Wärmerückgewinnung – effizient Energiekosten sparen

Die verschiedenen Arten der Wärmerückgewinnung

 

Frische Luft in Räumen ist nicht nur für das klare Denken und Arbeiten wichtig, sondern verhindert auch die Bildung von Schimmel. Zum Lüften müssen Fenster und Türen geöffnet werden, dabei ist ein Wärmeverlust nicht zu vermeiden. Um ein angenehmes Raumklima zu schaffen und trotzdem Energie- und Heizkosten zu sparen empfiehlt sich eine Wärmerückgewinnungsanlage. Durch Wärmerückgewinnung wird die verbrauchte Luft ausgetauscht und ohne das Öffnen von Türen und Fenstern wird sauerstoffreiche Frischluft in den Raum befördert. In Wohnraumlüftungen sorgt sie dafür, dass die kalte Außenluft, durch die Wärme der Innenluft, bereits erwärmt in die Wohnung zurückgeleitet wird. Lüftungen mit Wärmerückgewinnung bieten eine ökologische und energiefreundliche Ergänzung zu Ihrer Heizung. Wie genau Wärmerückgewinnung funktioniert, welche Arten und Vorteile es gibt, können Sie in unserem Ratgeber lesen.

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Was ist Wärmerückgewinnung?

Wärmerückgewinnungssysteme werden zur Wiedernutzbarmachung von thermischer Energie, die einen Raum verlässt, verwendet. Das Hauptziel der Wärmerückgewinnung ist die Minimierung des Primärenergieverbrauchs eines Gebäudes.

Primärenergie ist die Energie, die in einer natürlich vorkommenden Energiequelle, wie z.B. Braunkohle oder Erdgas, bereits vorhanden ist. Bei der Verbrennung dieser Stoffe wird besonders viel CO2 ausgestoßen, um den Klimawandel einzudämmen, soll der Verbrauch dieser Ressourcen verringert werden. Aus diesem Grund hat die Regierung sich zum Ziel gesetzt, den Primärenergieverbrauch bis 2050 um 50% gegenüber dem Jahr 2008 zu senken. Wärmerückgewinnung in Lüftungen tragen ihren Teil zur Einsparung der Ressourcen bei, vor allem in Neubauten kommen Lüftungsanlagen zum Einsatz. Da hier durch die dichte Bauweise kein natürlicher Luftaustausch entstehen kann. In Altbaugebäuden macht der Einsatz der Anlagen genauso Sinn, vor allem zum Schutz vor Feuchtigkeit und dadurch entstehenden Schimmel. Indem Sie Ihre Heizkosten berechnen, können Sie feststellen, wo eine Lüftung mit Wärmerückgewinnung Ihnen Vorteile bringen könnte.

 

Die verschiedenen Luftströme bei der Wärmerückgewinnung

  • Die Abluft: verbrauchte Luft, die aus dem Raum abgeführt wird
  • Die Zuluft: frische Luft, die einem Raum zugeführt wird
  • Die Fortluft: Luft, die nach draußen geleitet wird 

Wie funktioniert Wärmerückgewinnung?

Lüftungen mit Wärmerückgewinnung arbeiten mit Abwärme der verbrauchten Luft, der Abluft, um sie mit frischer Außenluft, der Zuluft, auszutauschen. Im Winter wird die Abluft durch die aufgeheizte Zuluft erwärmt und im Sommer gekühlt.

Zum Einsatz kommen Wärmetauscher, sie werden in den Zu- und Abluftkanälen der Lüftungsanlagen verbaut. Bei der Wärmerückgewinnung in Lüftungen werden drei Arten unterschieden, die rekuperativen und regenerativen Wärmerückgewinnung und der Einsatz von Wärmepumpen.

 

Die Arten der rekuperativen Wärmerückgewinnung

Bei der rekuperativen Wärmerückgewinnung wird ein Wärmetauscher verwendet, die Wärme der Abluft wird an eine Trennwand übertragen, die Wärme wird dann von der Zuluft übernommen und die Luft erwärmt sich. Außen- und Innenluft fließen gleichzeitig aneinander vorbei, getrennt durch die Wand im Wärmeübertrager. So stehen Zu- und Abluft während dieses Prozesses nie in Verbindung miteinander, so kann keine Feuchtigkeit übertragen werden. Diese Technik findet man beispielsweise in Plattenwärmetauschern, welche sich für Wohnungslüftungen eignen.

Plattenwärmetauscher in Wohnraumlüftungen

In Plattenwärmetauschern befinden sich mehrere dünne Platten aus Alu- oder Edelstahlblech oder auch Kunststoff. Die Platten sind parallel zueinander angeordnet, in den Zwischenräumen fließt immer abwechselnd Ab- und Zuluft. Für Wohnräume werden Gegenstrom-Plattenwärmetauscher eingesetzt, das bedeutet, die Luft zieht immer genau gegenläufig durch den Wärmeübertrager. Die Platten sind wärmeleitend, so wird die vorhandene Wärme oder Kälte an die Zuluft abgegeben. Wärmerückgewinnung durch Plattenwärmetauscher kann eine Rückwärmezahl von 50-80 % erreichen. Diese Zahl gibt an, wie viel Wärme aus der Abluft zurückgewonnen werden kann. Gerüche, Luftfeuchtigkeit und Bakterien werden im Plattenwärmetauscher nicht übertragen.

Diese Infografik zeigt den Aufbau eines Plattenwärmetauschers. Zu sehen ist, dass die kalte Außenluft im Tauscher durch die warme, nach draußen strömende Luft erhitzt wird.

Die Arten regenerativen Wärmerückgewinnung

Die Systeme der regenerativen Wärmerückgewinnung verwenden ein flüssiges oder festes Zwischenmedium, um die Wärme der Abluft an die Zuluft zu übertragen. Das Zwischenmedium speichert die Wärme aus dem Raum, dasselbe Medium gibt die Wärme wieder an die kühle Außenluft ab.

Wärmerückgewinnung durch Rotationswärmetauscher

Der Rotationswärmetauscher, oder auch Wärmerad, ist eine bewegliche Speichermasse. Hier dient ein sich ständig drehender Rotor als fester Speicher. Der Rotor setzt sich aus mehreren dünnen Blechen zusammen, auf eine flache Platte folgt immer eine gewellte. Durch die eine Hälfte des Rotationswärmetauschers fließt die Abluft aus dem Raum und durch die andere Hälfte die frische Zuluft von außen. Die erwärmte Abluft leitet ihre Wärme an das Speichermedium, der Rotor dreht sich weiter und überträgt die Wärme so auf die andere Hälfte mit der Frischluft. Im Sommer kann durch das umgekehrte Prinzip die Wärmerückgewinnung eine Kühlung des Raums herbeibringen.

Hier ist der Aufbau eines Wärmerads zu sehen, die kalte Luft strömt herein und warme heraus. Es wird dargestellt, wie durch Folien die Wärme gespeichert und durch die Rotation an die kalte Luft abgegeben wird.

Wärmerückgewinnungsanlagen mit Kreislaufverbundsystem

Hochleistungs-Kreislaufverbundsysteme (KVS) sind Wärmerückgewinnungsanlagen, deren Vorteil darin besteht, dass die Außenluft- und Zuluftgeräte auch getrennt voneinander aufgestellt werden können. In diesen Anlagen werden zwei Wärmetauscher verbaut, jeweils im Außen- und Fortluftstrom-Register. Die Register sind mit einem Rohrsystem verbunden, in dem sich als Wärmeträger meist eine Wasser-Glykose Mischung befindet. Eine Pumpe befördert das Trägermedium zum zweiten Register, an den die Energie übertragen wird. Der Wärmerückgewinnungsgrad bei Hochleistungssystem liegt bei bis zu 80 %.

Weitere Systeme der regenerativen Wärmerückgewinnung sind Umschalt-Wärmetauscher und Wärmerohr-Austauscher. Regeneratives Heizen funktioniert unter anderem auch mit Wärmepumpen.

 

Wärmerückgewinnung mit dem Wärmepumpen-Verfahren

Wärmerückgewinnung durch Wärmepumpen ermöglicht es, Wärme für Heizsysteme zugewinnen, die Anlage funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur das der Raum erwärmt wird. Die Wärmepumpe entnimmt Wärme aus der Umwelt, z.B. aus dem Grundwasser, so wird ein Kältemittel erhitzt und verdampft. Durch das Weiterleiten an einen Verdichter wird die Temperatur erhöht und kondensiert in einem weiteren Wärmeübertrager. Hierbei wird die Wärme wieder abgegeben und von dem Wasser eines Wärmeverteilsystem im Gebäude aufgenommen. So kann Wärmerückgewinnung eine Heizung mit Wärme beliefern und Heizkosten sparen. Wärmepumpen können auch zur Wärmerückgewinnung in Duschen verwendet werden, das warme Abwasser wird in Sammel-Kanälen gelagert und dient dann als Energiequelle.

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Wärmerückgewinnung: Vor- und Nachteile

Der Einsatz von Wärmerückgewinnung hat Vor- und Nachteile, welche bedacht werden sollten, bevor man den Einbau einer solchen Anlage vornimmt.

 

Vorteile der Wärmerückgewinnung Nachteile der Wärmerückgewinnung

Geringer Wärmeverlust in Wohnräumen und effizientere Frischluftzufuhr als beim Lüften

Die Luft wird trocken. Bei vielen Anlagen wird die Luftfeuchtigkeit entzogen und so können im Winter z.B. die Augen trocken werden. Spezielle Anlagen können hier Abhilfe schaffen

Heizkosten können gesenkt werden

Kosten und Aufwand. Der Kauf und die Installation sind mit nicht geringen Kosten verbunden und eine Wartung der Filter sollte zweimal jährlichen durchgeführt werden

Filter in den Lüftungsanlagen fangen Pollen und Schmutz ab, davon profitieren besonders Allergiker   

 

Keime und Gerüche werden heraus, aber nicht wieder herein transportiert

 

Luftfeuchtigkeit wird heraustransportiert, so kann Schimmel vorgebeugt werden

 

Der Raum wieder mit Sauerstoff versorgt, ohne Lärm von draußen in Kauf nehmen zu müssen

 

Welche Kosten fallen für Lüftungen mit Wärmerückgewinnung an

Lüftungen mit Wärmerückgewinnung variieren in den Kosten, Einfluss hat die Größe des Hauses oder der Wohnung und ob nur ein Räum oder das ganze Gebäude mit einer Lüftungsanlage ausgestattet werden soll. Auch die Art der Wärmerückgewinnung spielt bei der Kostenfrage eine Rolle. Bedenken sollte man auch den jährlichen Austausch der Filter und alle 10 Jahre sollten die Rohrsysteme gereinigt werden, auch das ist mit Kosten verbunden.

 

Welche Förderung für Wärmerückgewinnung gibt es?

Wärmerückgewinnung ist eine energieeffiziente Investition und wird daher von der KfW durch die Förderung für Energieeffizientes Sanieren unterstützt. Beim Einbau von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung fördert die KfW das Vorhaben mit bis zu 10.000 Euro. Voraussetzung für die Förderung ist, dass der Bauantrag oder die Bauanzeige vor dem 01.02.2002 gestellt worden sein muss und die Einbindung eines Experten für Energieeffizienz.

Bei dem Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) erhält man Fördermittel für Wärmerückgewinnung aus Abwasser. Das BAFA fördert die Anschaffung von Anlagen zur Wärmerückgewinnung aus dem Grauwasser eines Gebäudes, also mäßig verschmutztes Wasser z.B. aus der Dusche. Die Förderung richtet sich nach der Anzahl der Duschen im Gebäude, bei weniger als 20 Duschen erhält man 250 Euro pro Dusche, wenn kein zweites Grauwassernetz installiert werden muss. Muss ein zweites Netz installiert werden erhält man 550 Euro pro Dusche. Die Förderung lohnt sich eher für Mehrfamilienhäuser.

 

Wärmerückgewinnung – für wen lohnt es sich?

Der größte Vorteil von Wärmerückgewinnung in Lüftungsanlagen ist, die Minimierung des Wärmeverlustes in Räumen und die damit einhergehende Energieeinsparung. In solche Anlagen zu investieren, lohnt sich also prinzipiell für jeden. In einem Neubau lohnen sich Wärmerückgewinnungsanlagen im ganzen Haus, in einem Altbau können einzelne Räume effizient sein. Für die Wohnungslüftung eignen sich vor allem Plattenwärmetauscher, aber auch Wärmerückgewinnung durch Wärmepumpen eignen sich, denn sie können z.B. die Wärme des Duschwassers zum Heizen verwenden. Gemeinsam mit Ökostrom kann so CO2-freies Heizen gelingen.