Lüftungsanlage mit teilweiser Wärmerückgewinnung

Einleitung

Das Dokument beschreibt den Versuch, eine Badentlüftung so zu konzipieren, dass möglicht viel Wasserdampf abgezogen wird. Hierbei soll auch noch ein Teil der, im Wasserdampf, enthaltenen Wärmeenergie zurückgewonnen werden.

Ich möchte darauf hinweisen, dass ich ein absoluter Laie bin und hier nur meine eigene, laienhafte Vorstellung einer Entfeuchtung der Raumluft vorstelle. Das Wissen zum Thema Lüftungstechnik und die damit verbundenen Erfahrungen aus der Praxis kann ich nicht vorweisen. 

Erste Überlegungen haben mich dahin geführt, eine einfache Absaugung einzubauen. Also nur einen Wandlüfter einbauen, der die Luft nach draußen transportiert. Die Luft mit einem hohen Anteil rel. Luftfeuchte soll möglichst schnell aus dem Badezimmer verschwinden um Schimmelbildung vorzubeugen. Da hier jedoch ein großer Anteil an Wärmeenergie  mitgenommen wird, scheint eine Wärmerückgewinnung (WRG) Sinnvoll. Nach langer Recherche bin ich zu dem Schluss gekommen, dass es für Feuchträume keine brauchbare Lösung an Lüftungsanlagen mit WRG gibt. Entweder sind die Anlagen sehr aufwendig und teuer oder sie sind nicht für Feuchträume geeignet. 

Aufbau

Das System besteht aus Rohrleitungen, wobei eine Teilstrecke mit einem verzinkten Innenrohr ausgestattet ist. Dadurch entstehen zwei Strömungskanäle die hermetisch voneinander getrennt verlaufen. Das Innenrohr ist aus Metall, so das hier ein Wärmeübergang stattfinden kann. Die Strömungsrichtung wird durch einen Rohrlüfter und zwei Rückschlagklappen vorgegeben.

Die Steuerung des Lüftermotors wird von einem Einplatinencomputer übernommen. In diesem Fall habe ich den „Raspberry Pi“ verwendet. Die Beschreibung dazu habe ich in einem weiteren Artikel veröffentlicht.

https://www.up-tendyra.de/~peter/index.php/itkm/raspi/152-raspberry-pi-homeautomatisierung.html

Funktionsweise

Feuchte Luft wird aus dem Innenraum abgesogen und durch ein metallenes Innenrohr geleitet, bevor sie nach außen gelangt. Dabei nimmt das Metallrohr Wärme auf und leitet diese an die außen vorbei strömende Frischluft weiter. Ein Filterelement sorgt dafür, dass Partikel nicht in den Innenraum gelangen. Das Teilstück mit dem Metallinnenrohr ist mit ca. 5 Grad Neigung nach außen montiert. Die Neigung soll dafür sorgen, dass mögliches Kondenswasser nach außen ablaufen kann. Die Strömungsrichtung der Luft wird nicht umgekehrt um eine wieder Einbringung von belasteter (Schimmel!?) Luft zu verhindern.

Die Innenluft wird durch den Lüfter nach außen abgeführt. Für die Frischluftzufuhr sorgt alleine der entstehende Unterdruck. Sollte jedoch ein Fenster  geöffnet sein, wird diese Funktion unterbunden.

Nachteil:

• Wenn ein Fenster oder Türe geöffnet ist, erfolgt keine Frischluft über den Wärmetauscher.

Als Vorteil könnte man aber auch folgendes gelten lassen:

• Die Frischluft wird leicht verzögert angesaugt. Dadurch bleibt für den Wärmeübergang des Innenrohres mehr Zeit. Die Frischluft strömt verzögert und zunächst langsam am Innenrohr vorbei und kann so die Wärme „gemütlich“ mitnehmen.
• Keine Zugluft am Lufteintritt im Innenraum. Die einströmende Luft beginnt langsam zu fließen und reißt auch nicht abrupt ab, wenn der Lüfter wieder ausschaltet.

• Gefahr beim Brand in luftdichten Räumen -> Durch die entstehende Hitze wird ein Überdruck aufgebaut. Das kann dazu führen, dass man nicht in der Lage ist ein Fenster oder Türe zu öffnen. In diesem Fall, wird der entstehende Überdruck im Innenraum schneller abgebaut.

Warum HT-Rohr?

Es ist unschwer zu erkennen, dass ich für das Rohrsystem kein konventionelles Material verwende, statt dessen kommt hier HT-Rohr zum Einsatz. Für die Verwendung dieses Material sprechen u.a. die leichte Beschaffung (Baumarkt), glatte Oberflächen (Verkeimungsgefahr) und einfache Verarbeitung. Auf Flexrohr habe ich konsequent verzichtet, da durch die unebene Innenfläche möglicherweise Rückstände in den Rillen verbleibt und dadurch die Verkeimungsgefahr steigt. Einem Hinweis auf die Gefahr der Ausgasung, stehen in diversen Internetforen Stellungnahmen gegenüber. 

http://www.haustechnikdialog.de/forum/t/1989/Pro-und-Kontra-KG-Rohr-Wickelfalzrohr

Wärmetauscherfläche

Zur Berechnung der Flächengelten folgende Kennzahlen.

D	Durchmesser
A	Querschnitt
l	Länge
V	Volumen
Anzahl	Anzahl der Rohre
Vg	Volumen gesamt
A	Oberfläche Wärmetauscher

	D	A	l	V	Anzahl	Vg	A
Zk-Rohr	75 mm	4416 mm²	1800 mm	7,948 L	1	7,948 L	423900 mm²
HT-Rohr	100 mm	7850 mm²	1800 mm	14,130 L	1	14,130 L	565200 mm²

Aus dem Wert Vg geht hervor, dass das Volumenverhältnis Innenrohr/Zwischenraum Außenrohr in etwa 1:1.28 beträgt. (14,13 – 7,95 ) / 7,95.

Aus der Länge und dem Durchmesser des Zk-Rohres ergibt sich die Oberfläche A als Fläche des Wärmetauschers.

Interessant wäre hier noch die Strömungsgeschwindigkeit zu errechnen. Dazu brauche ich aber zunächst eine verlässliche Aussage über den Volumenstrom. Dieser ist zwar theoretisch durch den Lüfter vorgegeben, hängt aber auch von den Widerständen im Gesamtsystem ab. Das werde ich zu gegebener Zeit mit einem Anemometer ermitteln.

Abgrenzung

Kommerzielle Systeme haben sicher einige Vorteile im Hinblick auf fachmännische Entwicklung. Aber eigene Erfahrungen zeigen auch, dass nicht alles Gold ist was glänzt. Es gibt Unmengen von Faktoren die ich nicht berücksichtigt habe und das auch nicht kann. Recherchen im Internet (Firmen und Foren) haben mir gezeigt, dass es nicht immer wirtschaftlich ist, die besten Systeme anzuschaffen. Auch ökologisch müssen manche Entscheidungen gut bedacht werden – was mach Sinn? Die hier vorgestellte Vorgehensweise ist preiswert durchzuführen, da außer bei den speziellen Teilen aus dem Fachmarkt (Lüfter, Klappen, Filter) bewährte Materialien aus dem Baumarkt verwendet werden. Für den, der gerne dazulernt und auch schon mal etablierte Prozesse hinterfragt, ist es sicher eine angenehme Herausforderung.

Bilder

Innenrohr

Rückschlagklappe

Lüftermotor