Zuluftvorwärmung mit Erdwärmetauscher

Der Erdwärmetauscher dient dazu, dass die Temperatur des Erdreichs im Winter zur Vorwärmung der Zuluft und im Sommer zur Kühlung genutzt wird. Da im Winter das Erdreich wärmer ist als die Außenluft kann mit dieser Maßnahme Energie eingespart werden. Im Sommer kann der Erdwärmetauscher zur Kühlung der Zuluft verwendet werden, dabei ist jedoch der mögliche Kondenswasseranfall zu beachten.
Die Planung des Erdwärmetauschers sollte bereits vor Ausführung der Kellerschalung abgeschlossen sein, da die Durchführung ins Haus berücksichtigt werden sollte.

Gefahr der Vereisung des Lüftungsanlagen-Wärmetauschers im Winter

Bei hocheffizienter Wärmerückgewinnung im Lüftungsgerät wird der Abluft sehr viel Wärme entzogen, um die Raumuluft zu erwärmen. Wenn die Zuluft zu kalt ist wird die Abluft so weit heruntergekühlt, dass im Wärmetauscher Eis gebildet wird. Dies kann einerseits den Wärmetauscher beschädigen, andererseits verschlechtert eine Vereisung den Wirkungsgrad des Wärmetauschers ganz wesentlich. Aus diesen Gründen ist es wichtig, dass die Zuluft nicht zu weit unter den Gefrierpunkt fällt (je nach Wirkungsgrad des Wärmetauschers), in der Praxis sollte die Zuluft nicht unter etwa -2°C fallen. Diese Zuluftvorwärmung kann mit unterschiedlichen Systemen erfolgen:

  • Luft-Erdwärmetauscher, "Luftwärmetauscher" (gebräuchlichstes System)
  • Sole-Erdwärmetauscher (empfehlenswert!)
  • Luftbrunnen (keine praktische Bedeutung) oder
  • elektrische Vorwärmung (billig, aus energetischen Gründen aber nicht empfehlenswert)

Luft-Erdwärmetauscher ("Luftwärmetauscher")

  
Der Luft-Erdwärmetauscher besteht aus Rohren, die nahezu horizontal im frostfreien Erdreich verlegt werden. Dies kann rund um die Baugrube oder auch frei unter offenen Flächen (z.B. Garten) erfolgen. Der Durchmesser der Rohre beträgt 150mm-200mm, größere Durchmesser erhöhen den Preis für das Rohrmaterial überproportional. Filter an der Ansaugöffnung sind notwendig, ein Insektenschutzgitter ist zu wenig. Weiters muss das verwendete Rohrmaterial absolut dicht gegen Regen- oder Grundwasser sein. Alles zum Thema "Planung von Luftwärmetauschern" finden Sie unter Planungshinweise.

Sole-Erdwärmetauscher (soledurchströmter Erdwärmetauscher)

Als Variante zu diesen Luftwärmetauschern sind auch Erdwärmetauscher erhältlich, bei denen eine Solelösung als Wärmeträger verwendet wird. Beim Sole-Erdwärmetauscher wird durch die Erde ein 25-32 mm starke PE-Leitung verlegt, wie man sie vom Trinkwasser-Hausanschluss kennt. Durch diese Leitung wird ein Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch gepumpt. Sie benötigt kein Gefälle und kann bei Häusern mit Keller z.B. zweimal um das Fundament herum oder in anderen vorhandene Baugräben, z.B. parallel zum Abwasser verlegt werden (in etwa 1,5 bis 2,5m Tiefe). Zur Vorwärmung von 200m³ Luft pro Stunde sollten etwa 100m Soleleitung verlegt werden. In die Frischluftleitung der Lüftungsanlage wird ein Sole-Luft-Wärmetauscher eingebaut, bei dem im Winterbetrieb die Luft von der Sole vorgewärmt (bzw. im Sommer vorgekühlt) wird.

Vorteile und Nachteile Sole-Erdwärmetauscher:
Hohe Robustheit der Erdleitung
Viel bessere und stufenlosen Regelbarkeit und damit bessere Ausnutzung der Erdwärme bzw. Abschaltung bei ausreichend hohen Außentemperaturen (Grenztemperatur kann genau definiert werden)
Wegfall aller hygienischen Probleme bzw. Risiken einer Luft-Erdleitung (problemlose Stillstandszeiten im Sommer oder in der Übergangszeit)
Geringere Kosten beim Aushub, da Sole-Erdwärmetauscher im Unterschied zu Erdluftkanälen kein sorgfältig nivelliertes Gefälle benötigen.
Insgesamt etwas aufwändigerer Aufbau
Zusätzlicher (aber reIativ geringer) Energieverbrauch für die Soleumwälzpumpe (etwa 50kWh für Pumpe und Regelung pro Jahr)

Luftbrunnen

Der Luftbrunnen besteht grundsätzlich aus einem porösen Massespeicher (z.B. Kies- oder Steinschüttung), der von der zu erwärmenden Luft durchströmt wird.

Vorteile und Nachteile Luftbrunnen:
"Automatische" Be- und Entfeuchtungswirkung durch die Feuchte des Massespeichers
Feuchte und reIativ warme Luft können Bakterienwachstum begünstigen (Hygienefrage)
Bei Durchmischung des Massespeichers mit reaktionsfähigen Materialien, Oberflächenwasser, Erde oder Biomasse sind die hygienischen Auswirkungen nicht abschätzbar (Atemluft wird durch unbekanntes Material geleitet)

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