Eine KWL-Anlage garantiert, außer einer relativ großen Energieeinsparung gegenüber Fensterlüftung, auch das Entfernen überschüssiger und schädlicher Feuchte im Raum (Feuchtelast).

Bestandteile einer KWL-Anlage > Schema

Eine zentrale KWL-Anlage besteht in d. R. aus dem Lüftungszentralgerät (> Bild) mit Regelung und dem Kanalsystem.

Das Lüftungszentralgerät (Kompaktbauweise) enthält außer Lüfter und Luftfilter in d. R. noch Bauteile zur Wärmerückgewinnung (WRG).

Das Lüftungsprinzip ist eine zugfreie Quer- bzw. Quelllüftung. Voraussetzung sind z. B. schwellenlose Türen (mit Luftspalt).

Vorteile

- Erhaltung der Gesundheit und Bausubstanz

- Energieeinsparung durch kontrollierte Lüftung mit

  Wärmerückgewinnung

- Automatische Frischluftzufuhr (keine Fensterlüftung)

- Keine luftseitigen Zugerscheinungen und Geräusche

- Abtransport von Schadstoffen (bedingt), verbrauchter Luft und

  Feuchtigkeit

- Verhinderung von Schimmelbildung

- Lärmschutz

Nachteile

- Für Frischluftfans nicht unbedingt zu empfehlen

- Die geringen Frischluftmengen erfüllen in d. R. nicht die

  Hygieneanforderungen

- Gebäude muss möglichst luftdicht gebaut werden

- Für den Luftverbund sind Türspalte notwendig

- Luftschallübertragung (Türspalte)

- Nachrüstung im Altbau relativ aufwendig

- Zusätzliche Kosten für die Anlagentechnik

- z. Z. keine Förderung in Deutschland, trotz nachweislich hoher

  Primärenergieeinsparung und Umweltentlastung

Varianten der Wärmerückgewinnung

1. Passive Wärmerückgewinnung mit Wärmetauscher

Im Zusammenhang mit einer passiven (= außer Energie zum Lufttransport keine weitere Hilfsenergie erforderlich)  Wärmerückgewinnung mit Wärmetauschern (Kreuzstrom-, Gegenstrom  oder Kreuz-Gegenstrom-WT) ist der erforderliche zusätzliche Energieaufwand für die Vorwärmung der Außenluft relativ klein.

Den großen Einspareffekt bringt allerdings im Vergleich zur Fensterlüftung die kontrollierte Lüftung selbst.

Bis zu > 90% Wärme kann aus der Abluft zurück gewonnen werden,

d. h. bis ca. 0°C Außenlufttemperatur, muss die Frischluft nicht vorgewärmt werden (bei 20°C Ablufttemperatur wird die Zuluft auf 18°C erwärmt).

2. Passive Wärmerückgewinnung mit Erdrohr (Erdwärmetauscher)

Zusätzlich kann die angesaugte Frischluft sehr effektiv über ein Erdrohr um das Haus in ca. 1,2-1,5 m Tiefe geführt werden.

(nur bei Keller- oder EG-Aufstellung der Lüftungszentrale).

Hier wird über den Verdampfer der WP der Fortluft Wärme entzogen und auf ein für Heizzwecke nutzbares Temperaturniveau gebracht.

Je nach Anlagenkonzeption wird die gewonnene Energie zur:

- Trinkwassererwärmung

- Frischlufterwärmung oder zur

- Beheizung genutzt.

Zur Anwendung für KWL-Anlagen (KWL=kontrollierte Wohnraumlüftung) kommen Luft/Luft- und Luft/Wasser-WP.

Bei reversiblen Betriebsmodus ist zusätzlich im Sommer auch eine aktive Kühlung und Entfeuchtung der Räume möglich.

Leistungszahlen bis 5 können mit vorgeschalteten Wärmetauscher erreicht werden

(DIN V 18599-Teil 6: Temperaturklasse 2, >0°C bis <7°C).

Energetisch besonders interessant sind Kombinationen passiver und aktiver Wärmerückgewinnung.

Quelle: IKZ FACHPLANER 2/2007

Über den Verdampfer der WP wird der Fortluft Wärme entzogen und auf ein für Heizzwecke nutzbares Temperaturniveau gebracht.

Bei diesem System gelangt die gefilterte Frischluft über mehrere winddrucksichere Wandluftdurchlässe in Wohn- und Schlafräume.

Die Absaugung mittels Abluftventilator erfolgt dabei über Abluftventile in Küche und Bad.

Das Abluftgerät wird im DG oder Spitzboden aufgestellt.

Abluftanlagen stellen vor allem den erforderlichen hygienischen Luftwechsel (=hohe Raumluftqualität) sicher.

Der anlagentechnische Aufwand ist bei zentralen Abluftanlagen geringer als bei kombinierten Zu und Abluftsystemen (interessant bei Sanierung von MFH mit zentraler Trinkwassererwärmung).

Kombinierte Zu- und Abluftsysteme

Bei diesen KWL-Geräten kommen sowohl Luft/Luft-WP als auch Luft/Wasser-WP zum Einsatz.

Mit der Möglichkeit im Sommer die Frischluft zu kühlen, ergeben sich bei reversiblen WP zusätzlich interessante Einsatzbereiche im Komfortbereich.

Was die Kondensations-Wärmenutzung für die Brennwerttechnik ist, bedeutet die Enthalpie-Rückgewinnung für die Lüftungstechnik.

Enthalpie-Rad mit Sorptionstechnik - Unterschied zu herkömmlichen Wärmetauschern

Während bei herkömmlichen WT nur die sensible (fühlbare) Wärme bis zu 90% rückgewonnen werden kann, ohne die zur notwendigen Feuchtezufuhr in den Raum aufgewendete Energie generieren zu können,

kann das Hoval Enthalpie-Rad mit Sorptionstechnik zusätzlich auch noch die in der Luftfeuchtigkeit gebundene Energie erhalten.

Aufbau des Rotationswärmetauschers

Der Wärmetauscher besteht aus einem Rotor aus einer Aluminiummatrix mit bienenwabenähnlicher Struktur, welche mit einer Sorptionsschicht versehen ist.

Funktion

In kleinsten Luftkanälen werden der Abluft die Wärme und zugleich die Feuchtigkeit (Wasserdampfmoleküle) entzogen und auf der Außenluftseite an die Zuluft übergeben.

Bei einer Sorption mit Ionenbildung wird nur der Wasserdampf adsorbiert, während nicht erwünschte Stoffe und Gerüche mit der Fortluft entsorgt werden.

Raumluftbefeuchtung

Eine zusätzliche Befeuchtung erübrigt sich. Die Außenluft wird an Wintertagen durch den Enthalpie-Rückgewinner automatisch geregelt befeuchtet.

Bei traditionellen Wohnungslüftungsgeräten kann die Raumluftfeuchte unter einen unbehaglichen und krankmachenden Grenzwert von 30% sinken!

Vorteile

- Wärmebereitstellungsgrade von 110-150%, je nach Temperatur

  und Feuchte der Abluft

- WT kann nicht vereisen

- Es entsteht kein Kondensat, keine Kondensatleitung

- keine Übertragung wasserlösliche Stoffe

- hygienisch unbedenklich durch antibakterielle Beschichtung

  des Tauscherrades

- Außenluft-Vorwärmung nicht erforderlich

- Einhaltung der neuen Hygienerichtlinien für Raumlufttechnik

Lange hat die Lüftungs- und Klimabranche darauf gewartet, dass thermische Leistungen aus Wärmerückgewinnungen in RLT-Anlagen als regenerative Energie anerkannt wird.

Im Juli 2009 hat das Bundesumweltamt (BMU) in einer Stellungsnahme geklärt, wann solche Wärmerückgewinnungssysteme die Vorgaben aus dem Erneuerbare Energien Wärmegesetz (EEWärmeG) erfüllen und dann als Ersatzmaßnahme geltend gemacht werden können.

Die beiden wichtigsten Aussagen sind:

1. Der Wärmerückgewinnungsgrad muss bei Nenn-Betriebsbedingungen mindestens 70% betragen.

2. Das Wärmerückgewinnungssystem muss eine Leistungszahl von 10 aufweisen.

Leistungszahl bei Anlagen im Wohnbereich

Leistungszahl = zurückgewonnene Wärmeleistung / gesamte elektrische Leistungsaufnahme des Geräts inkl. Ventilator, Motor, Regelung und Steuerung.

Geräte, die gemäß DIN 4719 ¹⁾ eine E-Klassifizierung aufweisen, erfüllen die genannten Voraussetzungen automatisch.

Aufstellung

Die Anlage arbeitet bei richtiger Planung und Montage sehr geräuscharm.

Luftwechsel l (1/h)

Kanalsystem

Wohnräume mit offener (raumluftabhängiger) Feuerstätte, Ablufttrockner, Dunstabzugshaube

Auf jeden Fall sollte die Lüftungsanlage über eine serienmäßige Schutzschaltung gegen Unterdruck verfügen.

Montage und Inbetriebnahme

Lüftungskonzept

Wohnungslüftung ist bei modernen Sanierungskonzepten ein selbstverständlicher Bestandteil

Wesentlichen Anteil an der Luftdichtigkeit bei energiesparender Bauweise haben u. a. die Fenster.

Die Dichtheit eines Fensters wir durch den Fugendurchlasskoeffizient a bestimmt.

Dieser gibt an, wieviel m³ Luft/h bei einer Druckdifferenz (Prüfdruck) von 10 Pa (entspricht leichten Luftzug) durch eine 1 m lange Fuge strömen.

Beispiel:

Kastenfenster (B x H = 1,2 m x 1,4 m -> Fugenlänge 5,2 m)

a = bis zu 5 m³/h

-> natürlicher Luftdurchgang 5,2 m x 5 m³/h = 26 m³/h

analoges modernes Fenster a = 0,05 m³/h

-> natürlicher Luftdurchgang 0,26 m³/h

Ausschlaggebend für lüftungstechnische Maßnahmen ist am Ende die Bauhülle, die besonders bei Gebäudesanierungen bzgl. der verwendeten Dämmmaterialien kritisch zu betrachten ist.

Fachleute in der Verantwortung

Sobald ein Feuchteschaden auftritt, werden die an der Sanierung beteiligten Fachleute in Verantwortung genommen, die bei einer Sanierung keine Überlegung zur Sicherstellung des Mindestluftwechsels anstellten bzw. kein Lüftungskonzept erstellten.

Quelle: IKZ-HAUSTECHNIK 14/2010

1. Feststellung, ob LTM erforderlich sind

Zuerst wird festgestellt, ob z. B. auf Grund von innenliegenden Bädern etc. ein Außenluftstrom zur Belüftung dieser Räume bzw. eine lüftungstechnische Maßnahme (LTM) erforderlich ist.

Danach erfolgt eine Abfrage der Notwendigkeit von LTM aufgrund der Gegebenheiten des Gebäudes (Typ, Lage, Dichtheit, Wärmedämmstandart etc.) in 3 Schritten.

Schritt 1:

Berechnung des erforderlichen Luftvolumenstroms zum Feuchteschutz unter Berücksichtigung des Wärmeschutzstandards:

q_{v, ges, NE, FL} = f_WS x (-0,001 x A_NE² + 1,15 x A_NE + 20)

f_WS = Faktor für den Wärmeschutz

f_WS = 0,3 für hohen Wärmeschutz (mindestens WVO 1995)

f_WS = 0,4 für geringen Wärmeschutz

A_NE = Fläche der Nutzereinheit (m²)

Schritt 2:

Berechnung des Außenluftvolumenstroms über die Gebäudehülle ohne Nutzerunterstützung (Infiltration, z. B. Fenster öffnen) unter Berücksichtigung der Höhe und Lage (windschwach/windstark) des Gebäudes:

q_{v, Inf, wirk} = f_{wirk, komp} x A_NE x H_g x n₅₀ x (f_{wirk, Lage} x Δp/50)ⁿ

f_{wirk, komp} = 0,5 (Vorgabe lt. Norm)

H_g = 2,5 m (Vorgabe lt. Norm)

f_{wirk, Lage} = 1 (Vorgabe lt. Norm)

Δp = Auslegungs-Differenzdruck

Δp = 2 Pa für eingeschossige Nutzereinheiten, windschwach

Δp = 4 Pa für eingeschossige Nutzereinheiten, windstark

Δp = 5 Pa für mehrgeschossige Nutzereinheiten, windschwach

Δp = 7 Pa für mehrgeschossige Nutzereinheiten, windstark

Exponent n = 2/3 (Vorgabe lt. Norm oder Messwert)

Schritt 3:

Vergleich der Werte für Luftvolumenstrom durch Infiltration mit Luftvolumenstrom zum Feuchteschutz

Wenn q_{v, Inf, wirk} < q_{v, ges, NE, FL}

müssen zwingend LTM eingesetzt werden.

2. Auswahl geeigneter LTM

Klärung und Auswahl, welche Lüftungssysteme geeignet sind, die lüftungstechnischen Aufgaben zu erfüllen.

(z. B. eine Abluftanlage mit Außenwandluftdurchlässen oder energetisch effizienter eine Wohnungslüftungsanlage mit WRG.)

Viele Hersteller uns Anbieter von Anlagenkomponenten zur Wohnungslüftung  und auch der Bundesverband für Wohnungslüftung e. V. (www.wohnungslueftung-ev.de) bieten auch ein Berechnungstool an, mit dem sehr einfach für Neubauten und Sanierungen die Notwendigkeit von LTM berechnet werden kann.

Quelle: IKZ-HAUSTECHNIK 14/2010

Hohe Wärmedämmung oder Naturbaustoff?

Man kann natürlich statt eines Hauses mit "Plastikhülle" (17,5 cm Kalksandstein plus 12 cm und mehr Wärmedämmung) auch wieder ein ganz normales Haus aus natürlichen Baustoffen (z. B. 36,5 cm Ziegel, Poroton etc.) bauen und auf eine künstliche Lüftung und deren zusätzliche Kosten, teure Dämmung etc. verzichten.

Die Gesamtenergiebilanz ist besser als meistens (besonders in der Energieeinsparverordnung EnEV) dargestellt.

Die traurige Praxis

Auf der Wunschliste vieler Bauherren steht die Wohnungslüftung derzeit leider ganz unten.

Sobald den Bauherren das Geld ausgeht, wird die Lüftung als erstes gestrichen, noch vor der Solaranlage.

Für die dicke Wärmedämmung nach EnEV hat das Geld aber gerade noch gereicht!!!

 !  Für dichte und gedämmte Gebäude ist allerdings unbedingt eine kontrollierte Wohnraumlüftung erforderlich, um die schönen "Energieeinsparversprechen" überhaupt annähernd zu erreichen.

Es ist inakzeptabel, diese Entscheidung einfach dem Bauherren zu überlassen bzw. ihn vorher nicht ausführlich darüber zu informieren.

Oder man entscheidet sich für ein Gebäude aus natürlichen Baustoffen mit ausreichender Wandstärke und sehr guten U-Werten ohne Dämmung.

In vielen Fällen ist das für den Bauherren u. U. die bessere Lösung.

Bei dichten Gebäuden ist dann allerdings eine manuelle Fensterlüftung zu akzeptieren.

Sinnvoller Einsatz und Einsparpotenzial

Für den Einsatz einer kontrollierten Wohnraumlüftung, deren Einsparpotenzial etc., empfehlen wir unbedingt eine unabhängige Fachberatung!

Die hygienetechnische Gradwanderung

Zentrale Wohnungslüftungsanlagen sollen in Zukunft uneingeschränkt in den Geltungsbereich der VDI-Richtlinie 6022 "Hygieneanforderungen an raumlufttechnische Anlagen" fallen. (Gründruck VDI 6022-1)

Konkret würde die bedeuten, dass die verschärften Hygieneanforderungen bzgl. Gerätedesign, Betrieb, Instandhaltung, periodische Hygienekontrollen und Hygieneinspektionen durch geschultes Personal nicht nur für klassische Raumklimaanlagen, sondern auch für Wohnungslüftungsanlagen, dezentrale Lüftungsgeräte, Raumklimageräte, Luftreinigungsgeräte und Induktionsanlagen gelten.

Strengere Vorgaben, wie Filterstufe F7 (ergo stärkere Ventilatoren, höher Energieverbrauch, höhere Betriebskosten) und die Verwendung hygienegerechter Materialien werden von den Geräteherstellern weitgehend akzeptiert .

 !  Sollte die die neue Hygienerichtlinie kommen, sind die ohnehin wackligen Wirtschaftlichkeitsberechnungen für Wohnungslüftungen Makulatur!

Hygienekontrollen und Hygieneinspektionen durch Fachpersonal werden den Betreiber bzw. Bauherren permanent zusätzlich Geld kosten .

Schwachstellen bei der Wohnraumlüftung

Planung, Handwerk und Ausführung

Dass es mit der Sorgfalt bei der Planung und Ausführung von Wohnungslüftungsanlagen nicht immer zum Besten steht, beweist die Praxis.

Schwachstellen sind die Qualifikation im SHK-Handwerk, die qualifizierte Kundenberatung und die damit verbundene Zurückhaltung der Heizungsfachbetriebe gegenüber interessierten Bauherren.

Aber auch bei den Produkten können Schwachstellen vorhanden sein:

- Reinigung aufgrund von Zugänglichkeit nur eingeschränkt möglich

- Fehlen einer bedarfsgerechten raumweisen Luftmengensteuerung

in Abhängigkeit der jeweiligen Luftqualität

Typische Fehler bei ausgeführten Anlagen

- Lärmbelästigung durch Strömungsgeräusche

- ineffiziente Raumdurchströmung

- falsche Ventilwahl

- zu gering dimensionierte Luftmengen in Schlafzimmer, Küche, Bad

- Querkopplung mit Feuerstellen (Öfen, Kamine etc.)

- zu kleine bzw. falsch platzierte Überströmöffnungen

- falsch platzierte Luftansaugung mit zu hohen Druckverlust

- kein Kondensatablauf bei Erdwärmetauscher und Lüftungsgerät

- mangelhafte Rohrdämmung

- zu geringe Filterqualität

- schlecht ausbalancierte Anlagen (Verhältnis Zuluft zu Abluft)

- keine Filterwechselanzeige im Wohnraum

- zu hohe Luftgeschwindigkeiten

- wenig oder ungeeignetes Rohrmaterial, z. B. Flexrohre

- falsche oder zu kleine Luftauslässe, z. B. Abluftventil als

   Zuluftventil eingebaut.

Energieeinsparung nach Verordnung oder warme Versprechen?

Ein Gespräch zwischen einem Bauherrn und einer Verordnung

Eine Glosse mit mehr oder weniger ernsthaftem Hintergrund

Bauherr:

Ich möchte ein modernes Haus mit möglicht niedrigen Energiekosten bauen. Wie dick müsste ich da das Haus dämmen? Rechnet sich das auch?

EnEV:

Lieber Bauherr, eine möglichst dicke Wärmedämmung spart richtig viel Energiekosten. Und Sie wollen doch viel Geld sparen?

Bauherr:

Ja, und was kostet denn so was?

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