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Wohnung im Sommer kühlen – hier findest du die natürlichen Maßnahmen zum sommerlichen Wärmeschutz und auch die technischen Möglichkeiten zur Klimatisierung. Viel Hintergrundwissen und die Kosten zu den unterschiedlichen Arten der Kühlung wie:Klimaanlage, Wärmepumpe mit Kühlfunktion, Kühlen mit der Wohnraumlüftung und Ventilatoren mit Kühlfunktion.

Der weltweite Stromverbrauch für die Raumkühlung liegt heute schon bei 10% des Gesamtverbrauchs, bzw. bei 20% des Stromverbrauchs in Gebäuden. In den nächsten 30 Jahren wird der Einsatz von Klimaanlagen weiter in die Höhe schnellen und zu einem Haupttreiber des globalen Stromverbrauchs werden. Die IEA bezeichnet diese Entwicklung gar als “cold crunch” (Kältekrise). China und Indien werden dabei den größten Teil ausmachen. Aber auch in Europa werden laut Prognose bis 2050 mehr als doppelt so viele Haushalte durch Klimaanlagen gekühlt werden als bereits heute.  (Quelle: https://www.iea.org/)

Im gemäßigten Klima wie in Deutschland und Österreich sind für Einfamilienhäuser eigentlich gar keine Klimaanlagen nötig. Denn hier kühlen die Temperaturen auch im Sommer nachts ab. Durch einfache Maßnahmen können hierzulande selbst im Hochsommer und tagsüber angenehme Temperaturen im privaten Haus geschaffen werden.

Natürliche Maßnahmen – Wohnung im Sommer kühlen

Klimaanlagen sind für Einfamilienhäuser in Gegenden wie Deutschland und Österreich grundsätzlich nicht nötig. Einfache Maßnahmen wie Nachtlüftung, Beschattung und Speichermasse sind im Normalfall ausreichend um auch im Hochsommer angenehme Temperaturen zu erreichen.

  • Richtiges Lüften und Auskühlen: Die Wohnung soll in der Nacht richtig abkühlen. Zum Beispiel über geöffnete Dachfenster. Früh morgens, in der Nacht und spät abends kann die kühle Luft durch langes Durchlüften ins Haus geholt werden. Tagsüber sollte das Fenster hingegen geschlossen bleiben.
  • Außenliegende Beschattung der Glasflächen ist ein besonders wichtiger Punkt. Eine direkte Sonneneinstrahlung durch eine Glasfläche sollte unbedingt vermieden werden. Als Beschattung dienen zum Beispiel: Dachvorstände, außenliegende Rollläden und Jalousien etc. Der Sonnenschutz soll so wie die Fenster bei starker Hitze, tagsüber geschlossen bleiben um die Hitze fernzuhalten.
  • Masse dient als Speicher und gleicht Temperaturspitzen aus. In der Nacht kann die Masse auskühlen und dann über den ganzen Tag verteilt diese Kühle wieder an den Raum abgeben. Das ist ein großer Vorteil von massiven Häusern. Auch Fliesen- oder Steinböden können diese Aufgabe gut übernehmen.
  • Pflanzen können das lokale Klima positiv beeinflussen. Große Sträucher und Bäume bringen nicht nur Schatten, sondern verdunsten auch große Mengen an Wasser. Dabei wird Verdunstungskälte frei und die Temperaturen in der Umgebung werden deutlich angenehmer. Es gibt auch Pflanzen-Lösungen direkt am Haus, die zu einem angenehmen Klima beitragen: zum Beispiel eine Dachbegrünung oder eine Fassadenbegrünung.

Klimaanlage

Eine Klimaanlage wird erst dann erforderlich, wenn die oben beschriebenen Maßnahmen nicht mehr ausreichen. Das kann zum Beispiel bei Bürogebäuden oder anderen Gebäuden der Fall sein, in denen es große Glasflächen und viele wärmeabgebende Geräte gibt.

Eine Klimaanlage kühlt wirkungsvoll, hat aber einen sehr hohen Stromverbrauch. Neben dem Energieverbrauch hat aber auch das Kältemittel der Klimaanlage einen besonders negativen Einfluss auf den Treibhauseffekt und damit auch auf die Erderwärmung.

Wer auf eine Klimaanlage angewiesen ist, sollte bei der Wahl der Klimaanlage die folgenden Punkte bedenken:

  • Energieeffizientes Gerät: Hier lohnt es sich auf jeden Fall anfangs etwas mehr zu investieren um ein besonders energieeffizientes Gerät mit einem sehr hohem Wirkungsgrad zu bekommen.
  • Umweltschonende Kältemittel: Während der Lebensdauer einer Klimaanlage entweichen etwa 90% der Erstfüllmenge des Kältemittels. Das halogenfreien R 290 (Propan) ist umweltschondender. Es hat nur einen Bruchteil des Treibhausgaspotentials verglichen mit dem Kühlmittel R 410A. (Quelle: https://www.umweltbundesamt.de/themen/blauer-engel-fuer-klimageraete)
  • Solare Kühlung: Die Klimatisierung wird mit Solarenergie betrieben und setzt somit auf erneuerbare Energie. Zu den Spitzenzeiten, an denen am meisten Energie für die Klimatisierung benötigt wird, wird auch der meiste Strom erzeugt.
    • Spezielle Geräte zur Kühlung werden mit der Sonnenergie betrieben. Es sind sogenannte Absorptionskältemaschinen. Sie benötigen nicht mal umweltschädliche Kältemittel, sondern arbeiten mit Wasser und Solarthermie. Bisher sind solche Geräte aber erst bei sehr großen Anlagen wirtschaftlich; die Technik ist für das Einfamilienhaus noch nicht ausgereift.
    • Im Einfamilienhaus mit Photovoltaik-Anlage kann ein herkömmliches Klimagerät zumindest über den erneuerbaren und selbst produzierten Solarstrom betrieben werden.

Funktionsweise der Klimaanlage

Es werden zwei Arten von Klimaanlagen unterschieden: die mobilen Klimaanlagen (Monoblock-Klimageräte) und die fest installierten Klimaanlagen (Split-Klimageräte). Beide funktionieren nach dem selben Prinzip.

Die Funktion ist wie bei einer Wärmepumpe oder einem Kühlschrank. Im Gerät zirkuliert ein Kältemittel. Das Kältemittel wird dabei abwechselnd verdampft und unter Druck wieder verflüssigt. Dadurch wird abwechselnd Wärme und dann wieder Kälte abgegeben. Je nachdem ob gekühlt oder geheizt werden soll wird die Kälte oder die Wärme für den Innenraum genutzt. Bei einer Klimaanlage wird die Kälte verwendet um die Raumluft zu kühlen und die Wärme wird als Abluft nach außen geleitet.

Auslegung der Klimaanlage

Die Klimaanlage wird auf die erforderliche Kühlleistung des jeweiligen Raumes ausgelegt. Die erforderliche Kühlleistung hängt von der Raumgröße, den Fensterflächen, den internen Wärmequellen und der Wärmedämmung ab. In neuen Gebäuden kann man von einer erforderlichen Kühlleistung von rund 35W/m³ ausgehen.

Stromverbrauch der Klimaanlage

Wie oben beschreiben ist bei einem Neubau eine Kühlleistung von etwa 35W/m³ nötig. Der Stromverbrauch der Klimaanlage ist allerdings geringer als ihre Kühlleistung. Es wird also nicht 1.75kW Strom je Stunde verbraucht, sondern – je nach Effizienz des Gerätes – weniger.

  • Stromverbrauch bei der Monoblock Klimaanlage: rund 1/3 der Kühlleistung; also ca. 12W/m³
  • Stromverbrauch bei der Split-Klimaanlage:  rund ¼ der Kühlleistung; also rund 9W/m³

Für einen 20m² großen Raum wäre also eine Kühlleistung von etwa 1750W oder 1,75kW nötig. Das ergäbe einen Stromverbrauch von ca. 0,6kWh/h (Monoblock Klimagerät) oder 0,45kWh/h (Split Klimagerät). Bei 500 Kühlstunden im Jahr und einem Strompreis von 0,3€/kWh ergegen sich die folgenden Stromkosten pro Jahr:

  • Stromkosten für Monoblock Klimagerät: 0,3€/kWh * 500h/a * 0,6kWh/h = 90€ pro Jahr
  • Stromkosten für Split-Klimagerät: 0,3€/kWh * 500h/a * 0,45kWh/h = 68€ pro Jahr

Kosten einer Klimaanlage

Rechnet man alle Kosten zusammen, so kommt man sowohl für das Monoblock-Kühlgerät als auch für das Split-Kühlgerät in etwa auf ähnliche Kosten (Brutto-Preise).

Kosten für ein Monoblock-Klimagerät (Klimatisierung eines 20m²):

  • Anschaffungskosten: je nach Modell zwischen 100-1000Euro; 800€/10Jahre = 80€/Jahr
  • Stromverbrauch: in etwa 90€/Jahr
  • Wartungskosten: die Monoblock-Anlage kann man selbst reinigen und desinfizieren.
  • Einbau: Bei der Monoblock-Anlage ist die Schlauchdurchführung nach außen herzustellen.
  • Gesamtkosten: 170Euro/Jahr

Kosten für ein Split-Klimagerät (Klimatisierung eines 20m²):

Die Stromkosten sind bei der Split Anlage etwas günstiger und die Nutzungsdauer der Split-Klimageräte ist länger. Doch durch die hohen Anschaffungs- und Wartungskosten bringt das kaum einen wirtschaftlichen Vorteil. Dennoch, ist aus Gründen des Umweltschutzes die Split-Anlage vorzuziehen.

  • Anschaffungskosten: 2000€/20Jahre = 100€/Jahr
  • Stromverbrauch: in etwa 68€/Jahr
  • Wartungskosten: rund 40€/Jahr (bei kleineren, nur im Sommer betriebenen Geräten wird alle zwei Jahre eine Wartung um rund 80€ fällig, mehr dazu hier)
  • Einbau: Die Split-Klimaanlage sollte vom Fachmann eingebaut werden (200-280€ laut myhammer.de) 250€/20Jahre = 12€/Jahr
  • Gesamtkosten: 220Euro/Jahr

Monoblock-Klimagerät

Monoblock-Geräte sind mobile Geräte. Sie sind einfach und günstig, können auch nachträglich gekauft und einfach im Raum aufgestellt werden. Allerdings fällt bei jeder Klimaanlage Wärme ab, die nach außen abgegeben werden muss. Beim Monoblock-Gerät muss diese Wärme über Schläuche nach draußen abgeleitet werden. Über ein gekipptes Fenster oder ähnliches sollte das nicht geschehen. Die abgeführte Wärme würde gleich direkt zurück in den Wohnraum kommen und die Kühlung wäre besonders ineffizient und stromfressend. Besser ist es, Fenster und Türen geschlossen zu halten und den Schlauch durch eine eigene gut abgedichtete Bohrung durch die Wand ins Freie zu führen.

Vorteile Monoblock Klimagerät gegenüber dem Split-Klimagerät:

  • Einfach zum Nachrüsten und Aufstellen
  • Günstig in der Anschaffung
  • Günstiger in der Wartung: Die Wartung kann man der Nutzer bei kleinen Monoblock Klimageräten selbst übernehmen.

Nachteile Monoblock Klimagerät gegenüber dem Split-Klimagerät:

  • Geräuschentwicklung im Innenraum
  • Höherer Stromverbrauch und schlechter für die Umwelt
  • Je Raum ist eine eigene Klimaanlage nötig
  • Ein dicker Schlauch für die warme Abluft muss nach außen geführt werden. Diese Durchführung muss gut abgedichtet werden, sodass nicht unkontrolliert warme Luft von außen nach innen gelangen kann.

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Split-Klimagerät

Split-Klimageräte sind fix eingebaute Klimaanlagen. Sie funktionieren ähnlich wie ein Monoblock-Gerät, nur bestehen sie aus zwei Einheiten: einer für Innen und einer für Außen.

Die Vorteile Split-Klimaanlage gegenüber der Monoblock-Klimaanlage:

  • Der Kompressor liegt außen, die Geräuschentwicklung findet außerhalb der Wohnung statt und im Innenraum ist es leiser.
  • Die beiden Einheiten sind nur durch dünne Kabel verbunden. Es müssen keine dicken Schläuche nach außen geführt werden.
  • Mehrere Räume lassen sich mit einer Anlage kühlen. Im Winter kann sie sogar auch heizen, wie eine Wärmepumpe.
  • Der Wirkungsgrad ist besser als beim Monoblock. Die Stromkosten reduzieren sich gegenüber dem Monoblock um etwa 20%.

Nachteile Split-Klimaanlage gegenüber der Monoblock-Klimaanlage

  • Die Anschaffungskosten und der Einbau sind teurer (über 2000Euro für den ersten Raum, und für die weiteren Räume rund 1500Euro).
  • Die Wartung bei der fest installierten Split-Klimaanlage sollte von Fachleuten durchgeführt werden. Neben der Reinigung und Desinfektion muss von Zeit zu Zeit auch die Dichtheit der Leitungen kontrolliert werden und ggf. Kühlwasser ausgetauscht werden. Eine Wartung kostet dabei rund 80Euro oder mehr. Wenn zusätzlich eine Dichtheitsprüfung nötig wird steigen die Kosten. Bei kleinen Geräten, die nur im Sommer betrieben werden, reicht eine Wartung jedes zweite Jahr. Bei großen, gewerblichen Anlagen die das ganze Jahr über betrieben werden kann eine Wartung sogar bis zu 4mal pro Jahr nötig werden.

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Kühlen mit der Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe kann nicht nur Heizen, sie kann auch zum Kühlen verwenden. Aber nur dann, wenn die Wärmepumpe mit einer Kühlfunktion ausgestattet ist. Standardmäßig ist die Kühlfunktion nicht bei jeder Wärmepumpe inbegriffen. Wer also seine Wärmepumpe im Sommer zum kühlen verwenden möchte, muss das bereits bei der Anschaffung beachten.

Der Vorteil gegenüber einer konventionellen Klimaanlage ist, dass hier nicht die Raumluft zirkuliert und dadurch störende Zugluft und Geräusche entstehen. Sondern bei der Wärmepumpe kühlen die Heizflächen den Raum. Zum Beispiel über den Fußboden, wenn eine Fußbodenheizung installiert ist. Das Heizwasser wird dabei einfach zum kühlen verwendet. Allerdings darf es bei dieser Methode nicht zu kühl werden, sonst würde sich am Fußboden Kondenswasser bilden und kommt zu Feuchteschäden.

Bei einer konventionellen Klimaanlage muss der Raum auf etwa 23°C gekühlt werden, bei einer Flächenkühlung reichen bereits Temperaturen von 26°C – auch damit werden Energiekosten gespart.

Passive Kühlung

Die passive Kühlung funktioniert nur bei der Erd-Wärmepumpe oder bei der Grundwasser-Wärmepumpe. Das Heizwasser, das durch das Heizsystem zirkuliert wird direkt über das Grundwasser oder die Erde abgekühlt und bringen die angenehm kühlen Temperaturen durch die Flächenheizungen in das Haus. Dazu ist nicht mal ein Verdampfungs- und Verflüssigungs-Kreislauf nötig. Die Kühlleistung ist weniger hoch, aber dafür wird deutlich weniger Strom benötigt, denn es muss nur das Wasser zirkuliert werden.

Aktive Kühlung

Das funktioniert auch bei der Luft-Wärmepumpe. Hierbei wird die Funktionsweise einfach umgedreht. Beim Heizen wird die Wärme der Außenluft oder der Erde entzogen und nach innen in das Haus geleitet. Beim aktiven Kühlen hingegen wird die Wärme aus dem Hausinnerem entzogen und hinaus geleitet. Der Stromverbrauch ist höher als bei der passiven Kühlung.

Kühlen über die Wohnraumlüftung (KWL)

Die Lüftungsanlage auch KWL (Kontrollierte Wohnraumlüftung) genannt, ist als Ersatz für eine Klimaanlage nicht geeignet. Denn sie fördert viel zu wenig Luft um die ganze Wohnung kühlen zu können.

Die Wohnraumlüftung ist aus Gründen der Energieeffizienz und damit die Raumluft nicht zu sehr ausdrocknet auf einen Mindest-Luftwechsel ausgelegt werden. Dieser ist im Vergleich zu der Luftumwälzung einer Klimaanlage viel geringer. Die mögliche Kühlleistung einer Klimaanlage ist um ein Vielfaches höher.

Kontrollierte Wohnraumlüftung KWL:

  • Luftwechsel für die ganze Wohnung: 120-200m³/h (für 250 bis 500m³)
  • Luftwechselrate pro Stunde: 0,3-0,5

Klimaanlage (rund 10facher Luftwechsel):

  • Luftumwälzung für einen Raum: 400m³/h (für 90m³)
  • Luftumwälzungsrate pro Stunde: 4-5

Wer also eine Wohnraumlüftung hat, sollten versuchen die natürlichen Maßnahmen zur Kühlung einzuhalten. Und vor allem auch die Nachtkühle ins Haus holen. Maßnahmen zum vorkühlen der Zuluft im Sommer sind:

Sommer-bypass

Der wichtigste Punkt hierbei ist der Sommer-bypass; dieser schaltet automatisch die Wärmerückgewinnung der Abluft in den Sommernächten aus. Denn nur so kann die kühle Nachtluft in das Haus gelangen. Ohne Sommer-Bypass würde die Kühle Luft in der Sommernacht vorgewärmt werden.

Mit Erdwärme vorkühlen

Außerdem ist es auch noch möglich die Zuluft über die Erdwärme zu temperieren bevor sie in den Wohnraum gelangt. Die Erde hat ab einer Tiefe von 1,5-2 Meter das ganze Jahr über eine konstante Temperatur von etwa 10°C. Wenn die Außenluft durch das Erdreich geführt wird, bevor sie ins Haus gelangt, wird die heiße Sommerluft vorgekühlt und die kalte Winterluft vorgewärmt.

  • Erd-wärmetauscher: Dabei wird die Luft über Rohre durch die Erde geführt und dabei gekühlt.
  • Luftbrunnen: Auch ein Luftbrunnen ist möglich. Dabei wird die Luft durch einen mit Kies, Sand und Erde gefüllten Erdbrunnen geführt ehe sie ins Haus gelangt. Hier sollte auf den Radongehalt in der Erde geachtet werden. Einen genauen Bericht zur Errichtung eines solchen Luftbrunnens findest du hier.

Ventilatoren mit Kühlfunktion – Luftkühler

Auch Ventilatoren sind keine alternative für eine Klimaanlag. Diese Ventilatoren sind mit einem Wassertank und einer Verdunstungsmatte versehen. Durch die Verdunstung wird Kälte und Feuchtigkeit in den Raum abgegeben. Die Raumluft wird nach und nach immer feuchter, die Kühlleistung ist sehr gering.

Ventilatoren mit Kühlfunktion sind weit günstiger in der Anschaffung- und auch die Stromkosten sind viel geringer. Allerdings ist die Kühlleistung – wie gesagt – nicht vergleichbar mit einer Klimaanlage.

Vorteile:

  • Geringe Anschaffungskosten: ab ca. 50Euro
  • Einfaches Aufstellen, keine baulichen Maßnahmen
  • Geringe Betriebskosten: rund 60Watt je Stunde, bei 500Stunden Betrieb pro Jahr: 9Euro/Jahr

Nachteile

  • Sehr geringe Kühlleistung
  • Viel Feuchtigkeit wird in den Raum eingebracht

Weitere Bauteile

Weitere Bauteile findest du hier. Darunter findest du Infos zu: Heizsysteme und Warmwasser, Elektroinstallation, Wandaufbau, Dach, Fundament / Gründung, Wärmedämmung und Fußbodenaufbau.

 

Foto: pixabay.com

 
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