Freitag, 31. März 2017

Lüftung mit Feuchterückgewinnung: Der erste Winter

Meinung

Zehnder Wärmetauscher mit Feuchterückgewinnung
Seit etwa 12 Jahren bin ich Besitzer einer kontrollierten Wohnraumlüftung. Im letzten Jahr hatte ich im Zuge eines Gerätetausches ebenfalls einen Enthalpiewärmetauscher erworben. In den Jahren davor hatten wir im Winter immer Probleme mit trockener Luft. Ein Enthalpiewärmetauscher verspricht da Abhilfe. Schon lange Zeit hatte ich über Feuchterückgewinnung nachgedacht, aber Maico lieferte für meine Anlage keinen entsprechenden Wärmetauscher nach. Für die Nachfolgeanlage wäre ein Enthalpietauscher verfügbar hieß es, nachdem ich die erste Anlage 5 Jahre in Betrieb hatte. Ja klar, ich tausche alle paar Jahre eine haustechnische Anlage aus. Ganz schön verarscht, nenne ich das. Im August 2016 hatte ich dann die Zehnder Q350 TR in Betrieb genommen und von diesem Umbau im Blog berichtet (Link am Ende des Beitrags). Immer wieder erreichen mich Fragen nach meinen Erfahrungen mit der Feuchterückgewinnung. Daher heute, nach ein paar Grundlagen, ein Blick auf meine Temperaturen und relativen Luftfeuchtigkeiten mit und ohne Feuchterückgewinnung.

Inhalt:
1. Was macht die Heizungsluft so trocken?
2. Alternativen zur Feuchterückgewinnung
3. Werte ohne Feuchterückgewinnung
4. Werte mit Feuchterückgewinnung
5. Lohnt sich eine Feuchterückgewinnung für die Wohnraumlüftung

Was macht die Heizungsluft so trocken?

"Die Heizung trocknet die Luft aus" ist eine Aussage, die ich immer wieder höre. Das ist physikalischer Quatsch und gehört ins Reich der Legenden. Die bloße Erwärmung von Luft macht diese nicht trocken. Die vorhandene, in der Luft "gelöste" Feuchtigkeit bleibt absolut erhalten. Kein einziger "Tropfen" des gelösten Wassers löst sich auf oder verschwindet auf magische Weise. Wenn ich draußen eine Luftfeuchte von 95% habe und mir diese Luft ins Haus hole und es dann nur noch 10% sind, wohin geht die Feuchte dann?
Das ist für viele nur ganz schwer verständlich. Üblicherweise wird die Luftfeuchte als relative Luftfeuchte angegeben. Die relative Luftfeuchte gibt an, wie viel Prozent von der maximal lösbaren Feuchte bereits in der Luft vorhanden ist. Und das genau macht die Sache so schwer verständlich. Es ist nämlich so, dass kalte Luft weniger Feuchtigkeit aufnehmen kann, als warme Luft. Was uns zur Lösung des Paradoxons führt. Luft mit einer Temperatur von etwa -7°C kann pro Kubikmeter ungefähr 2g Wasser aufnehmen. 2g Wasser in 1m³ Luft bei -7°C entspricht damit einer relativen Luftfeuchte von 100%. Bringen wir diese Luft dann ins Haus und erwärmen sie auf angenehme 22°C, so sind die vollen 2g Wasser immer noch gelöst. Luft mit 22°C kann pro Kubikmeter aber wesentlich mehr Wasser aufnehmen, als Luft bei -7°C; nämlich ca. 18g. Die gelösten 2g entsprechen bei 22°C keineswegs mehr einer rel. Luftfeuchte von 100%, sondern nur noch lächerlichen 12%.
Die angegebenen Werte stellen Näherungswerte dar. Die exakten Werte weichen von diesen ab. Die angegebene Genauigkeit sollte hinreichend genau sein, um qualitativ "das Austrocknen" der Luft zu erklären.
Anders formuliert stellt die Luft mit -7°C ein Schnapsglas dar. Dieses Schnapsglas füllen wir nun bis oben hin mit Wasser. Es hat damit 100% der möglichen Wassermenge aufgenommen. Nehmen wir an, Luft mit 22°C könnte so viel Wasser aufnehmen, wie in einen Masskrug passt. Wenn wir also in der 22°C warmen Luft, also dem Masskrug, die gleiche Menge Wasser geben - das Schnapsglas in den Masskrug leeren - so ist der Masskrug nicht mehr zu 100% gefüllt. Nehmen wir an (stimmt vom Wert her nicht nicht) zu 10%. Auch hier sieht man, dass die relative Luftfeuchte draußen - in diesem Fall 100% - nach dem Aufwärmen drinnen nur noch 10% rel. Feuchte entsprechen. Das ist so, obwohl bzw. weil es vorher und nachher die gleiche Menge Wasser war.
Weiterführende Erklärungen zur rel. Luftfeuchte: WikipediaBosy-online

Hat man das mit der relativen Luftfeuchte so halbwegs verstanden, so versteht man vielleicht auch, warum bei einer kontrollierten Wohnraumlüftung die Feuchterückgewinnung so eine wichtige Rolle spielt. Ursprünglich war man darauf aus, neben dem Luftaustausch (verbrauchte, miefige Luft), die im Haus anfallende Feuchtigkeit abzuführen. Nicht umsonst wird dringend empfohlen, nach dem Baden oder Duschen, das Fenster zu öffnen um Schimmel zu vermeiden. Mit einer Lüftungsanlage haben wir eine kontinuierliche Abführung verbrauchter Luft und Zuführung von frischer Außenluft. Eigentlich doch genau das, was man glaubt zu brauchen; wird doch gleichzeitig auch die Nässe aus dem Bad abgelüftet.
Doch ist es in diesem Fall zu viel des Guten. Was dafür sorgt, dass wir ständig frische unverbrauchte Luft atmen dürfen, führt auch die feuchte Luft ab und Luft mit wenig absoluter Feuchte wieder zu.
Die hygienische Mindestluftwechselrate liegt bei 0,3/h (Quelle Wikipedia), was bedeutet, dass in etwas mehr als 3 Stunden die komplette Luft ausgetauscht werden sollte. Das führt dazu, dass bereits nach kurzer Zeit nahezu alle unsere Feuchtigkeit im Raum nach draußen befördert wurde, sogar der Dampf vom Duschen. Damit wird die Luft in den Räumen sehr schnell eine unangenehm niedrige relative Luftfeuchtigkeit erreichen.
Die Angaben zur rel. Luftfeuchtigkeit, welche vom Bewohner als behaglich empfunden wird, schwankt je nach Quelle und angenommener Raumtemperatur. Dann spielt auch sicherlich das persönliche Empfinden eine Rolle und ggf. noch weitere Faktoren. So als grobe Hausnummer sollte die rel. Luftfeuchte im Wohnraum im Bereich 30-60% liegen.
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Alternativen zur Feuchterückgewinnung

Man liest immer wieder von Vorschlägen, wie Lüftungsbesitzer die Luftfeuchtigkeit im Haus erhöhen können. Da werden Zimmerpflanzen vorgeschlagen. Zimmerpflanzen verbessern das Raumklima und erhöhen die Luftfeuchtigkeit, heißt es. Das ist grundsätzlich nicht falsch, jedoch "produziert" eine Zimmerpflanze maximal die Feuchtigkeit, die man als Gießwasser zuführt. Nehmen wir zur Berechnung die eingangs aufgeführten Werte. Wir haben also Außenluft mit -7°C und knapp 100% rel. Luftfeuchte. Sie enthält ca. 2g Wasser pro Kubikmeter. Diese Luft könnte bei Rautemperatur 18g Wasser aufnehmen. Möchten wir eine rel. Luftfeuchte von 50% erreichen, benötigen wir 9g Wasser pro Kubikmeter Luft; es fehlen also noch 7g. Mein Wohnbereich fasst ein Luftvolumen von ca. 100m³. Es müssten der Raumluft somit 700g bzw. 0,7 Liter Wasser zugeführt werden. Tausche ich das Luftvolumen alle 3 Stunden aus, so müssen unter diesen Bedingungen dem Raum pro Tag 2,4 Liter Wasser zugeführt werden. Bei kälterer, trockenerer Außenluft bedarf es mehr Wasserzuführung. Es sollte gut ersichtlich sein, dass hier eine oder zwei Zimmerpflanzen nicht ausreichen, erst recht nicht, wenn wir die Rechenergebnisse nun auf das ganze Haus hochrechnen. Diese theoretische Betrachtung deckt sich mit meiner persönlichen Erfahrung. Zimmerpflanzen mögen eine angenehme optische Wirkung im Raum haben und diesen wohnlicher gestalten, jedoch tragen sie nicht nennenswert zur Luftbefeuchtung bei, sofern man nicht einen Minidschungel pflegt.
Ein weiterer Vorschlag ist, man möge die Wäsche im Wohnraum trocknen. Das kann sehr gut helfen, so jedenfalls die Erfahrung bei uns. Die Wäsche enthält nach dem Schleudern noch viel Wasser und beim Trocknen geht dies in die Raumluft über. Grundsätzlich eine nützliche Methode, welche auch noch die Energie für den Wäschetrockner spart. Ich kann aus Erfahrung berichten, dass die Wäsche in verhältnismäßig kurzer Zeit im Wohnraum bereits getrocknet ist. Dabei sollten folgende Fragen bedacht werden: Was tun wenn überraschend Besuch vor der Tür steht? Möchte man hier seine Wäsche präsentieren oder sollte man sie vorher noch wegräumen? Wie bekomme ich das Bild von trocknender Unterwäsche wieder aus dem Kopf der Besucher? Trotz der ziemlich ökologischen und erfolgreichen Methode, wenig praktikabel.
Bleiben noch die Luftbefeuchter. Ich hatte einige davon ein paar Winter im Einsatz. Die Befeuchtung hat wunderbar geklappt. Im Wohnbereich brachte ich, bei -20°C draußen, bis zu 7 Liter Wasser pro Tag in die Luft und ich konnte den gewohnten Luftwechsel weiter fahren. Leider sind diese Geräte sehr energieintensiv und wartungsaufwendig. Ein Ultraschallluftbefeuchter genehmigt sich gerne 30-40W und möchte man eine Verkeimung verhindern empfiehlt sich eine wöchentliche Intensivreinigung. Einem Verdampfer muss man dann eher 300-400W zuführen. Bleiben wir beim Ultraschallgerät und den überschlägigen 30W. Es ergeben sich bei einem 100 tägigen Betrieb pro Jahr und einem Strompreis von 25ct pro hWh, Betriebskosten von 18€ pro Luftbefeuchter. Auch hier reicht ein Gerät im Haus nicht aus. Rechnet man Anschaffungskosten, Reinigung und ggf. notwendige Wasserfilter mit ein, kann man durchaus auf 150-200€ pro Winter und Haushalt kommen. Zusätzlich stellte sich heraus, dass diese Geräte gerne nach Ende der Garantie so laut werden, dass man sie nicht mehr im Aufenthaltsbereich betreiben möchte. Andere quittieren den Dienst völlig. Es ist mir vollkommen schleierhaft warum, aber Luftbefeuchter sind offensichtlich nicht für einen Dauerbetrieb ausgelegt. Somit sind sie ebenfalls eine zwar erfolgreiche Methode, aber zu aufwendig und teuer in Wartung und Unterhalt.

Werte ohne Feuchterückgewinnung

In der Zeit mit meiner Maico Lüftung musste ich noch ohne Feuchterückgewinnung leben. Nachdem wir im zweiten Winter im neuen Haus locker in Richtung einstelliger rel. Luftfeuchte schossen, entschlossen wir uns für eine geringere Luftwechselrate. Das dämpfte zwar das Problem der geringen Luftfeuchte, verlangte aber einiges an Akzeptanz, was die Gerüche anbelangte. Man kann sich das als Nicht-Lüftungsbesitzer vielleicht nicht vorstellen, aber ist man das erst einmal gewohnt, riecht man einen geringeren Luftwechsel buchstäblich.
Diagramme zu Temperatur und rel. Luftfeuchte ohne Feuchterückgewinnung
Temp. und rel. Luftfeuchte ohne Feuchterückgewinnung
Luftwechsel im Haus 80m³ pro Stunde
Aber schauen wir exemplarisch auf meinen 22. Januar 2016. Hier dargestellt sind die Werte, gemessen mit meiner Netatmo Wetterstation. Man sieht den Verlauf von Temperatur und Luftfeuchtigkeit für draußen und drinnen. Für den nachfolgenden Vergleich wichtig, dass hier ein Luftwechsel von 80m³ an der Lüftung eingestellt war. Das zu belüftende Hausvolumen ist für diese Betrachtung nicht wichtig. Aus den vorhergehenden Erklärungen wird aber klar, dass ich sehr sicher unter dem empfohlenen Mindestluftwechsel liege. Unsere Nasen konnten dies bestätigen.
Die Werte um die Mittagszeit geben ein sehr gutes Beispiel für die üblichen Verhältnisse:
  • Temperatur außen: -7,4°C
  • rel. Luftfeuchte außen: 95%
  • Temperatur innen: 21,3°C
  • rel. Luftfeuchte innen: 28%
An diesem Tag lag ich mit einer rel. Luftfeuchtigkeit von 28% im Wohnbereich gerade noch so im annehmbaren Bereich. Immer im Kopf behaltend, dass hier ein ziemlich niedriger Luftwechsel gefahren wurde und es dadurch im Haus merklich bewohnter roch, als wir es vom Sommer gewohnt sind.

Werte mit Feuchterückgewinnung

Nachdem ich nun der ersten Winter mit der Zehnder Lüftung und dem Enthalpiewäremetauscher durch habe, kann ich auch die Werte mit Feuchterückgewinnung zum Vergleich liefern.
Diagramme zu Temperatur und rel. Luftfeuchte mit Feuchterückgewinnung
Temp. und rel. Luftfeuchte mit Feuchterückgewinnung
Luftwechsel im Haus 150m³ pro Stunde
Genau ein Jahr nach den vorigen Werten, nämlich am 22. Januar 2017, herrschten draußen um die Mittagszeit ähnliche Verhältnisse:
  • Temperatur außen: -8,7C
  • rel. Luftfeuchte außen: 89%
  • Temperatur innen: 21,3°C
  • rel. Luftfeuchte innen: 33%

Der Unterschied mag auf den ersten Blick nicht so gravierend wirken liegt die Raumluft in beiden Fällen doch bei 21,3°C und ~30% rel. Luftfeuchte. Bedenkt man jedoch, dass 2017 nicht mit einem verminderten Luftwechsel von 80m³ pro Stunde gefahren wurde, wird der Unterschied deutlicher. Im vergangenen Winter beließ ich den Luftwechsel durchgängig bei 150m³ pro Stunde. Ich hatte damit den, im Sommer verwendeten Luftwechsel und damit viel weniger Mief im Haus. Obwohl ich in diesem Winter doppelt so viel Luft austauschte wie im Vorjahr, verblieb die relative Luftfeuchte im Haus auf einem ähnlichen Niveau.
Ich habe mich entschieden für diesen Beitrag die Werte für den 22 Januar zu verwenden, weil hier in beiden Jahren ähnliche Außenbedingungen herrschten. Die qualitativen Werte über den Winter 2017 verhalten sich aber ähnlich, wie an diesem 22. Januar. Das bedeutet, im Winter 2016/17 hatte ich einen nicht verminderten Luftwechsel, verglichen mit dem Sommer 2016. Trotzdem fiel die rel. Luftfeuchte im Haus nicht unter 30%. Ein Wert, der ohne Feuchterückgewinnung und einem vergleichbarem Luftwechsel unmöglich ist.

Lohnt sich eine Feuchterückgewinnung für die Wohnraumlüftung

Die Mehrkosten haben sich für uns definitiv gelohnt. Für die von mir verbaute Zehnder Q350 TR liegt der Preisunterschied bei der Anschaffung mit und ohne Enthalpietauscher bei ca. 500€. Nachdem ich genügend Winter mit niedriger Luftfeuchtigkeit zu kämpfen hatte und mein bestehendes Lüftungsgerät ersetzt werden musste, stellte die Frage nicht, ob wir auf die Feuchterückgewinnung verzichten würden. Auch die Zeiten mit einem verminderten Luftwechsel sollten endlich vorbei sein. Wie im Beitrag geschrieben: Ist man erst einmal ein gut gelüftetes Haus gewohnt, so möchte man das nicht mehr missen. Das kann man ganz gut mit der Sauberkeit vergleichen. Das, was man noch vor 100 Jahren als sauberes Haus betrachtet hat, mag heute unerträglich schmutzig sein. Die hygienischen Anforderungen, die wir stellen, nehmen quasi kontinuierlich zu. Das mag daran liegen, dass wir in Deutschland, trotz Problemen, im Schnitt wirtschaftlich sehr gut da stehen. Vielleicht nimmt das alles wieder ab, sollte es uns irgendwann nicht mehr so gut gehen; was ich nicht hoffe. Wir sind inzwischen einen ausreichenden Luftwechsel im Haus gewohnt und schätzen dies. Daher möchten wir definitiv nicht mehr auf eine kontrollierte Wohnraumlüftung verzichten und schon gar nicht auf eine Feuchterückgewinnung.
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