Dreistufige Wärmerückgewinnung im Effizienzhaus Plus

Im Forschungsobjekt „Effizienzhaus Plus“ in Berlin Charlottenburg sorgt ein hocheffizientes Trisolair Komfort-Klimagerät von Menerga für ein behagliches Raumklima bei geringen Lüftungswärmeverlusten. Im Rahmen des Projektes erforscht das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung BMVBS die Kombination von Wohnen und Verkehr. Im Fokus steht dabei das Haus als stromproduzierendes Kraftwerk. Das mit Photovoltaik-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.

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. Der Ausgleich der verbleibenden geringen Lüftungswärmeverluste erfolgt über ein Pumpen-Warmwasser-Heizregister (PWW), das von einer Wärmepumpe gespeist wird.

Das Gerät verfügt zudem über eine innovative 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 GLT verbunden. So können die Bewohner sämtliche Funktionen des Hauses direkt beeinflussen oder via Smartphone steuern.