Kühlsysteme fürs Haus

Wohnräume lassen sich passiv oder aktiv kühlen. Energieanlagen mit Speicherzusatz kombinieren die Heiz- mit Kühlfunktion.

(knü) Hohe Windtürme sind ein Wahrzeichen für die traditionelle Baukultur vom Mittelmeerraum bis nach Indien. Über den Dächern mittelalterlicher Innenstädte fangen sie jeweils kühle Luftströme ein und verteilen diese über interne Schächte im Gebäude. Neuzeitliche Windfang-Varianten halten sogar die ökologische Musterstadt Masdar mitten in der arabischen Wüste kühl. Auch hierzulande sind seit kurzem Kühltürme anzutreffen; die Metallkästen sind nur knapp mannshoch und stehen meistens im Garten. Genutzt wird aber nicht die natürliche Windzirkulation sondern eigentlich Sonnenenergie. Solares Kühlen ist tatsächlich eine junge Technologie, wird hauptsächlich in Geschäfts- und Gewerbebauten eingebaut und benötigt nicht nur den Rückkühlturm sondern auch Sonnenkollektoren und Spezialkompressoren. Die aktuell beliebteste Kältequelle für kleine Wohnhäuser ist dagegen der Boden: So wie die Wärme in 100 bis 250 Metern Tiefe zum Heizen angezapft wird, lässt sich dasselbe Temperaturniveau im Sommer zum Kühlen verwenden. Die Wärmepumpe selbst wird dafür nicht in Betrieb gesetzt, weshalb die erdgekoppelte Kühlvariante im Vergleich zu Kältemaschinen ökologisch und energieeffizient ist.

Erdreich wird regeneriert      

Herzstück ist eine konventionelle Sonde, welche 10 °C bis 12 °C kühles Erdreich energetisch mit dem Heizungskreislauf in Verbindung bringt. So wird die Kälte zum Beispiel über die Bodenheizung ins Haus gebracht, wodurch die sommerlich aufgeheizten Räume auskühlen. Wärmepumpenanlagen benötigen für die Kühlfunktion einen zusätzlichen Wärmetauscher; dadurch werden die Raumtemperaturen jeweils um 2 °C bis 3°C reduziert. Zugleich wird Wärme aus dem Haus ins Erdreich abgeführt, was zur saisonalen Regeneration der unterirdischen Energiequelle beitragen kann. Wie viele erdgekoppelte Wärmepumpen bereits zur Kühlung genutzt werden, ist nicht bekannt; in der Stadt Zürich schätzt man aber, dass rund 10 Prozent der Anlagen reversibel betrieben werden.

Bei der Planung ist jedoch abzuwägen, bis in welche Tiefe das Energieniveau im Boden genutzt werden soll. Optimal für den Heizfall sind lange Sonden, weil sie mehr Wärme gewinnen können. Der Kühlbetrieb funktioniert dagegen umso besser, je geringer die Ausgangstemperatur ist. Ausserdem ist beim passiven Kühlen zu verhindern, dass die Raumluft kondensiert. Feuchtesensoren überwachen den Kühlbetrieb, damit der Taupunkt in den Wohnräumen jeweils nicht unterschritten wird.

Kälte aus dem Eistank

Eine ebenfalls reversibel nutzbare Energiequelle ist der sogenannte Eisspeicher, welcher für kleine Wohnhäuser Wärme und Kälte nach Bedarf liefern kann. Dazu wird eine Zisterne mit Wärmetauscher im Garten eingegraben, welche zusammen mit einer Wärmepumpe und speziellen Solarabsorbern auf dem Dach ein eigenständiges Energieversorgungssystem bildet. Dieselbe Gebäudetechnik lässt sich im Sommer zur natürlichen Kühlung nutzen, weil der Tankinhalt nach Ablauf der Heizperiode vollständig vereist. Beim Kühlen schmilzt dieses Eis; ab der nächsten Heizperiode liefert der unterirdische Wasserspeicher neuerliche, niederwertige Wärmeenergie.  

Als Alternative zu derart passiven Kühlmethoden bietet sich bedingt eine automatische Lüftungsanlage an. Diese sind zwar keine Klimaanlagen; dennoch leisten sie, intelligent eingesetzt, einen wirkungsvollen Beitrag zur Regulierung des sommerlichen Raumklimas. So hilft die Nachtauskühlung überall dort, wo Fenster aus Lärmschutzgründen über Nacht besser geschlossen bleiben. Ist zusätzlich ein Lufterdregister eingebaut, wird auch tagsüber nur kühle Frischluft angesaugt. Und ein Sommer-Bypass am Wärmerückgewinnungsaggregat sorgt bei Bedarf dafür, dass die Zuluft beim automatischen Luftwechsel nicht unnötig erwärmt wird.

Übersicht Kühlsysteme

  Aktives Kühlen   Passives Kühlen (free cooling)         Nachtauskühlung (natural cooling)  
Gebäude-technik Kälte-maschine Erd-
gekoppelte Wärme
-pumpe (WP)
WP mit Kühl-Bypass Solareis-speicher Solares Kühlen Komfort-
lüftung, eventuell
mit Erdregister
und
WRG-Bypass
Manuelles Fenster öffnen
Energie-quelle Elektrische Energie Erdreich Erdreich, Grundwasser Wassertank Sonne Kühle
Aussenluft
Kühle Aussen-
luft

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