Autor: Rainer Pfluger

In Passivhäusern sind hocheffiziente Lüftungsanlagen mit Gegenstrom-Wärmeüberträgern allgemein üblich. Bei Geräten ohne Feuchterückgewinnung würde das Kondensat bei geringen Außentemperaturen gefrieren. Um dies zu vermeiden sind unterschiedliche Frostschutzstrategieen im Einsatz, [Pfluger 2013] gibt einen Überblick der gängigen Methoden. Zu einer der am häufigsten eingesetzten Verfahren gehört das Vorheizen der Außenluft. Für einen typischen Gegenstrom-Wärmeüberträger mit einem Wärmebereitstellungsgrad von 80 % ist eine Temperatur von ca. -3°C nötig, um eine Frostbildung an der Außenluftseite des Wärmeübertrages zu vermeiden. Frostschutz durch direktelektrische Vorheizung ist hinsichtlich Investitionskosten der günstigste Weg, jedoch ist der Verbrauch an Primärenergie, abhängig vom Winterklima am jeweiligen Standort meist sehr hoch. Daher werden bei größeren Anlagen häufig auch andere Wärmequellen mit einem geringeren Primärenergieverbrauch eingesetzt. Um hohe Investitions- und Wartungskosten zu vermeiden, kann das Heatpipe- (auch Thermosiphone) Prinzip angewendet werden.

Prinzipien und Anwendung

Kontrolle und Vergleich mit Standard-Systemen

Heatpipes und Thermosiphone haben den Vorteil als passives System weder eine Pumpe noch einen Solekreis oder ein Ausdehnungsgefäß zu benötigen. Sie sind platzsparend im Lüftungssystem zu integrieren und während der Lebensdauer sind keine Reparaturen erforderlich. Damit wird gleichzeitig auch die Zuverlässigkeit der Anlage erhöht. Dies ergibt gemäß Lebenszykluskostenbetrachtung geringere Investitions- und Betriebskosten mit jährlichen Ersparnissen im Bereich von 134 bis 255 €/a pro Lüftungseinheit mit ca.3500 m³/h. Aus Gründen der Energieeffizienz ist eine Leistungsregelung notwendig, um unnötige Vorerwärmung zu vermeiden. Dies kann entweder durch eine Temperaturregelung am Verdampfer (Wärmequelle) oder durch Regelung der Wärmeübertragung der Heatpipe erfolgen. In jedem Fall müssen das Heatpipe-System und dessen Regelung sorgfältig und in Abhängigkeit von der Wärmequelle, dem Luftvolumenstrom des Lüftungssystems sowie dem Wärmebereitstellungsgrad des Gegenstromwärmeübertragers geplant werden.

Im Rahmen des Projektes low_vent.com wird ein Prototyp eines Heatpipe-Frostschutzsystems getestet, messtechnisch untersucht und mit einem selbst entwickelten Simulationsmodell verglichen.

[Pfluger 2013] Pfluger, R., Feist, W., Hasper, W., Kopeinig, G.R. Energy and cost efficient ventilation systems with heat recovery – state of the art and enhancement, ASHRAE Transactions Vol. 119, Part 2, 2013.

[Stanzel 1998] Stanzel, B. Experimentelle und theoretische Untersuchung einer Gebäudefassade mit wandintegrierten Wärmerohren, VDI Fortschirtt-Berichte, Düsseldorf: VDI-Verlag, Reihe 6: Energieerzeugung, Nr. 384, 1998, S. 33-38.

Übersicht der Passipedia-Artikel zum Thema „Lüftung“

Übersicht aller Beiträge zur 18. Internationalen Passivhaustagung 2014 in Aachen

Tagungsband zur 18. Internationalen Passivhaustagung 2014 in Aachen