energieconcept Planungsbüro Inh. H.-P. Baumgarth
 Bauteiltemperierung mit Wärmepumpen = heizen + kühlen
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Nach über 30 Jahren Planung und Vertrieb von Heizungs-,Sanitär- und Klimaanlagen für Ein- und Mehrfamilienhäuser, Gewerbeobjekten und Sportstätten
 möchten wir unseren "Wirkungsraum" nun vom hohen Norden Deutschlands auf die Kanaren "verlagern".

Auch auf der "Isla Bonita" ist es zuweilen so kalt, dass man nur ungern auf eine Heizung verzichtet. Wesentlich öfter jedoch ist es so warm, dass eine Kühlung der Aufenthaltsräume nicht nur wünschenswert, sondern erforderlich ist, um sich wohl zu fühlen. Um ein optimales "Wohlfühlklima" zu erreichen, planen wir daher  vorrangig (unsichtbare) Wand-, Decken-, und Fussboden-heizung/kühlung.
 Klimaanlagen und  / oder Kühlgeräte könne diese Aufgaben zwar auch erfüllen, erzeugen aber hohe Betriebskosten, Zug- und Geräuschbelästigung.

Eingang BADSTUDIOenergieconcept  Neumünster
energieconcept Betriebsgebäude in Neumünster

 
WÄRMEPUMMPENANLAGEWASCHBECKEN 
Wärmepumpenanlage                                                           Badstudio
Wärmepumpe  Wärmepumpe

„Eine Heizungsanlage in Gebäuden muss zuverlässig dafür sorgen, dass die Temperatur in den Räumen stets den Bedürfnissen der Nutzer entspricht. Bis vor einigen Jahren beschränkte sich die Aufgabe der Heizungsanlage dabei auf das Heizen, also die Versorgung des Gebäudes mit ausreichend Heizwärme. Mit der zunehmenden Etablierung der Wärmepumpe als Heizsystem rückt allerdings eine weitere Funktion zunehmend in den Fokus der Nutzer: Dieses System kann an wärmen und heißen Tagen auch die Kühlung der Räume übernehmen! Eine Wärmepumpe kann je nach Bedarf entweder Umweltwärme in das Gebäude hinein oder überschüssige Raumwärme aus dem Gebäude heraus transportieren.
Luft/Wasser-Wärmepumpen nutzten als natürliche Wärmequelle die Außenluft. Da im Sommer die Wärmequellentemperatur über der erforderlichen Kühltemperatur liegt, ist nur die aktive Kühlung möglich.  Um die aktive Kühlung realisieren zu können, muss die Wärmepumpe über einen reversierbaren/umkehrbaren Kältekreislauf verfügen. 
Im Kühlfall wird der Kältekreislauf der Wärmepumpe so umgekehrt, dass Wärmequelle und Wärmesenke getauscht werden. Dem Gebäude wird nach dem gleichen Prinzip einer Klimaanlage mittels arbeitendem Kältekreis Wärme entzogen. Die Raumluft wird über einen Wärmeübertrage geführt, in dem das Arbeitsmittel zirkuliert. Die Siedetemperatur des Arbeitsmittels ist geringer als die Temperatur des Raumes. Es beginnt zu sieden und geht von dem flüssigen in den dampfförmigen Aggregatzustand über. Die notwendige Verdampfungswärme wird dem Raum entzogen. Die Raumluft kühlt sich ab. Der Verdichter der Wärmepumpe ist bei der aktiven Kühlung in Betrieb. Er saugt das dampfförmige Arbeitsmittel an und verdichtet es. Druck und Temperatur des Arbeitsmittels steigen. Das unter hohem Druck und hoher Temperatur stehende Arbeitsmittel gelangt zu dem zweiten Wärmeübertrager der Wärmepumpe. Hier gibt das Arbeitsmittel die dem Raum entzogene Wärme und die elektrische Aufnahmeleistung des Verdichters an die Umgebung ab. Der Aggregatzustand ändert sich von dem dampfförmigen in den flüssigen Zustand. Anschließend wird mit Hilfe des Expansionsventils der hohe Druck des nun flüssigen Arbeitsmittels abgebaut und der Kreisprozess beginnt erneut.
 
Die richtigen Kühlflächen
Als Raumkühlflächen sowohl für Sole/Wasser-Wärmepumpen als auch für reversible Luft/Wasser-Wärmepumpen kommen beispielsweise Gebläsekonvektoren, eine Fußbodenheizung/-kühlung oder eine Wandflächenheizung/-kühlung in Frage. Setzt man Gebläsekonvektoren ein, so ist zu beachten, dass diese auf höhere Kaltwassertemperaturen und niedrigere Heizungswassertemperaturen ausgelegt werden müssen als üblich. Ansonsten ist die Installation einer Kühlung mit Gebläsekonvektoren unproblematisch. Durch die vorhandene Kondenswasserabfuhr ist die Unterschreitung der Taupunkttemperatur der Luft kein Problem, sodass die Kaltwassertemperatur nicht nach unten begrenzt werden muss. 
Der Kühlung über die Wand- oder die Fußbodenfläche ist gemeinsam, dass eine Unterschreitung des Taupunkts der Raumluft vermieden werden muss, da es sonst zur Kondensation von Wasser auf der Kühlfläche kommen könnte. Zur Vermeidung von Kondensatbildung auf der Kühlfläche wird    zweckmäßigerweise ein Raumtemperatur- und ‑feuchtefühler eingesetzt, der an den Wärmepumpenregler angeschlossen ist. So kann vom Regler die minimal zulässige Kaltwassertemperatur berechnet werden. Eine Entfeuchtung der Raumluft ist bei der Verwendung von Kühlflächen natürlich nicht möglich. Ebenso muss man sich darüber im Klaren sein, dass unter bestimmten, selten auftretenden Bedingungen, die Kühlleistung durch die Gefahr der Taupunktunterschreitung begrenzt werden kann.
 
Verwendet man eine Fußbodenheizung/-kühlung zur Wärmeabfuhr aus dem Raum, so kann eine Kühlleistung von etwa 7 W/m²K Temperaturabstand zwischen der Fußboden- und der Raumtemperatur übertragen werden. So ergibt sich beispielsweise bei einer Fußbodentemperatur von 22°C und einer Raumtemperatur von 27°C eine Kühlleistung von 35 W/m². Aufgrund der verhältnismäßig hohen Fußbodentemperatur im Kühlbetrieb ist die thermische Behaglichkeit gut; das gefürchtete Problem „kalter Füße“ entsteht bei korrekter Auslegung nicht. Gegenüber einer Kühlung mit Gebläsekonvektoren ist die Kühlung über die Fußbodenfläche völlig zugfrei und geräuscharm. Darüber hinaus ergibt sich der architektonische Vorteil einer freien Raumgestaltung.
 
Die Wandflächenheizung/-kühlung ist insbesondere zur Raumkühlung noch etwas besser geeignet als eine Fußbodenheizung. Dies liegt an dem größeren Strahlungsanteil bei der Wärmeübertragung, der eine Folge davon ist, dass der Anteil der Körperfläche, der mit der Kühlfläche im Strahlungsaustausch steht, bei der Wand größer ist als beim Fußboden.
 
Auch bei einer Kostenbetrachtung spricht viel für eine Wärmepumpe: Bisher wurden Gebäude fast ausschließlich mit Split-Klimageräten, Kaltwassersätzen oder VRF-Systemen (Variable Refrigerant Flow, siehe Beitrag Arten der Klimatisierung) gekühlt. Der Wärmepumpen-Zusatznutzen Kühlen beziehungsweise Temperieren ist durch die geringen Mehrkosten für das Kühlsystem bei gleichzeitig sehr niedrigen Kälteerzeugungskosten attraktiv.

Wand-heizung/kühlung Wand-heizung/kühlung   Wand-heizung/kühlung
 
    Decken-heizung/kühlung    Fussboden-heizung/kühlung  
    Fussboden-heizung/kühlungFussboden-heizung/kühlung 
 
Verlegeplan FB-Hzg.

    Referenzen