Dreistufige Wärmerückgewinnung im Effizienzhaus Plus in Berlin

(27.7.2012) Im Forschungsobjekt „Effizienzhaus Plus“ in Berlin Charlottenburg (Google-Maps) hat ein Trisolair Komfort-Klimagerät von Menerga für ein behagliches Raumklima und geringe Lüftungswärmeverluste zu sorgen. Im Rahmen des Projektes erforscht das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) die zukunftswei­sende Kombination von Wohnen und Verkehr. Im Fokus steht dabei das Haus als stromproduzierendes Kraftwerk:

Bild aus dem Beitrag "BMVBS-Fachtagung: „Häuser mit positiver Energiebilanz - die neue Plus-Energie-Welt”" vom 8.1.2012 (Bild vergrößern)

Das mit Fotovoltaik-Modulen bestückte Einfamilienhaus erzeugt mehr Energie als es verbraucht. Überschüsse werden entweder für die Elektromobilität genutzt oder dem Versorgungsnetz zugeführt. Ausschlaggebend für die positive Energiebilanz des Ende 2011 fertiggestellten Forschungsobjektes ist ein minimaler Wärmebedarf. So reduziert etwa eine kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung die Wärmeverluste. Dabei musste die eingesetzte Technik einen möglichst hohen Wärmerückgewinnungsgrad bei gleichzeitig geringem Stromverbrauch für die Ventilatoren aufweisen.

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Das hier installierte Komfort-Klimagerät ist mit einem rekupera­tiven Wärmerückgewinnungssystem ausgestattet, das Tempe­raturwirkungsgrade von mehr als 80% erzielt. Der dreistufige Plattenwärmeübertrager ist eine Weiterentwicklung der Dop­pel-Plattenrekuperatoren, wobei die Umlenkzone als weiterer Gegenstrom-Wärmeübertrager genutzt wird. Die rekuperative Wärmerückgewinnung erfolgt in getrennten Luftwegen. Dies hat vor allem hygienische Vorteile, weil beim Luftaustausch keine Gerüche oder Schadstoffe übertragen werden. Der Aus­gleich der verbleibenden geringen Lüftungswärmeverluste er­folgt über ein Pumpen-Warmwasser-Heizregister (PWW), das von einer Wärmepumpe gespeist wird.

Das von dem Mülheimer Klimatechnikspezialisten entwickelte Gerät verfügt zudem über eine neuentwickelte Abtaumöglichkeit, die bei niedrigen Außentemperaturen das Ver­eisen der Übertragerflächen verhindert. Der Abtauvorgang erfolgt ohne den Einsatz zusätzlicher Heizenergie im Umluftbetrieb. Überdies sorgen mit EC-Motoren angetrie­bene Ventilatoren der höchsten Effizienzklasse für einen sehr niedrigen Stromver­brauch. Die Ventilatoren arbeiten modulierend, wobei als Führungsgröße der bedarfs­orientierte Luftvolumenstrom dient.

Im Effizienzhaus Plus ist die Luftleistung des Komfort-Klimagerätes auf 400 m³/h aus­gelegt. Damit lässt sich ein kompletter Luftwechsel innerhalb von zwei Stunden be­werkstelligen. Zu den energieverbrauchsrelevanten Besonderheiten der kontrollierten Wohnungslüftung gehört die Ausgestaltung der Luftkanäle. Bedingt durch kleine Rohr­durchmesser und vergleichsweise viele Umlenkungen stellen sich meist relativ hohe Druckverluste ein. Im Forschungsvorhaben wurden diese weitestgehend optimiert, so dass die externen Druckverluste im Auslegungspunkt des Gerätes auf 300 Pa begrenzt werden konnten.

Das Forschungsprojekt wird mit einem Monitoring begleitet. Alle Komponenten der Haustechnik sind im Technikraum untergebracht und auf eine zentrale Leitstelle auf­geschaltet. Das Komfortlüftungsgerät verfügt hierzu über mehrere Schnittstellen zur Einbindung in digitale Anlagensteuerungen. Bei diesem Projekt wurde es mittels Mod­Bus-Schnittstelle mit der Gebäudeleittechnik verbunden. So können die Bewohner sämtliche Funktionen des Hauses, zum Beispiel Heizung und Lüftung direkt beeinflus­sen oder optional via Smartphone von unterwegs aus steuern. Die Leittechnikzentrale übernimmt auch das bedarfsorientierte Laden der Elektroautos. Die Nutzer können dabei festlegen, wann und in welchem Umfang sie die Fahrzeuge nutzen möchten.

Um praxisnahe Werte für die Evaluierung zu erhalten, wird das 130 m² große Effizienz­haus Plus von März 2012 bis Mai 2013 von einer vierköpfigen Familie bewohnt. Das größtenteils recycelbare Haus wird nach Ende des Forschungsprojektes wieder de­montiert. Hier wurde darauf geachtet, dass sich die verschiedenen Bauteile wieder problemlos trennen lassen. Als Quintessenz der 15-monatigen Testphase erhofft sich das BMVBS Erkenntnisse für das nachhaltige Bauen und Wohnen sowie die Mobilität der Zukunft. Im Übrigen wurde im August letzten Jahres ein Förderprogramm auf­gelegt, das Bauherren motivieren und bei Vorhaben zu Effizienz-Plus Häusern unter­stützen soll.

Weitere Informationen zum Trisolair Komfort-Klimagerät und zur dreistufigen Wärmerückgewinnung wie im Effizienzhaus Plus in Berlin  können per E-Mail an Menerga angefordert werden.