Um ein Gebäude als Niedrigenergiehaus einzustufen, soll es nach der geltenden Norm einen Energieverbrauch von maximal 70 kWh pro Quadratmeter und Jahr aufweisen. Wenn sogar die Grenze von 15 kWh unterschritten wird, sprechen Fachleute vom Passivhaus. Um die Grenze der Niedrigenergiehäuser energetisch erreichen zu können, sind einige technische Anstrengungen erforderlich. Rundum muss das Gebäude ausgezeichnet isoliert und wenn möglich luftdicht ausgeführt werden. Fenster sind dabei immer ein Schwachpunkt und bedürfen einer hochwertigen und damit meist kostenintensiven Ausführung. In Niedrigenergiehäusern kommen häufig Belüftungsanlagen zum Einsatz. Sie ermöglichen einen Luftaustausch in den Räumen, ohne die im Gebäude vorhandene Wärmeenergie hinauszulüften. Sie bewerkstelligen dieses Kunststück mit einer Luft/Luft-Wärmepumpe, die der Abluft die Wärme entzieht und sie der Zuluft wieder zuführt.
Wie funktioniert eine Luft/Luft-Wärmepumpe?
Die Physik einer Wärmepumpe ist aus dem Alltag bestens bekannt. Beim Aufpumpen eines Fahrradreifens erwärmt sich das Gehäuse der Luftpumpe. Eine Druckerhöhung erzeugt also Wärme. Lässt man die Luft aus dem Reifen ab, wird das Ventil eiskalt. Eine Druckverminderung erzeugt also Kälte. Der gleiche Effekt gilt für Flüssigkeiten. Kühlschränke funktionieren nach genau diesem Prinzip. Ein Kompressor drückt auf einer Seite einen Überdruck in ein Rohrsystem und erzeugt so auf der anderen Kompressorseite in einem Rohrsystem einen Unterdruck. Beide Rohrsysteme werden an gewünschten Orten installiert. Der warme Teil befindet sich an der Außenseite des Kühlschrankes und gibt seine Wärme über zahlreiche Lamellen aus Metall an die umgebende Raumluft ab. Damit ist die Wärme nicht mehr im Kreislauf, sondern im Raum. Die erkaltete Flüssigkeit wird vom Kompressor weiterbefördert, der neue Flüssigkeit aus dem Inneren des Kühlschrankes ansaugt und in den Außenkreislauf drückt. So erkaltet das Innere Rohrsystem des Kühlschrankes und entzieht dem Innenraum Wärme. Die Flüssigkeit wird Kältemittel genannt. Sie bewegt sich in ihrem Rohrsystem und transportiert die gewonnene Energie. Über die Lamellen ihres Gitters sammelt sie die Energie aus der Luft des Kühlschrankinneren und gibt sie über ähnliche Lamellen wieder an die Umgebungsluft ab. So ergibt sich die Bezeichnung Luft/Luft-Wärmepumpe.
Der Einsatz im Niedrigenergiehaus
Im Belüftungssystem des Gebäudes werden an einer Stelle Zu- und Abluft direkt nebeneinander geführt. Im Strom der erwärmten Abluft ist ein Kollektor mit vielen Lamellen als Wärmesammler installiert. Er wird von kaltem Kältemittel durchflossen und erwärmt sich durch die vorbeiströmende Abluft. Sie gelangt abgekühlt in die Umwelt. Im Zuluftschacht ist das Rohrsystem mit dem erhitzten Kältemittel untergebracht. Es gibt über seine Lamellen die Hitze an die einströmende Kaltluft ab. So strömt sie erwärmt in die Wohnräume. Eine Vermischung von Zu- und Abluft findet nicht statt. Gerüche oder verbrauchte Luft sind daher nicht zu befürchten. Die Frischluft hat hohen Sauerstoffgehalt wie bei Fensterlüftung.
In Gebäuden ohne Belüftungsanlagen kann der Einsatz der Wärmepumpe ebenfalls sinnvoll sein. Abwärme aus Kellerräumen oder von technischen Einrichtungen wie etwa Computeranlagen kann sinnvoll und wirtschaftlich zur Raumheizung nutzbar gemacht werden.
Bezugsquellen für Luft/Luftwärmepumpen
Die Fachbetriebe für Heizungs- und Lüftungstechnik haben ein breites Angebot und bieten eine fachkundige Beratung. Sie können den genauen Bedarf und die notwendigen technischen Eigenschaften der geeigneten Luft/Luft-Wärmepumpe berechnen. Im Handel sind zahlreiche Markengeräte erhältlich. Japanische Geräte und Fabrikate aus den USA sind ebenso ausgereift, wie deutsche Produkte. Zunehmend sind Anlagen aus China erhältlich, die vor allem preislich eine gute Alternative bieten. Besonderer Wert sollte hier auf das verwendete Kältemittel und eine spätere Ersatzteilversorgung gelegt werden. Ebenso ist die eingesetzte Technik wichtiges Entscheidungskriterium. Zu bevorzugen sind die sogenannten Rollkolbenkompressoren wegen ihrer Langlebigkeit und die Invertertechnologie. Sie schaltet die Anlage nicht nur ein und aus, sondern ermöglicht eine gleitende Regelung über eine elektronische Sensorausstattung. Mit einer Inverteranlage kann feinfühlig eine gleichmäßige Temperatur erzeugt und ein effizienter Umgang mit Strom gewährleistet werden. Eine Fachberatung vor Anschaffung einer Luft/Luft-Wärmepumpe ist empfehlenswert.