Eine Wärmerückgewinnung in der Wohnungslüftung kann typischerweise 70 bis 90 Prozent der fühlbaren Wärme aus der Abluft auf die Zuluft übertragen. Dieser Laborwert entspricht jedoch weder der jährlichen Heizenergieeinsparung noch dem Gesamtwirkungsgrad der Anlage. In der Praxis begrenzen Ventilatorstrom, Frostschutz, Leckagen, verschmutzte Filter und unausgeglichene Volumenströme den Nutzen. Für eine belastbare Bewertung müssen deshalb die Prüfwerte nach DIN EN 13141 mit der Auslegung und dem Betrieb nach DIN 1946-6 zusammengeführt werden.
- Der Temperaturänderungsgrad ist kein Jahresnutzungsgrad.
- Ventilatorstrom und Frostschutz müssen in die Energiebilanz eingehen.
- Unausgeglichene Volumenströme umgehen einen Teil der Wärmerückgewinnung.
- Prüfwerte nach DIN EN 13141 sind am realen Betriebspunkt zu bewerten.
- DIN 1946-6 liefert den Rahmen für Auslegung und Betrieb des Lüftungssystems.
Prüfwerte und Planungswerte unterscheiden
Die DIN EN 13141 beschreibt Prüfverfahren für Bauteile und Geräte der Wohnungslüftung. Für zentrale Zu- und Abluftgeräte mit Wärmerückgewinnung ist insbesondere DIN EN 13141-7 relevant, für dezentrale Geräte DIN EN 13141-8. Geprüft werden unter definierten Bedingungen unter anderem thermische Leistung, elektrische Leistungsaufnahme, Leckage, Luftvolumenstrom und Schallleistung. Ein Prüfwert gilt daher zunächst nur für den angegebenen Betriebspunkt, die verwendete Gerätekonfiguration und die festgelegten Temperatur- und Druckbedingungen.
DIN 1946-6 behandelt dagegen die Planung, Bemessung, Ausführung und Dokumentation der Wohnungslüftung. Sie legt nicht pauschal fest, dass ein bestimmter Wärmerückgewinnungsgrad in jedem Gebäude erreicht wird. Die Norm verbindet den erforderlichen Außenluftvolumenstrom mit den vorgesehenen Lüftungsstufen und dem gewählten System. Für die Planung müssen Sie deshalb prüfen, ob die Geräteleistung am berechneten Volumenstrom, bei realistischem externem Druck und mit den vorgesehenen Filtern vorliegt.
- DIN EN 13141-7: Prüfung zentraler Zu- und Abluftgeräte einschließlich Wärmerückgewinnung
- DIN EN 13141-8: Prüfung dezentraler Zu- und Abluftgeräte einschließlich alternierender Betriebsweisen
- DIN 1946-6: Auslegung und Nachweis des Lüftungssystems für Nutzungseinheiten
Temperaturänderungsgrad richtig einordnen
Der sensible Temperaturänderungsgrad beschreibt, wie stark die Außenluft durch die Abluft erwärmt wird. Vereinfacht gilt ηt = (θZU − θAU) / (θAB − θAU). Bei 0 °C Außenluft, 21 °C Abluft und 17,8 °C Zuluft ergibt sich ein Wert von rund 85 Prozent. Je nach Gerät und Prüfpunkt erreichen zentrale Gegenstromwärmeübertrager häufig 80 bis 90 Prozent, Kreuzstromsysteme etwa 60 bis 80 Prozent. Maßgebend bleibt der nach DIN EN 13141 ausgewiesene Produktwert.
Der Temperaturänderungsgrad ist kein Jahresnutzungsgrad. Bei niedrigerem Zuluftvolumenstrom kann der rechnerische Wert steigen, obwohl insgesamt weniger Wärme übertragen wird. Auch Ventilatorwärme darf nicht unbemerkt dem Wärmeübertrager zugerechnet werden. Enthalpieübertrager können zusätzlich Feuchtigkeit übertragen; hierfür sind Temperatur- und Feuchteübertragung getrennt zu bewerten. Eine Feuchterückgewinnung verbessert im Winter häufig die Raumluftfeuchte, ersetzt aber weder den Feuchteschutz nach DIN 1946-6 noch eine Betrachtung möglicher Stoffübertragung.
Ventilatorstrom gegen Wärmeertrag rechnen
Die Wärmerückgewinnung Lüftung benötigt elektrische Energie für Zu- und Abluftventilatoren. Als vergleichbarer Kennwert eignet sich die spezifische elektrische Leistungsaufnahme in Watt je Kubikmeter pro Stunde beziehungsweise numerisch gleich in Wattstunden je Kubikmeter. Bei gut ausgelegten Wohnungslüftungsgeräten liegt sie im Nennbetrieb häufig zwischen 0,25 und 0,45 Wh/m³. Höhere Kanalwiderstände, kleine Leitungsquerschnitte, verschmutzte Filter und ungünstige Schalldämpfer erhöhen den Betriebspunkt und damit den Strombedarf.
Ein Rechenbeispiel verdeutlicht die Größenordnung: Bei 120 m³/h, 15 Kelvin mittlerer Temperaturdifferenz, 2.000 Heizstunden und 80 Prozent Wärmeübertragung werden näherungsweise 980 kWh fühlbare Wärme zurückgewonnen. Grundlage ist Q = 0,34 × V̇ × Δθ × t × η. Bei 0,35 Wh/m³ und ganzjährigem Betrieb benötigt die Lüftung rund 368 kWh Strom pro Jahr. Beide Werte sind projektabhängige Rechengrößen und noch keine Aussage über Kosten, Primärenergie oder vermiedene Heizenergie.
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Projektanfrage stellenFrostschutz begrenzt die Winterleistung
Im Winter kühlt die Abluft im Wärmeübertrager stark ab. Bei 21 °C Abluft, minus 5 °C Außenluft und 85 Prozent Temperaturänderungsgrad liegt die rechnerische Fortlufttemperatur bei etwa minus 1,1 °C. Da die feuchte Abluft an kalten Flächen kondensiert, kann das Kondensat gefrieren und den Luftweg zunehmend blockieren. Der kritische Außenluftzustand hängt von Abluftfeuchte, Wärmeübertrager, Volumenstromverhältnis und Gerätebauart ab; häufig beginnt die Frostschutzregelung ungefähr zwischen minus 3 und minus 8 °C.
Übliche Strategien sind ein elektrisches Vorheizregister, die vorübergehende Reduzierung des Zuluftvolumenstroms, intermittierender Abtaubetrieb oder ein Erdreichwärmeübertrager. Ein Vorheizregister erhält die Luftbalance, benötigt aber zusätzliche elektrische Energie. Eine Zuluftreduzierung kann Unterdruck verursachen und ist bei Feuerstätten oder undichten Gebäudehüllen besonders zu prüfen. Der Jahresertrag muss deshalb die jeweilige Frostschutzstrategie berücksichtigen. Außerdem sind ein frostfrei geführter Kondensatablauf, ausreichendes Gefälle und ein geeigneter Geruchsverschluss erforderlich.
Leckage und Luftbalance beeinflussen den Nutzen
Interne Leckagen können Abluft oder Fortluft auf die Zuluftseite übertragen. Externe Leckagen führen dazu, dass geförderte Luft das Gehäuse verlässt oder ungeplant eintritt. DIN EN 13141 erfasst diese Eigenschaften unter festgelegten Druckbedingungen. Für die Planung sind die deklarierten Leckagewerte des konkreten Geräts heranzuziehen. Besonders bei rotierenden Wärmeübertragern oder kompakten Geräten ist außerdem zu prüfen, ob Stoffe, Gerüche oder Feuchte zwischen den Luftströmen übertragen werden können.
Eine unausgeglichene Anlage verändert Wärmeübertragung, Gebäudedruck und Infiltration. Als planerischer Zielwert sollte die Abweichung zwischen Zu- und Abluft im Nennbetrieb möglichst unter 10 Prozent liegen, sofern Nutzung, Gebäudehülle und Feuerstätten keine engere Abstimmung verlangen. Die Einregulierung erfolgt raumweise anhand der berechneten Volumenströme. Werden beispielsweise 120 m³/h abgesaugt, aber nur 95 m³/h zugeführt, strömen rund 25 m³/h ungefilterte Außenluft über Fugen nach. Diese Luft umgeht den Wärmeübertrager vollständig.
Betriebsgrenzen in Planung und Wartung berücksichtigen
Der Prüfwert des Wärmeübertragers bleibt nur erreichbar, wenn die Anlage im vorgesehenen Volumenstrom- und Druckbereich arbeitet. Saubere Filter verursachen je nach Filtertyp und Anströmfläche häufig etwa 30 bis 80 Pa Druckverlust je Filter. Mit zunehmender Staubbeladung steigt dieser Wert. Hinzu kommen typischerweise 50 bis 150 Pa für Luftleitungen, Formstücke, Ventile und Schalldämpfer. Diese Bandbreiten sind projektabhängig; bei dezentralen Geräten gelten wegen des abweichenden Luftwegs andere Verhältnisse.
Im Sommer ist die Wärmerückgewinnung nicht immer erwünscht. Ein automatisch geregelter Bypass kann kühle Außenluft am Wärmeübertrager vorbeiführen, sofern die Außenluft tatsächlich kühler als die Raumluft ist. Eine mechanische Wohnungslüftung ersetzt jedoch keine aktive Kühlung: Bei 26 °C Außenluft kann sie einen Raum nicht auf 22 °C abkühlen. Für den dauerhaften Betrieb sind Filterkontrolle, Reinigung, Kondensatprüfung und eine Kontrolle der Luftvolumenströme wesentlich. Wartungsintervalle richten sich nach Herstellerangaben, Umgebung und Verschmutzungsgrad.
| Kennwert | Richtgröße | Einordnung |
|---|---|---|
| Temperaturänderungsgrad zentraler Gegenstromgeräte | typisch 80 bis 90 % | Prüfwert am angegebenen Volumenstrom nach DIN EN 13141-7 |
| Temperaturänderungsgrad dezentraler Geräte | typisch 70 bis 90 % | Zyklus- und betriebspunktabhängig nach DIN EN 13141-8 |
| Spezifische elektrische Leistungsaufnahme | typisch 0,25 bis 0,45 Wh/m³ | Projektabhängig und einschließlich des jeweiligen Ventilatorbetriebs zu bewerten |
| Möglicher Frostschutzbeginn | häufig etwa −3 bis −8 °C Außenluft | Abhängig von Abluftfeuchte, Gerät, Volumenstrom und Regelstrategie |
| Planerische Luftbalance | möglichst unter 10 % Abweichung | Engere Anforderungen können sich aus Gebäudehülle oder Feuerstätten ergeben |
| Beispielhafter Wärmeertrag | rund 980 kWh | Bei 120 m³/h, 15 K, 2.000 h und 80 % Wärmeübertragung |
Häufige Fragen
Wie hoch sollte die Wärmerückgewinnung einer Wohnraumlüftung sein?
Zentrale Gegenstromgeräte erreichen am Prüfstand häufig Temperaturänderungsgrade von 80 bis 90 Prozent. Dezentrale Geräte liegen je nach Bauart und Betriebszyklus oft zwischen 70 und 90 Prozent. Entscheidend ist der Wert nach DIN EN 13141 am vorgesehenen Volumenstrom. Jahresertrag, Strombedarf, Frostschutz und Luftbalance müssen zusätzlich bewertet werden.
Warum erreicht eine Lüftungsanlage den Herstellerwert im Betrieb nicht?
Herstellerwerte gelten für definierte Prüfbedingungen. Im Gebäude verändern Filterbeladung, Kanalwiderstand, Volumenstromabweichungen, Frostschutz und interne oder externe Leckagen den Betrieb. Auch Messfehler an Luftdurchlässen können Abweichungen verursachen. Für eine belastbare Beurteilung sind die tatsächlichen Zu- und Abluftmengen, Temperaturen, elektrische Leistung und Druckverluste gemeinsam zu erfassen.
Kann Wärmerückgewinnung die Heizung vollständig ersetzen?
Nein. Die Anlage vermindert den Lüftungswärmeverlust, deckt aber weder Transmissionswärmeverluste noch Aufheizreserven vollständig ab. Zudem sinkt die Rückgewinnungsleistung bei kleinen Temperaturdifferenzen. Die Heizlast ist unabhängig davon nach dem dafür geltenden Verfahren zu bestimmen. Eine Zuluftnachheizung kann Restlasten übernehmen, benötigt jedoch eine gesonderte Auslegung und Leistungsprüfung.
Funktioniert die Wärmerückgewinnung auch im Sommer?
Technisch kann der Wärmeübertrager auch im Sommer Wärme übertragen. Ist die Außenluft kühler als die Raumluft, kann dies erwünscht sein; für freie Nachtkühlung wird häufig der Bypass geöffnet. Bei heißerer Außenluft kann die Anlage den Wärmeeintrag begrenzen. Sie erzeugt jedoch keine aktive Kälte und ersetzt keine Kühllastberechnung oder Klimatisierung.
Passende Planungsleistungen
Wir übernehmen die Fachplanung Sanitär, Heizung und Lüftung für Wohn- und Gewerbeimmobilien: Entwurfsplanung, Ausführungsplanung, Ausschreibung und Objektüberwachung.
Regelwerke zum Thema: DIN EN 13141, DIN 1946-6. Angaben sind fachliche Orientierungswerte und ersetzen keine objektbezogene Planung.