Vor- und Nachteile der Systeme
Ein Vorteil von Enthalpie-Plattenwärmeübertragern ist, dass sie – mit Ausnahme einer Bypassklappe für den Sommerbetrieb – ohne bewegliche Verschleißteile auskommen. Allerdings zeigen empirische Untersuchungen, dass die Membran Verschleiß unterliegt und im Laufe der Zeit die Rückgewinnungsgrade von Wärme und Feuchte abnehmen. Zu berücksichtigen ist außerdem, dass in der Regel bauseits ein Kondensatablauf vorzusehen ist, da der Wasserdampf an der Membran ab etwa +6 °C kondensiert. Wohnraumlüftungen mit Plattenwärmeübertragern werden häufig auch geringere Stromkosten zugesprochen, da keine Antriebsenergie notwendig sei. Durch den hohen Kondensatanfall ist jedoch bei niedrigen Außentemperaturen die Erwärmung der Zuluft notwendig – der Schwellwert ist dabei geräte- und systemabhängig. Üblicherweise wird dazu ein Heizregister vorgeschaltet, um das Einfrieren des Wärmeübertragers zu verhindern. Je nach Wohnort ist der Strombedarf dafür dann ähnlich hoch wie die Leistungsaufnahme eines Rotorantriebs. Bei Rotationswärmeübertragern besteht jedoch trotz Kondensation der Abluftfeuchte selbst in extremen Frostperioden praktisch keine Vereisungsgefahr. Dennoch bleibt auch dann die Feuchterückgewinnung in ausreichendem Maß erhalten, wie Datenreihen aus einem Pilothaus zeigen, das Systemair seit drei Jahren analysiert: In einem KfW-40-Effizienzhaus gewinnt die Haustechnikzentrale „Genius“ aus der Abluft Wärme für die Raumbeheizung und Warmwasserbereitung. Zusätzlich ist eine Luft/Luft/Wasser-Wärmepumpe integriert. Die Wärme- und Feuchterückgewinnung erfolgt per Kondensationsrotor. Die Daten aus dem Pilothaus zeigen, dass auch während langer Kälteperioden die relative Raumluftfeuchte nicht unter 30 Prozent absinkt und in der Regel deutlich über 40 Prozent liegt [3]. Ein weiterer Vorteil des Kondensations-Verfahrens: Es kommt in der Sommerzeit bei hoher relativer Außenluftfeuchtigkeit zu keiner Überfeuchtung in den Räumen. Grund ist das physikalische Prinzip der Kondensation: Die Übertragung von Feuchte hängt maßgeblich von der Feuchtedifferenz zwischen der abgeführten Warmluft und der Sättigungsfeuchte der zugeführten Außenluft ab. Mit anderen Worten: Weist die Außenluft bereits eine hohe relative Luftfeuchtigkeit auf, kann sie weniger oder gar keine Feuchte aufnehmen, sie wird also mit der Fortluft nach draußen transportiert.
Fazit
Eine extreme Unterschreitung oder Übersättigung der Raumluftfeuchte wirkt sich generell nachteilig auf das menschliche Wohlbefinden aus. Bei zu trockener Luft erhöht sich der Staub- und Bakteriengehalt der Raumluft. Zudem leiden insbesondere Asthmatiker, wenn die Raumluftfeuchte zu hoch ist. Dezentrale Luftbefeuchter können die Raumluft nicht exakt konditionieren und bergen darüber hinaus Hygienerisiken. Somit ist es unter den Aspekten „Gesundheit“ und „Komfort“ ratsam, als Systemlösung Anlagen zur Wohnraumlüftung zu installieren, die auch Feuchte rückgewinnen. Damit steigt sogar der Wärmerückgewinnungsgrad, wie Prof. Dr.-Ing. Thomas Hartmann vom ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden analysierte. In den Klimazonen Mittel- und Nordeuropas, wo Frostperioden zu erwarten sind, bieten Rotationswärmeübertrager mit Feuchterückgewinnung durch Kondensation die technisch und wirtschaftlich optimale Lösung für moderne Energieeffizienzhäuser: Sie sind in der Anschaffung deutlich günstiger als Enthalpie-Plattenwärmeübertrager, die Feuchterückgewinnung bleibt konstant hoch, ist also nicht vom Verschleißzustand der Membranen abhängig – und in Frostperioden besteht bei Rotoren keine Vereisungsgefahr.
In frostfreien Gebieten wie in Südeuropa sind hingegen Plattenwärmeübertrager ohne Feuchterückgewinnung ausreichend.
Quellen:
[1]„Trockene Luft“ und ihre Auswirkungen auf die Gesundheit – Ergebnisse einer Literaturstudie Gefahrstoffe Reinhaltung der Luft – GRdL 67 (2007) Nr. 3, S. 103-107
[2] www.aha.ch
[3] Systemair, Datenreihen Pilothaus „Weißbach“, Aufzeichnungen seit 2012
[4] „Energetischer Vergleich von Rotor (Regenerator) und Plattenwärmeübertrager (Rekuperator) auf Basis einfacher thermodynamischer Ansätze“, ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden Forschung und Anwendung GmbH, Prof. Dr.-Ing. T. Hartmann, Dipl.-Ing. C. Knaus, Januar 2015
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