Ingenieurbüro Brück, Meschede

Das 3-Liter-Wohnhaus

Lüftungsanlage

In der heutigen Zeit halten wir uns zu 90% in Räumen auf. Dies stellt hohe Anforderungen an unser Innenraumklima welches durch die Lüftung reguliert wird. Die unkontrollierte Lüftung erfolgt durch das Öffnen von Fenstern und Türen und stellt damit einen bedeutenden Teil der Heizkosten (ca. 40-50%) dar und somit die Verschwendung der nicht erneuerbaren Energieressourcen.

Im 3-Liter-Wohnhaus sorgt eine kontrollierte Wohnungslüftung über eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung bei geschlossenen Türen und Fenstern für den gewünschten Luftaustausch. Die Wärmerückgewinnung entzieht der verbrauchten Luft über einen Kreuzwärmetauscher bis zu 80% der Wärme und führt sie der frischen Außenluft wieder zu. Zusätzlich wird zur Vorerwärmung der Außenluft eine 45 m langer und 2,5 m tiefer Erdreichwärmetauscher eingebaut.

Neben der gesunden und komfortablen Lüftung durch den Einsatz der Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung kann auch in erheblichem Umfang Heizenergie und somit CO₂-Emission eingespart werden.

Wohnklima

Beim Aufenthalt in geschlossenen Räumen verbrauchen wir durch unsere Atmung Sauerstoff. Wir produzieren CO₂ und Feuchtigkeit.

Der abnehmende Sauerstoffgehalt der Luft und zunehmende CO₂-Gehalt haben verschiedene Auswirkungen auf den Menschen. Die Konzentrationsfähigkeit nimmt ab, Müdigkeit stellt sich ein, es können sogar Kopfschmerzen verursacht werden.

Der Mensch produziert Feuchtigkeit; beim Kochen, Duschen, Baden aber auch durch Schwitzen. Wird diese Feuchtigkeit nicht abgeführt, so schlägt sie sich an den Wänden nieder und es kann unter Umständen zu Schimmelbildung kommen.

Die herkömmliche freie Lüftung durch undichte Fensterfugen, wird durch Sanierungsmaßnahmen wie neue, dichte Fenster eingeschränkt. In Neubauten tritt sie aufgrund von dichten Fensterfugen nicht auf.

Regelmäßiges Lüften - alle zwei Stunden Stoßlüften - ist schwer durchführbar. Zudem hat es entscheidende Nachteile. Es muss sehr lange gelüftet werden, um einen kompletten Luftwechsel und damit eine ausreichende Durchlüftung zu erreichen; auch kann es zu erheblichen Zugerscheinungen kommen, die im Büro zu herum fliegenden Blättern führen. Zudem führt diese Lüftungsart zu stark schwankender Luftqualität.

Im Winter ist die frische Außenluft kalt und man lüftet ungern, da es dabei zu einer Auskühlung der Räumlichkeiten kommt.

Mit einer kontrollierten Raumlüftung wird eine stetige Durchlüftung erreicht. Frische Luft wird an alle Stellen des Raumes transportiert.

Zu schwankender Luftqualität kommt es nicht, da ständig frische Luft zufließt und alte Luft abgezogen wird.

Mittels einer Wärmerückgewinnung bei der verbrauchten, alten, aber noch warmen Raumluft, kann die Frischluft angewärmt werden. Im Winter gelangt damit warme Frischluft in den Raum.

Abscheidung von Kondenswasser bei Abkühlung von feuchter Luft

Luft besitzt nur ein begrenztes Aufnahmevermögen für Wasserdampf. Die maximal mögliche Feuchtigkeits- menge ist abhängig von der Luft- temperatur. Bei 25 °C nimmt ein Kubikmeter Luft maximal 24 g Wasserdampf auf, die relative Luftfeuchtigkeit beträgt dann 100 %.
Enthält die Luft 12 g Wasserdampf, dann ist sie zur Hälfte gesättigt; die relative Luftfeuchtigkeit beträgt 50 %.
Kühlt man diese Luft ab (z.B. an schlecht wärmegedämmten Außenbauteilen) so wird bei 14°C der sogenannte Taupunkt erreicht.
Das bedeutet, daß sich an den kältesten Flächen Wasser niederschlägt (=Kondensation). Man kann dieses Phänomen auch auf gekühlten Flaschen und auf kalten Brillengläsern in warmer Umgebung beobachten.
Es ist also bei der Installation notwendig, für eine Kondensatabfuhr zu sorgen, nach dem die Feuchtigkeit aus der abgekühlten Luft ausgefallen ist.

Anlage

Im 3-Liter-Wohnhaus sorgt eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung mit Luft-Luft-Wärmepumpe der Firma Wölfle GmbH für frische Luft. Zusätzlich kommt ein Erdreichwärmetauscher zum Einsatz.
Das Lüftungsgerät saugt frische Außenluft über den 45 m langen im Erdreich verlegten Erdwärmetauscher an, welcher die Luft im Winter erwärmt und im Sommer abkühlt.
Im Lüftungsgerät wird die Luft erst durch den Filter und dann durch den Kreuzstromwärmetauscher geführt, wo sie durch die warme Abluft erwärmt wird. Innerhalb des Kreuzstromwärmetauschers wird der größte Anteil der Abluftwärme zurückgewonnen. Im weiteren Verlauf durchströmt die frische Außenluft den Verflüssiger der Luft-Luft Wärmepumpe.
Hier wird die restliche Wärme der Zuluft zugeführt, die auf der Abluftseite durch den Verdampfer aufgenommen wurde. Der Abluft wurde die gesamte Wärmeenergie entzogen, sie gelangt nun als kalte Fortluft ins Freie.

Fernbedienung

Schnittdarstellung Gerät

Technische Daten Lüftungsgerät
Wölfle Typ ZL-35-WW-V3

Luftmenge max. 690 m²/h

Luft-Luft-Wärmepumpe
Wärmeleistung 7,5 kW

Kreuzstromwärmetauscher mit einer Wärmerückgewinnung von 70 %

Fernbedienung zur Steuerung und Information

Zu- und Abluftventilatoren als doppelseitig saugende Hochleistungs-Radialgebläse

Filter für Außen- und AbluftFilterklasse F5

Luftmengenregelung über die Fernbedienung

Erdreichwärmetauscher EWT
Zusätzlich zur Wärmerückgewinnung über den Kreuzwärmetauscher und die Luft-Luft Wärmepumpe gestattet die EWT-Anlage im 3-Liter-Wohnhaus eine weitere deutliche Energieeinsparung für die Heizung im Winter. Sie verbessert außerdem im Sommer das Mikroklima der Räume. Die EWT-Anlage wird in Kombination mit der Lüftungsanlage ohne großen Aufwand betrieben, da sie in der vorhandenen Baugrube mit geringem Materialaufwand und unkritischer Dimensionierung eingebaut ist. Die EWT-Anlage wurde in 2,0 m Tiefe aus KG-Rohren DN 200 mit einer Länge von 45 m ausgeführt.
	Die für die Zentrallüftungs-Anlage benötigte Außenluft wird durch den Erdreich-Luft-Wärme- tauscher (EWT-Anlage) geführt. Da die Erdreichtemperatur in ca. 1m Tiefe im Winter die Frostgrenze nicht unterschreitet und im Sommer zwischen 10°C und 20°C bleibt, kann bei o.g. Außentemperaturen die Temperaturdifferenz zwischen Erdreich und Außenluft (bis zu 25 K) sehr wirtschaftlich zur Vorwärmung bzw. Vorkühlung der Außenluft genutzt werden.
Luftvorwärmung im Winter Bei einer Verlegetiefe von 2,0 m und einer Rohrlänge von 45 m ermöglicht die EWT-Anlage z.B. bei -15°C Außentemperatur die energiesparende Vorwärmung der Außenluft auf ca. +1°C. Diese Kennwerte sind aber vom Luftvolumenstrom abhängig. Die Werte beziehen sich auf einen Luftvolumenstrom von ca. 150 m³/h. Kühleffekt im Sommer Bei einem Luftvolumen von ca. 150m³/h, einer Verlegetiefe von 2,0 m und einer Rohrlänge von 45 m ermöglicht die EWT-Anlage z.B. bei +30°C Außentemperatur die Kühlung der Außenluft auf ca. +17°C.