Kühlen mit der Wärmepumpe – geht das auch mit Heizkörpern?

Dieser Sommer war happig. Wir hatten in Süddeutschland mehrere Wochen, in denen es jeden Tag heißer als 30 Grad wurde. Die Folge ist, dass nach drei, vier heißen Tagen am Stück die Wohnung durchgeheizt ist und auch über Nacht nicht mehr wirklich abkühlt. Das ist weder angenehm noch gesund.

Die Standardlösung ist dann die Anschaffung eines Klimasplitgeräts, um die Temperaturen im Innern im erträglichen Bereich zu halten. Von den Mondpreisen der Geräte in diesem Sommer mal abgesehen ist das aber auch eine zusätzliche Investition in Anlagentechnik und für diejenigen, die eh schon eine Wärmepumpe zum Heizen nutzen drängt sich die Frage auf: Ginge Kühlen nicht irgendwie auch mit der Wärmepumpe?

Wohl denen, die im Neubau wohnen, wo Kühlen in der Planung von Anfang an mitgedacht worden ist. Dort läßt sich im Sommer die Anlage einfach umschalten und ihre (Fußboden-)Heizfläche zur Kühlfläche machen. Aber wir z.B. wohnen in einem Altbau von 1890, der zwar mittlerweile per Wärmepumpe beheizt wird, aber mit Heizkörpern eine deutlich schlechtere Ausgangssituation hat. Geht Kühlen per Wärmepumpe hier trotzdem? Wir haben es diesen Sommer ausprobiert – mit unterschiedlichen Erkenntnissen.

Was die Forschung dazu sagt

Ausgangspunkt für meinen Versuch war eine Untersuchung des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP) mit dem sperrigen Titel „Potenzialanalyse zum Einsatz bestehender Heizsysteme zur Raumkühlung“. Die Forschenden haben im Labor gemessen und zusätzlich simuliert, wie viel Kühlwirkung sich aus vorhandenen Heizflächen herausholen lässt.

Das Ergebnis macht Mut: Ein üblicher Heizkörper senkt die sogenannten Übertemperaturstunden um rund 40 Prozent, ein doppelt so großer um bis zu 65 Prozent. Die Fußbodenheizung schneidet erwartungsgemäß besser ab, aber Heizkörper sind eben alles andere als wirkungslos. Und: Bei taupunktgeführter Regelung trat kein Kondensat auf.

Wichtig für die Erwartungshaltung: Kühlen mit Heizkörpern kann helfen, das Aufheizen der Räume zu dämpfen – es kann nicht den gleichen Effekt erzeugen wie dedizierte Klimasplitgeräte.

Erster Versuch: „Kühlen nicht möglich“

Mein naiver Ansatz war: Kühlung in der Steuerung einschalten, fertig. Die Anlage schlief jedoch unbeirrt weiter. Ein Blick in die Dokumentation des Heizungsbaus lieferte eine Erklärung – im Hydraulikschema stand schwarz auf weiß: „Kühlen nicht möglich“.

Das ist keine Schikane, sondern hat einen technischen Hintergrund. Nutzt die Wärmepumpe für Warmwasser und Heizung denselben Pufferspeicher, müsste dieser für das Kühlen erst von 65 Grad auf unter 20 Grad heruntergekühlt werden – und danach wieder hoch. Energetisch ist das ziemliche Verschwendung und deshalb erstmal nicht vorgesehen.

Während Kühlen mit unserem Hydraulikschema ‚energetisch ungünstig‘ zusammen mit der Warmwasserbereitung ist, kann es auch sein, dass eure Hydraulik gar kein Kühlen ermöglicht. Hier müsst ihr euch entweder selber einlesen oder mit dem Heizungsbau eures Vertrauens mal draufschauen.

Die Schritte bis zur funktionierenden Kühlung

Bei uns arbeitet eine Vaillant Anlage, entsprechend sind die Bezeichnungen herstellerspezifisch. Das Muster dürfte sich aber übertragen lassen:

Systemschema kontrollieren. Kann das Schema Kühlung abbilden? Oder müsste dazu etwas an der Hydraulik verändert werden? Das müsst ihr gegebenenfalls mit dem Heizungsbau besprechen.

Steuergerät umstellen. Im Steuergerät (bei uns ein VWZ Ai) die Kühlfunktion auf „aktive Kühlung“ setzen. Danach lässt sich im Testmenü prüfen, ob der Kompressor im Kühlmodus überhaupt anläuft – noch ohne Regelung.

Regler konfigurieren. Im Regler (bei uns ein VRC700) sind auf der Fachhandwerksebene unter Anlagenkonfiguration mehrere Punkte zu setzen: Heizkreis / Kühlen möglich: ja. Heizkreis / Taupunktregelung: ja, falls der Regler im Wohnraum sitzt. Heizkreis / minimale Vorlauftemperatur Kühlen. Anlage / EVU: Heizen aus Regelung. Heizen / Kühlen: manuell. Und schließlich „Kühlen für einige Tage“ mit einem Enddatum in der Zukunft. Gerade die beiden letzten Punkte fand ich alles andere als intuitiv.

Thermostate auf!! Die üblicherweise an Heizkörpern verbauten Thermostate schließen bei höheren Temperaturen. Das macht zum Heizen natürlich Sinn, zum Kühlen braucht es aber volle Öffnung gerade bei hohen Raumtermperaturen. Falls eure Thermostate auch beim Drehen auf die höchste Stufe nicht voll öffnen, müsst ihr diese testweise demontieren und dann mittelfristig durch intelligentere Thermostate ersetzen, die auch bei hohen Raumtemperaturen voll öffnen können.

Soweit zu den technischen Voraussetzungen.

Das eigentliche Risiko: Tauwasser

Dass Heizungsbauer:innen beim Thema Kühlen per Wärmepumpe oft abwinken, hat einen guten Grund: den Tauwasserausfall. Wird Luft unter den sogenannten Taupunkt abgekühlt, kann sie die enthaltene Feuchtigkeit nicht mehr halten und das Wasser kondensiert an kalten Oberflächen.

In obiger Grafik wird Luft mit einer Temperatur von 20 °C und einer relativen Luftfeuchte von 50% langsam abgekühlt (schwarze Linie). Dabei steigt die relative Luftfeuchte an und erreicht bei 9,3 °C 100%. Bei weiterer Abkühlung fällt das gespeicherte Wasser als Tauwasser aus.

Passiert das an offenen oder verbauten Rohren, drohen Bauschäden. Hört sich harmlos an, kann aber sehr häßlich sein: Rohre aus Eisen rosten durch, Tauwasser durchfeuchtet Dämmschichten und macht sie damit unwirksam, Tauwasser kann auch innerhalb von Decken und Wänden zu Schimmelbildung führen. All das gilt es unbedingt zu verhindern.

Hier setzt die Taupunktregelung an: die Vorlauftemperatur beim Kühlen wird nur bis kurz vor den Taupunkt abgesenkt. So kann eigentlich kein Tauwasser entstehen. Eigentlich.

Die Tücke steckt im Detail: Der Taupunkt im Keller ist ein anderer als im Wohnbereich. Bei uns hängt der Regler im Keller – die eingebaute Taupunktregelung misst also nur an diesem einen Ort. Misst man den Taupunkt alleine in anderen Kellerräumen so ergeben sich überall andere Taupunkttemperaturen.

Um hier einigermaßen sicher zu gehen, haben wir einersetis die ohnehin vorhandenen Temperatur- und Feuchtesensoren aus den Wohnungen ausgewertet und zusätzclih im Keller an einigen Stellen Sensoren platziert und in Home Assistant erfasst. Daraus bestimmen wir den höchsten Taupunkt im gesamten Gebäude und legen so die minimale Vorlauftemperatur zum Kühlen fest.

Und, wie kühl wird es jetzt?

Nach den ersten beiden Testtagen war das Zwischenfazit erfreulich: Die Wohnung blieb bei 23,5 Grad, während es draußen 29 beziehungsweise 31 Grad hatte. Die dafür eingesetzte elektrische Energie lag bei unter 10 kWh pro Tag.

Aussagekräftiger ist der Vergleich zweier Hitzeperioden von jeweils einer Woche – die erste (noch etwas heißere Woche) ohne Kühlung, die zweite mit Kühlung. Ohne Kühlung stiegen die Innentemperaturen von Tag zu Tag und landeten nach wenigen Tagen Nachmittags bei 29 Grad. Mit Kühlung konnten wir dauerhaft 25 Grad halten.

Damit das gelingt, gehört allerdings ein bisschen Disziplin dazu:

• Alle von der Sonne beschienenen Fenster konsequent verschatten.
• Fenster und Türen tagsüber geschlossen halten.
• Früh anfangen: Ein bereits überhitzter Raum lässt sich mit Heizkörpern nicht mehr herunterkühlen.

Die erste Einschränkung: Luftfeuchte

Die Taupunktsteuerung ist wichtig, um Bauschäden zu vermeiden. Wenn es aufgrund des Wetters allerdings morgens draußen schon 70% relative Luftfeuchte hat, habt ihr diese Feuchte nach dem Lüften auch im Gebäude. Das führt dann zu einem höheren Taupunkt (>19 Grad) und schlägt sich als niedrigere mögliche Kühlleistung nieder: Eine Vorlauftemperatur von 20 Grad bringt nur noch wenig Effekt. Ähnlich verhält es sich mit einem eher feuchten Heizungskeller der bei 75% relativer Luftfeuchte pendelt und damit ein Absenken der Vorlauftemperatur begrenzt.

Die zweite Einschränkung: Leistung

Die Kühlleistung ist nicht mit der eines Klimasplitgeräts vergleichbar. Sie reicht aber aus, um das schleichende Aufheizen über die Tage zu stoppen – und genau das ist bei längeren Hitzeperioden der entscheidende Unterschied.

Das Fazit

Kühlen mit Wärmepumpe und Heizkörpern kann helfen das schleichende Aufheizen von Wohnräumen zu dämpfen. Es gibt Einschränkungen aber die Anlagentechnik dafür habt ihr eh schon und in Kombination mit PV gibt es die nötige Energie dazu praktisch umsonst.

Was ihr daraus mitnehmen könnt

• Plant es von Anfang an ein. Wer eine Wärmepumpe plant oder tauscht, sollte die Kühlfähigkeit von Anfang an einfordern – inklusive eines Hydraulikschemas, das Kühlen zulässt. Nachträglich wird es deutlich aufwendiger. Wenn ihr grundlegend saniert lasst alle Heizungsrohre luftdicht isolieren, das erspart euch die Taupunktproblematik im Keller und an den Leitungen.
• Klärt die Taupunktmessung. Wo hängt der Regler, welche Räume oder Kellerbereiche sind kritisch? Ohne saubere Antwort darauf sollte niemand kühlen.
• Habt Verständnis für Zurückhaltung. Die Sorge der Fachbetriebe ist selten böser Wille, sondern die Angst, dass es bei Kund:innen nicht hundertprozentig problemlos läuft. Ein wenig wie damals bei Wärmepumpe mit Heizkörpern oder Wärmepumpe im Altbau. In fünf Jahren ist das vermutlich etablierter Standard.
• Denkt es als Baustein. Kühlen über Heizkörper ergänzt Verschattung und Nachtlüftung, es ersetzt sie nicht.

Habt ihr das Kühlen mit eurer Wärmepumpe schon versucht? Hinterlasst gerne einen Kommentar mit euren Erfahrungen und Lösungen.

Die Fraunhofer-Studie „Potenzialanalyse zum Einsatz bestehender Heizsysteme zur Raumkühlung“ findet ihr zum Download unter publica.fraunhofer.de.