
Dies ist jedoch eine Kühlvariante, die mit hohen Investitionskosten verbunden ist. Im Wohnhausbereich wird die vorhandene Flächenheizung, Wandheizung oder Fußbodenheizung auch zum Kühlen verwendet. Bei Fußbodenheizungen, die zum Kühlen verwendet werden, ist die Eignung des Bodenaufbaus, insbesondere des eingesetzten Estrichs, vom Hersteller freizugeben.
Merkmale & Vorteile der passiven Kühlung
- nur für Flächenheizung möglich
- keine Zugerscheinungen
- geringe Investitionskosten
- geringe Betriebskosten
- ressourcenschonend
- umweltfreundlich
- Jahresarbeitszahl-Erhöhung durch Wärmespeicherung im Erdreich
Funktionsweise des Kühlpaketes
Um das niedrige Temperaturniveau des Erdreichs zu nutzen, muss ein Wärmetauscher eingebaut sein, um die Energie vom Glykol/Wassergemisch auf das Heizungswasser zu übertragen, da das direkte Betreiben der Heizungsanlage mit Soleflüssigkeit mit wesentlichen Nachteilen verbunden ist. Weiterhin wird ein Mischventil benötigt, um die Kühlwassertemperatur immer oberhalb der Taupunkttemperatur zu halten. Die Kühlwassertemperatur kann manuell verändert werden.
Zur Freigabe der Kühlfunktion müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:
- keine Anforderung Heizen bzw. Brauchwarmwasser
- manuelle Anforderung über Raumthermostat in einem Referenzraum (im Lieferumfang enthalten)
- Die Sole-Temperatur muss > 5 °C liegen.
- Die Außentemperatur muss über einen voreingestellten Zeitraum den gewählten Wert überschreiten.
- Optional ist ein Taupunktwächter enthalten.