zubehör für luftanlagen

ERDWÄRMEÜBERTRAGER


Auslegung
Der Druckverlust des Erdwärmeübertragers ist in jedem Fall im Zusammenhang mit dem Anlagendruckverlust innerhalb des Gebäudes und der externen Pressung des Gerätes bei maximaler Luftleistung durch eine Druckverlustberechnung zu überprüfen. Die Energieausbeute, bzw. die Austrittstemperatur, lässt sich durch mehrere, nach dem Tichelmann-Prinzip verlegten Rohren kleiner Nennweite besser erreichen, als mit einem Rohr großer Nennweite.


Einrohrsystem
Keine Ausschachtkosten bei Gebäude mit Keller.


Registersystem (nach Tichelmann)
Ausschachtkosten minimiert bei Gebäuden ohne Keller. Allerdings ist dann eine Sickergrube zur Kondensatableitung an der tiefsten Stelle erforderlich.

  Hygiene

In den meisten Erdwärmeübertrageranlagen waren, nach Untersuchungen mehrerer Institute, die Keimkonzentrationen geringer als die der Außenluftkonzentrationen. Die nach den Erdwärmeübertragern eingebauten Filter reduzieren die Keimzahlen deutlich, so dass die Zuluft wesentlich weniger Bakterien und Pilze enthält als die Außenluft. Der Jahresverlauf der Schwankungen im Auftreten von Bakterien und Pilzen ist nach passieren der Gerätefilter äußerst gering. Bei Anlagen, die schon mehrere Jahre in Betrieb waren, wurde kein Unterschied zwischen Zement- und Kunststoffrohren bezüglich der Bakterien- und Pilzkonzentrationen festgestellt. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit größer 50 % der Außenluft halbiert sich die Konzentration der keimfähigen Bakterien, bei beinahe gesättigter Außenluft bleibt die Konzentration gleich hoch. Wichtig ist der regelmäßige Austausch der Filter. Empfehlungen von unabhängigen Institutionen lauten auf eine Austauschzeit von spätestens einem halben Jahr, unabhängig von der sichtbaren Verschmutzung der Zuluftanlagenfilter

Wirkung
Der hauptsächliche Wärmegewinn kommt aus der Sonneneinstrahlung und nicht aus dem Erdinneren. Die Verlegung unterhalb der Frostgrenze nutzt zusätzlich die latente Wärme des feuchten Erdreiches, die beim Gefrieren frei wird.
Im Winter wird somit der Energiebedarf der Heizung gesenkt und hocheffiziente Wärmerückgewinner vor der Vereisung geschützt. Die Zulufttemperatur nach dem Wärmerückgewinnungstauscher liegt je nach Bauart, Kreuzstromwärmeaustauscher um bis zu 5 K und bei Gegenstromwärmeaustauscher um bis zu 3 K höher als ohne Erdwärmeübertrager.
Der Kühleffekt im Sommer resultiert aus der thermischen Trägheit des Erdreiches in der Tiefe. Die Kühlwirkung eines üblichen Erdwärmeübertragers liegt bei einem Luftvolumenstrom von 250 m³/h, bei ca. 200 Watt. Die Einstrahlungsgewinne durch Fensterflächen, wenn diese nicht verschattet sind, liegen bei 200 bis 400 Watt. Eine deutlich spürbare Kühlung wird nicht erreicht. Dazu kommt, dass ohne Sommerkassette eine Vorwärmung durch die warme Innenluft über den Wärmerückgewinnungstauscher erfolgt. Eine Sommerkassette oder Bypassschaltung ist bei dieser Anlagenkonstellation ein Muss. In Verbindung mit einer Kühlung bei der Klimaat Centrale, der Frischluftheizung, macht der Wärmerückgewinnungstauscher allerdings wieder Sinn, da auch die Kälte, die die Kühlung in die Räume einbringt, zurückgewonnen wird.
In einem Felsboden macht ein Erdwärmeübertrager aus Kostengründen keinen Sinn. Das gilt  auch für die Verlegung im Grundwasserbereich. Die Effektivität steigt vom Sandboden (Lufteintrittstemperatur in das Gebäude von z.B. –2° C), über Sandsteinboden (Lufteintritts-temperatur in das Gebäude von z.B. 0,5° C) und Lehmboden (Lufteintrittstemperatur in das Gebäude von z.B. 3,5° C) an.

      Rohrmaterial
Die Werkstoffe müssen beständig gegen Bodeneinflüsse sein, ungiftig, korrosionssicher und vor allem innen glattwandig sein. Die Rohrstöße sollen dicht ausführbar sein, damit ein Anstieg des Grundwasserspiegels nicht zu Wassereintritten führt. Rohre mit einer Außenverrippung haben eine größere Oberfläche, was den Wärmeübergang positiv beeinflusst. Kunststoffrohre sollten ausreichend lange gelagert sein vor dem Einbau, damit die Lösungsmittel ausgedünstet sind.

     KG-Rohre: Kunststoffrohre aus weichmacherfreiem Polyvinylchlorid (PVC hart) nach DIN 19534. Preiswert, muss mit Dichtband an den Stoßstellen versehen werden.

     Kunststoffrohr aus Polyethylen (PE) nach DIN 8074 und 8075 oder  Polypropylen nach DIN 16962. Teuer, hygienisch geeignet, hohe  statische Belastbarkeit, frostbeständig, keine Ablagerungen und  abriebfest.

Schaltung/Einbindung in das Gesamtanlagenkonzept
In der Übergangszeit, Frühjahr und Herbst, wird die durch den Erdwärmeübertrager angesaugte Außenluft angekühlt. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Heizung noch oder schon eingeschaltet ist, entsteht ein größerer Heizwärmebedarf.

  Die Steuerung des Erdwärmeübertragers sollte so erfolgen, dass bei:

    Außentemperaturen von unter   5° C der Erdwü  in Betrieb ist,

    Außentemperaturen von über   26° C der Erdwü  in Betrieb ist.

Energetisch sinnvoll ist es außerhalb dieser Temperaturen die Außenluft direkt aus der Atmosphäre anzusaugen. Die Einbindung des Erdwärmeübertragers und der Außenluftansaugung erfolgt direkt am Gerät oder je nach Leitungsführung auch im Keller. Die Umschaltung kann durch Klappen manuell oder mit elektrischen Antrieb erfolgen. Der elektrische Antrieb könnte außer durch Handschalter in einem beliebigen Raum auch durch einen Außenfühler automatisch gesteuert werden.

Wenn die Geräteventilatorenleistung zum Betrieb nicht ausreicht, ist ein separater Ventilator für den Erdwärmeübertragerbetrieb erforderlich. Zur Anpassung an die Luftleistung sollte dieser Ventilator in Stufen schaltbar sein. Der Erdwärmeübertragerventilator sollte mit der Umstellklappe gekoppelt sein, damit er nur bei Erdwärmeübertragerbetrieb läuft.

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