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:
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.
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)
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)