Zentrale Lüftung mit Erdwärmeübertrager

Eine Gewinnkombination

Zentrale Lüftungsanlagen sind in der Regel die Standardeinstellung für Neubauten. Mit einem Luftkanalsystem sorgen sie für eine steuerbare Lüftung in den verschiedenen Räumen einer Wohnung. Bad, Küche oder WC gelten als Ablufträume, während Schlafzimmer und Wohnräume als Zulufträume bezeichnet werden.

Egal welches Lüftungssystem man nutzt, es wird immer frische Außenluft genutzt. Im Winter z.B. können die Temperaturunterschiede zwischen der Außen-und Innenluft bis zu 35° Celsius erreichen. Um diese Luft vorzuwärmen, kommt der Erdwärmerübertrager zum Einsatz.

Ein Erdreichwärmetauscher ist ein unterirdischer Wärmetauscher, der Wärme in den Boden abführen kann. Jedoch kann die Wärme der Erde für Aufwärmung des Hauses genutzt werden. Erdreichwärmetauscher sind oft eine praktische und günstige Alternative oder Ergänzung zu herkömmlichen Zentralklimaanlagen, da keine Kompressoren, Chemikalien oder Brenner erforderlich sind. Um die Luft der Erd-Röhren in das Haus zu bringen, kommen Ventilatoren zum Einsatz. Ihre Verwendung kann dazu beitragen, Gebäude Passivhaus-Standards zu erfüllen.

Erdreichwärmetauscher nutzen oberflächennahe Geothermie - Sonnenenergie, die in dem Boden gespeichert wird. In dieser Tiefe herrschen normalerweise Temperaturen von 8 °C bis 12 °C und stehen sofort zur Verfügung. So teilt das Haus die Energie, mit der Erde in der gleichen Art und Weise, wie die Wurzeln der Bäume die Nährstoffe mit ihren Blättern und Zweigen austauschen.

In die Tiefe gehen

Die Rohre, die einen Erdkreis bilden, werden in der Regel aus Polyethylen gefertigt und können, unter dem Erde horizontal oder vertikal begraben werden, abhängig von den Eigenschaften des Standortes. Gusseisen- und Betonrohre kommen auch infrage, wegen ihrer besseren Wärmeübertragungseigenschaften, allerdings sind sie teurer und müssen vor dem Erdreich mit einer speziellen Beschichtung geschützt werden. Wegen der Kühlung oder Erwärmung des Erdreichs spielt der Abstand zwischen den Rohren eine entscheidende Rolle.

Bei der Wahl des Rohrdurchmessers sind zwei Variablen zu betrachten: die Wärmeübertragungsfläche und der innere Wärmeübergangskoeffizient. Diese Variablen wirken aufeinander gegenseitig negativ ein. Laut Abmessungen liegt der ideale Durchmesser zwischen 80 und 150 mm. Die Vorwärmung der Außenluft im Winter verhindert eine Vereisung der Abluftseite. Auf diese Weise wird eine verbesserte Betriebssicherheit bei Wärmerückgewinnungsanlagen erreicht. Auch Erdreichwärmetauscher mit Rohren von 1 m Tiefe können die Außenluft über die Frostgrenze erwärmen. Im Sommer entfeuchtet der Erdwärmeübertrager sogar die Lüftung, wenn die Taupunkttemperatur im Rohrinneren unterschritten wird.

Die Erdreichtemperaturen sind von der Sonnenstrahlung, der Jahreszeit und der Erdtiefe abhängig. Im Winter beträgt die Temperatur bei 1 m Tiefe etwa + 4,5°C. Um wärmere Bodentemperaturen zu erreichen, sollten die Rohre etwas tiefer liegen. Allerdings verändert sich nach 4 Meter Tiefe die Temperatur kaum noch und liegt zwischen 8 und 12 °C.
In der folgenden Tabelle finden Sie die Erdreichtemperaturen nach Tiefe und Jahreszeit:

Um den besten Effizienzgrad zu erreichen, wird empfohlen, die Rohrtiefe so auswählen, damit die Temperaturunterschiede, in den kälteren Monaten, maximal werden. Bei der Auswahl der Tiefe müssen Sie auch die Kosten der Erdarbeiten betrachten, um die gesamte Ersparnis auch wirtschaftlich berechnen zu können. Ein weiterer wichtiger Wirtschaftsfaktor sind die Ventilator-Stromkosten. Diese dürfen nicht höher sein, als die Energie, die bei Betrieb des Erdreichwärmetauschers eingespart wird.
Ein weiterer einflussreicher Faktor, der sich auf die Erdreichtemperatur auswirkt, ist die Betriebsweise des Erdwärmeübertragers. Der Betrieb über längere Stunden kühlt das Erdreich im Winter und wärmt ihn im Sommer. Innerhalb einer Betriebsunterbrechung kann das Erdreich wieder regenerieren - je länger, desto besser. Eine Installation des Erdwärmeübertragers unterhalb des Hauses kann somit nicht gelingen, da dort keine Sonnenstrahlung hin gelangt. Eine Rohrverlegung um das Gebäude kann in diesem Fall viel besser wirken.

Die Kombinierung einer zentralen Lüftung mit einem Erdwärmeübertrager ist sowohl modern, als auch umweltschonend und bringt finanzielle Vorteile mit sich. Diese sind allerdings von mehreren Faktoren wie der Jahreszeit, der Tiefe der Rohre, Baumaterialien und der Betriebsweise der Anlage abhängig.