So funktioniert die Wohnungslüftung mit Wärme- und Feuchterückgewinnung

Wohnraumlüftungsanlagen sorgen für stets frische Luft, das ist Fakt. Die Belastung durch Schadstoffe und Pollen kann durch integrierte Feinfilter deutlich reduziert werden. Ein weiterer Aspekt ist die Luftfeuchte: Kalte Winterluft kann nur wenig davon aufnehmen. Selbst wenn sie gesättigt ist, also 100 Prozent relative Luftfeuchte vorliegen, sind das bei 0 °C nur 3,8 g Wasser je kg Luft. Erwärmt auf Raumtemperatur, liegt die Luftfeuchte dann nur noch bei 24 Prozent. Daraus resultiert trockene sogenannte "Heizungsluft".

Eine Wohnungslüftung kann die Gesundheit verbessern

Dass trockene Luft für die Gesundheit problematisch sein kann weiß man spätestens seit der Einführung von Zentralheizungen. „Trockene Luft wirkt sich nicht nur auf die Haut, Augen und Schleimhäute aus, sondern erhöht auch die Übertragungseffizienz von Grippeviren“, so Dr. med. Walter J. Hugentobler, Facharzt für Allgemeine Innere Medizin.

Es liegt nahe, dass trockene Schleimhäute schlechte Filter sind und es ist bekannt, dass in feuchter Luft kleine (Staub-)partikel schneller zusammenkleben und sich ablagern. Zusätzlich wurde in mehreren Untersuchungen nachgewiesen, dass bei niedriger Luftfeuchte die Gefahr von Krankheitsübertragungen deutlich höher ist. Ein Indiz dafür ist, dass Grippe-Epidemien fast ausschließlich bei kalten Außentemperaturen und daher trockener Raumluft auftreten.

Warum das so ist, konnte noch nicht zweifelsfrei begründet werden. Ein Forschungsprojekt “Infectivity of influenza viruses in expiratory aerosols under ambient temperatures and humidities" soll die in der Grafik dargestellten Zusammenhänge untersuchen. Aerosol- und Atmosphären-Physiker, Virologen und Mikrobiologen aus drei Hochschulen wollen den Wirkmechanismus herausfinden, wegen dem Viren und Bakterien - verantwortlich z.B. für Masern, Mumps, Röteln, SARS, RS-Viren, Streptokokken, Pneumokokken, Meningokokken - schon bei mittlerer Raumfeuchte deutlich schneller inaktiviert werden als in trockener Luft.

So kann die Luftfeuchte erhöht werden

Für die Kontrolle der Luftfeuchtigkeit in Wohnräumen bestehen mehrere Möglichkeiten. Je größer die Luftwechselrate, umso geringer wird die Luftfeuchte in Wohnräumen. Daher kann es in gewissem Umfang durchaus sinnvoll sein, die Luftwechselrate im Winter zu reduzieren. Dies geht dann aber zu Lasten anderer Parameter der Luftqualität. Wird der Betrieb von Lüftungsanlagen reduziert, dann wird oft zusätzlich über Fenster gelüftet – die Wärme- und ggf. Feuchterückgewinnung geht dann für den Wohnraum verloren. Viele Nutzer sind dabei noch davon überzeugt, etwas Gutes für die Raumfeuchte zu tun, weil die 0 °C kalte Außenluft ja eine Luftfeuchte von 70 Prozent hat.

Pflanzen haben eine relativ geringe Befeuchtungsleistung, es sei denn, es sind Springbrunnen, Pflanzen- oder Wasserfallwände vorhanden. Alle diese Varianten können bei nicht optimaler Pflege jedoch schnell zum hygienischen Problem werden.

Befeuchter (Dampf, Ultraschall, Hochdruck) müssen eine hohe Qualität haben und regelmäßig gewartet werden, damit sie nicht zu Hygieneproblemen führen. Daneben sind die Kosten solcher Systeme für den Wohnbereich oft zu hoch. Detaillierte Informationen zu den einschlägigen Möglichkeiten sind unter https://mindestfeuchte40.de zu finden. Dieser Internet-Auftritt wurde im Rahmen der Kampagne „Mindestfeuchte 40 Prozent“ des Fachverband Gebäude-Klima e. V. (FGK) erstellt.

Feuchtespeicher wie Lehmputz und Lehmbausteine statt Trockenbauwände können nur geringe Wassermengen speichern. Der Puffereffekt zwischen Sommer und Winter ist vernachlässigbar gering.

Feuchterückgewinnung ist über Wohnungslüftungsgeräte mit Membranwärmeübertragern oder mit Rotationswärmeübertragern möglich. Letztere haben den Vorteil, dass die Wärme- und Feuchterückgewinnung dem jeweiligen Bedarf angepasst werden können.

Bei Membranwärmeübertragern sind Zu- und Abluftvolumenströme durch wasserdampf-permeable Membranen voneinander getrennt. Die warme und feuchte Abluft aus Bädern, Küche etc. gibt mittels dieser Membranen Wärme und Feuchte an die kalte, trockene Abluft ab.

Merkmale eines Rotationswärmeübertragers

Hoval setzt Rotationswärmeübertrager in seinen HomeVent-Wohnungslüftungssystemen ein. Die Abluft durchströmt hier einen Rotor, den man sich wie eine aufgerollte Wellpappe, jedoch aus speziell beschichtetem Aluminium bestehend, vorstellen kann. Dieser Rotor nimmt die Wärme und Feuchte der durchströmenden „verbrauchten“ Raumluft auf, so dass diese Luft kalt und trocken das Haus verlässt. Gleichzeitig gibt der Rotor in einem anderen Bereich die aufgenommene Wärme und Feuchte an die kalte, trockene Frischluft ab. Diese wird dann erwärmt und mit erhöhter Luftfeuchte den Schlaf- und Wohnräumen zugeführt. Vorteile dieser Lösung des Herstellers sind:

• Besonders intensive Wärme- und Feuchteübertragung mittels einer speziellen Sorptionsbeschichtung;
• Über die Rotordrehzahl kann die Wärme- und Feuchte-Übertragungsrate den jeweiligen Anforderungen angepasst werden;
• Wegen der sorptiven Feuchteübertragung entsteht kein Kondensat und es ist kein Kondensatablauf erforderlich;
• Es ist ein Normalbetrieb ohne Vorwärmung bis - 16 °C möglich, da es kein Kondensat gibt, das vereisen könnte;
• Die Fortluft ist so trocken, dass sie in Kellerschächte eingeblasen werden kann;
• Integrierte Pollenfilter (Klasse F 7, ePM 1,0 50 %);
• Mithilfe speziell abgestimmten Schalldämmboxen sind die Geräte besonders leise.

Energetische Aspekte der Feuchterückgewinnung

Bei der Kondensation von Wasserdampf wird seine Verdampfungsenergie freigesetzt. Diese wiederum wird bei Lüftungsgeräten ohne Feuchterückgewinnung zeitweise für die Temperaturanhebung der Außenluft genutzt. Bei Geräten mit Feuchterückgewinnung wird die Feuchte in Form von Luftfeuchte in den Raum zurückgeführt. Der Temperaturhub (Temperaturwirkungsgrad) fällt deshalb etwas geringer aus.

Um diesen definitionsbedingten Nachteil auszugleichen, wird aktuell diskutiert, Geräten mit Feuchterückgewinnung im Rahmen der ErP-(Ökodesign-)Richtlinie einen um 8 Prozent der Feuchterückgewinnung erhöhten Wirkungsgrad zuzuordnen (ɳ=ɳt+0,08ɳx). Ein Gerät mit 80 Prozent Temperaturwirkungsgrad und 80 Prozent Feuchterückgewinnung hätte dann beispielsweise für den Energieausweis etc. einen Wirkungsgrad von 86,4 Prozent. Dies würde widerspiegeln und klarstellen, dass mit höherer Luftfeuchte die gleiche Behaglichkeit schon bei niedrigeren Raumtemperaturen erreicht wird.

Bei Außentemperaturen unter dem Gefrierpunkt kann das Kondensat in Plattenwärmeübertragern gefrieren. Diese werden deshalb entweder mit einer Vorerwärmung (meist elektrisch) ausgestattet oder der Außenluftvolumenstrom wird je nach Regelqualität schon bei Temperaturen über 0 °C stark reduziert, so dass die Wärmerückgewinnung beendet wird.

Beim Hoval-Rotationswärmeübertrager entsteht kein Kondensat, es werden keine Kondensatleitungen benötigt und das Gerät läuft auch bei - 15 °C noch ohne Einschränkungen. Auch dies wird im Rahmen der ErP-Richtlinie berücksichtigt.

Wohnungslüftungsgerät auf dem Balkon installieren

Wegen einer wirksamen Wärmedämmung und weil kein Kondensat anfällt, das in einer Ableitung gefrieren würde, können Wohnungslüftungssysteme HomeVent auch im Kaltbereich installiert werden. Es ist lediglich sicherzustellen, dass die warmen Luftleitungen (Zu- und Abluft) auf kürzestem Weg ins Gebäude geführt werden. Diese Lösung bietet sich vor allem bei Wohnungen für die Installation in Schränken auf dem Balkon an.

Meist werden beim Wohnungseinsatz die Lüftungsgeräte in einem innenliegenden Abstellraum installiert. Außen- und Fortluftleitungen werden dann oft über lange Strecken in Abkofferungen durch Wohnräume geführt. Neben hohen Energieverlusten und dem nicht geringen Platzaufwand besteht bei solchen Lösungen immer das Risiko, dass es bei unzureichender Wärmedämmung zu Feuchteschäden kommt.

Das Unterbringen von Wohnungslüftungsgeräten auf dem Balkon (siehe Bild) hat also die folgenden Vorteile:

• Geringer Platzbedarf;
• Keine Geräuschentwicklung des Geräts im Wohnbereich;
• Keine langen Luftleitungen im Wohnbereich und damit gleichzeitig weniger Energieverluste und Platzbedarf sowie keine Gefahr von Feuchteschäden durch unzureichende Leitungsdämmung;
• Geschütze Außenluftansaugung aus dem Installationsschrank ohne Beeinträchtigung durch Regen oder Schnee.

Kompakte Installation im Einfamilienhaus

Mit dem Lüftungsgerät HomeVent FRT (251 / 351 / 451), bei dem sich alle notwendigen Anschlüsse auf der Oberseite befinden, ist für Einfamilienhäuser und große Wohnungen eine besonders kompakte Bauweise realisierbar. Bei der Installation im Keller, in einem Schrank (60 x 60 cm²) oder unter dem Dach werden folgende Vorteile genutzt:

• Die optional aufsetzbare Schalldämmbox für alle vier Luftwege ist lediglich 40 cm hoch;
• Besonders leiser Betrieb: So beträgt Schallleistungspegel in der Zuluft
  
  nach dem Schalldämpfer unter 30 dB(A) bei einem Luftvolumenstrom von 250 m³/h;
• Dank verschiedener Varianten der Luftführung in der Schalldämmbox sind drei Anschlussarten möglich;
• Benötigte Grundfläche 0,56 x 0,56 m;
• Gerätehöhe inklusive Verteiler (je 9 x Zu- und Abluft) 2,10 m;
• Volumenströme bis 450 m³/h bei 100 Pa Druckdifferenz bzw. 330 m³/h bei Nennlüftung;
• Kein Kondensat und damit keine Vereisungsgefahr bzw. keine Vorheizung und kein Kondensatablauf notwendig.

www.hoval.de

Dieser Beitrag von Peter Kröplin ist zuerst erschienen in die Kälte + Klimatechnik 4/21. Peter Kröplin ist Produktmanager "Wohnraumlüftung" bei der Hoval GmbH in Aschheim.