Moderne Lüftungsanlagen übernehmen heute weit mehr als nur den Austausch von Raumluft. Durch die Integration einer kompressionsbetriebenen Kälteanlage (Wärmepumpe) können sie zum Heizen, zum Kühlen und zum Entfeuchten der Zuluft eingesetzt werden. Dies ermöglicht eine energieeffiziente Klimatisierung der Räume bei gleichzeitig hohem thermischem Komfort. Im Folgenden werden ich die drei Betriebsarten erläutern.
- Heizen mit WRG
- Kühlen
- Entfeuchten
Dabei werde ich jeweils beschrieben, wo Verflüssiger und Verdampfer angeordnet sind und wie die jeweilige Wirkweise funktioniert. Doch erstmal einmal eine vereinfachte die Lüftführung in einer RLT Anlage (Raumlufttechnischen Anlage) kurz Lüftungsanlage.
- BLAU, Außenluft, Luft die von außen angesaugt wird
- ROT, Zuluft, Luft die in den Raum geführt wird
- GRÜN, Abluft, Luft die aus dem Raum abgesaugt wird
- GELB, Fortluft, Luft die nach außen abgeführt wird
Die beiden Wärmetauscher einer Kälteanlage werde ich immer in blau Verdampfer und in orange Verflüssiger zeichnen. Die Kälteanlage mit Verdichter, Sammler, EEV/TEV, Trockner usw. wird in aller Regler in die Abluftkammer gebaut (siehe Verdichter unter der grünen Linie). Da hier Geräusche am wenigsten stören, alle Komponenten durch Abluft ausreichend gekühlt werden und direkt nach dem Filter eine sehr saubere Luft strömt.
Heizen mit Wärmerückgewinnung (WRG)
Im Heizbetrieb arbeitet die Kälteanlage als Wärmepumpe. Der Verdampfer (orange) ist in diesem Fall im Abluftstrom der Lüftungsanlage angeordnet. Dort entzieht er der warmen Abluft Energie, wodurch das Kältemittel verdampft. Diese aufgenommene Wärme wird über den Kältekreislauf zum Verflüssiger (blau) transportiert, der sich im Zuluftstrom befindet. Im Verflüssiger gibt das Kältemittel die Wärme an die Zuluft, nach dem WRG ab und kondensiert dabei. Die Zuluft wird dadurch erwärmt, bevor sie in die Räume eingeblasen wird. Auf diese Weise wird ein großer Teil der in der Abluft enthaltenen Energie zurückgewonnen und für die Beheizung genutzt.
Kühlen
Im Kühlbetrieb ist der Verdampfer (blau) im Zuluftstrom verbaut. Die warme Zuluft strömt über den Verdampfer, wobei das Kältemittel Wärme aus der Luft aufnimmt und verdampft. Dadurch wird die Zuluft abgekühlt, bevor sie in die Räume gelangt. Der Verflüssiger (orange) befindet sich in diesem Betriebszustand in der Fortluft. Dort gibt das Kältemittel die zuvor aufgenommene Wärme wieder ab und verflüssigt sich. Die überschüssige Wärme wird somit aus dem Gebäude abgeführt, was zu einer effektiven Kühlung der Räume führt.
Entfeuchten
Die Entfeuchtung erfolgt in der Regel durch das hintereinander bauen von Verdampfer und Verflüssiger. Der Verdampfer (blau) und der Verflüssiger (orange) sind im Zuluftstrom angeordnet. Der Verdfampfer wird auf eine Temperatur unterhalb des Taupunktes der Luft gekühlt. Beim durchströmen des Verdampfers kondensiert der in der Luft enthaltene Wasserdampf und wird als Kondensat abgeführt. Der Verflüssiger gibt die aufgenommene Wärme wieder direkt wieder an die Zuluft ab. Je nach Auslegung kann die Zuluft nach der Entfeuchtung leicht nacherwärmt werden, um eine zu starke Abkühlung der Raumluft zu vermeiden.
Fazit
Alle drei Funktionen können durch mehrere Wärmetauscher und durch Umschalt- oder 4-Wege-Ventile auch kombiniert bzw. ergänzt werden. Durch die Kombination von Lüftungsanlage und einer Kälteanlage (Wärmepumpe) lassen sich Heizen, Kühlen und Entfeuchten effizient in einem System realisieren. Die gezielte Anordnung von Verdampfer und Verflüssiger ermöglicht eine optimale Nutzung der vorhandenen Energie. Dadurch werden sowohl der Energieverbrauch als auch die Betriebskosten reduziert, während gleichzeitig ein hoher Raumkomfort gewährleistet wird.
Allerdings lässt sich nicht in jede Lüftung eine Kälteanlage einbauen, vor allem bei Kontrolierten Wohnraumlüftungen ist dies in aller Regel nicht vorgesehen.
