Kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL) (2024) 2. Teil

Vorwort

Willkommen zum zweiten Teil meiner Serie über kontrollierte Wohnraumlüftung! Nachdem wir uns in meinem vorherigen Blog-Beitrag mit den grundlegenden Konzepten und physikalischen Zusammenhängen hinter Kondensatbildung und Schimmelbildung befasst haben, möchte ich nun meine Erfahrungen und Erkenntnisse teilen, wie ich eine Lüftungsanlage mit Wärmeaustauscher und Lüfter selbst gebaut habe.

Das Besondere an dieser Lüftungsanlage ist die Tatsache, dass sie einem Luftkollektor nachgeschalten ist. Dies bedeutet, dass die Lüftungsanlage die vorher erwärmte Luft über den Luftkollektor ansaugt, bevor sie in den Wohnraum gelangt. Diese innovative Lösung ermöglicht eine effiziente Nutzung der vorhandenen Wärme und trägt so zur Energieeinsparung bei.

Die Idee, meine eigene Lüftungsanlage zu bauen, entstand aus dem Wunsch, nicht nur die theoretischen Kenntnisse zu vertiefen, sondern auch praktische Lösungen für ein gesünderes und komfortableres Raumklima in meinem Zuhause zu schaffen. Während des Bauprozesses habe ich zahlreiche Herausforderungen gemeistert und wertvolle Lektionen gelernt, die ich gerne mit Ihnen teilen möchte.

In diesem Blog-Beitrag werde ich Ihnen Schritt für Schritt durch den Bau meiner selbstgebauten Lüftungsanlage führen. Von der Auswahl der Materialien über die Konstruktion der Lüftungsanlage bis hin zur Integration des Wärmeaustauschers und Lüfters werde ich Ihnen alles im Detail erklären. Darüber hinaus werde ich meine persönlichen Erfahrungen während des Bauprozesses sowie Tipps und Tricks teilen, die Ihnen helfen sollen, Ihr eigenes DIY-Projekt erfolgreich umzusetzen.

Ich hoffe, dass diese Anleitung nicht nur informativ, sondern auch inspirierend für alle Leser ist, die daran interessiert sind, ihr Raumklima zu verbessern und gleichzeitig ihre handwerklichen Fähigkeiten zu erweitern. Also lassen Sie uns ohne weitere Verzögerung eintauchen und mit dem Bau unserer eigenen kontrollierten Wohnraumlüftung beginnen!

Inhaltsverzeichnis

1. Materialien und Werkzeuge
1.1 Liste der benötigten Materialien
1.2 Werkzeuge für den Bau

2. Planung und Vorbereitung
2.1 Festlegen des Standorts für die Lüftungsanlage
2.2 Auslegung und Berechnung einer Lüftungsanlage
2.3 Berechnung und Auslegung meiner Lüftungsanlage
2.4 Berechnung und Auslegung des Pattenapparates und Lüfter
2.4.1 Berechnung und Auslegung des Plattenapparates
2.4.2 Berechnung und Auslegung der Lüfter
2.4.3 Berechnung und Auslegung der Tellerventile

3. Konstruktion und Bau der Lüftungsanlage
3.1 Integration in das bestehende System mit einem Luftkollektor
3.2 Zusammenbau der Lüftungsanlage
3.3 Konstruktive Besonderheiten

4. Visualisierung der Lüftungsanlage

5. Erfassung der Daten und Berechnung des Wirkungsgrades

6. Fazit

7. Schlusswort

1. Materialien und Werkzeuge

1.1 Werkzeuge für den Bau

Liste der benötigten Materialien:

Styrodur-Platten für das Gehäuse
Lüftungsgitter
Wärmeaustauscher
2 x Lüfter
Luftfilter
2 x Tellerventile aus Edelstahl
Lüftungsrohre
Kernlochbohrer
Elektrische Verkabelung
Befestigungsmaterialien (Schrauben, Nägel etc.)
Dichtungsmaterialien (Silikon, Dichtungsband etc.)
ggf. zusätzliche Komponenten je nach individuellem Design und Anforderungen

1.2 Werkzeuge für den Bau

Handsäge oder Kreissäge
Bohrmaschine und passende Bohrer
Schraubendreher (Schlitz und Kreuzschlitz)
Eisensäge
Lötkolben und Zubehör
Hammer
Anemometer
Maßband
Bleistift oder Marker
Wasserwaage
Isoliermaterialschneider (falls erforderlich)
Elektrische Zange und Schraubenschlüssel für die Verkabelung
Kleinmaterial (Schrauben, etc.)

2. Planung und Vorbereitung

2.1 Festlegen des Standorts für die Lüftungsanlage

Bei der Planung und Festlegung des Standorts für meine dezentrale Wohnraumlüftung habe ich verschiedene Gesichtspunkte berücksichtigt, um eine optimale Leistung und Funktionalität zu gewährleisten. In meinem Fall habe ich mich entschieden, die Lüftungsanlage an der Außenwand meines Hauses zu installieren und die Lüftungsrohre entlang der Außenfassade zu verlegen.

Diese Entscheidung basiert auf mehreren Überlegungen:

Einfache Installation: Die Installation der Lüftungsanlage an der Außenwand ermöglicht eine einfache und unkomplizierte Verbindung der Lüftungsrohre. Dadurch entfällt die Notwendigkeit komplexer Kanalsysteme im Inneren des Hauses, was Zeit und Kosten spart. Häufig, wie auch bei mir, müssten die Lüftungskanäle über abgehängte Decken oder andere Konstruktionen im Raum montiert werden.
Nachdem die Küche mit dem Wohnzimmer verbunden ist, war es das Ziel, diese beiden Räume insgesamt über eine Lüftungsanlage mit Frischluft zu versorgen.
Da sich unter bestimmten Betriebsbedingungen Kondensat bilden kann, muss dieses Kondensat auch gezielt in den Gully abgeführt werden. Dies ist bei der Installation an der Außenwand wesentlich vereinfacht.
Gegen eine Außeninstallation der Lüftungsanlage spricht insbesondere im Winter die Außentemperatur. Daraus resultierend musste ein geeignetes Materials eingesetzt werden, um die Temperaturverluste zu minimieren.
Hier habe ich mich für Styrodur als Gehäusematerial für die Lüftungsbox entschieden.
Vermeidung von Platzproblemen: Da meine Wohnräume begrenzten Platz bieten, war die Installation an der Außenwand eine praktische Lösung, um Platzprobleme im Inneren des Hauses zu vermeiden. Auf diese Weise bleibt der Wohnraum unbeeinträchtigt und nutzbar.
Minimierung von Geräuschen: Da die Lüftungsanlage mit den Lüftern im Außenbereich platziert ist, sind die Lüftergeräusche nur über die Lüftungskanäle möglich. Direkte Laufgeräusche der Lüfter sind dadurch ausgeschlossen.
Über Positionierung der Lüfter innerhalb der Box können die Lüftergeräusche auf ein Minimum reduziert werden. Um dies zu erreichen wird der Abluftlüfter hinter dem Plattenwärmeaustauscher und der Zuluftlüfter vor dem Plattenwärmeaustauscher positioniert.

Um die Luft von der Lüftungsanlage in die Wohnräume zu leiten, habe an geeigneten Positionen Kernlochbohrungen in die Außenwände vorgenommen. Dadurch wird die Luft auf effiziente Weise in die Räume geleitet, ohne die ästhetische Integrität des Gebäudes zu beeinträchtigen.

Insgesamt habe ich den Standort der dezentralen Wohnraumlüftung sorgfältig geplant, um die besten Ergebnisse in Bezug auf Luftqualität, Komfort und Energieeffizienz zu erzielen.

Dezentrales Zehnder Komfort-Lüftungsgerät ComfoSpot 50 Außenwandhaube Kunststoff

Das Zehnder ComfoSpot 50 ist ein kompaktes dezentrales Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung und Enthalpiewärmetauscher. Das Gerätegehäuse ist aus expandiertem Polypropylen (EPP) und besitzt dadurch sehr gute Wärme- und Schalldämmeigenschaften. Das Herzstück des Zehnder ComfoSpot 50 ist der Kreuzgegenstrom-Enthalpiewärmetauscher aus Kunststoff. Mit einem Wärmerückgewinnungsgrad von bis zu 82% und einer Feuchterückgewinnung von bis zu 70% sorgt er für optimales Wohnraumklima und maximale Energierückgewinnung.

2.2 Auslegung und Berechnung der Lüftungsanlage

Die Auslegung einer Lüftungsanlage hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Raumgröße und -art, wie beispielsweise einer Küche. Hier sind einige wichtige Aspekte, die bei der Auslegung einer Lüftungsanlage berücksichtigt werden sollten:

Raumgröße: Die Größe des Raums bestimmt die erforderliche Luftmenge, die durch die Lüftungsanlage bewegt werden muss, um eine ausreichende Belüftung zu gewährleisten. Dies wird üblicherweise in Kubikmetern pro Stunde (m³/h) gemessen.
Raumart: Die Art des Raumes beeinflusst die Anforderungen an die Lüftung. Zum Beispiel erfordern Räume mit hoher Feuchtigkeitsproduktion wie Badezimmer und Küchen eine effektivere Lüftung, um Feuchtigkeitsprobleme und Geruchsbelästigung zu vermeiden. In der Küche ist auch die Absaugung von Kochdünsten wichtig.
Luftauswechselrate: Die Luftwechselrate gibt an, wie oft die Luft in einem Raum pro Stunde vollständig ausgetauscht werden sollte. Dies wird oft in Luftwechseln pro Stunde gemessen. Für Wohnräume wird üblicherweise eine Luftwechselrate von 0,5 bis 1,0 empfohlen, während für Küchen aufgrund der erhöhten Feuchtigkeits- und Geruchsbildung eine höhere Luftwechselrate von etwa 6 bis 10 je h empfohlen werden kann. In Wohnzimmern sollte die Luftwechselrate von 2 bis 3 betragen.
Luftführung und -verteilung: Die Platzierung der Lüftungsein- und -auslässe sowie die Luftführung innerhalb des Raumes sind entscheidend, um eine gleichmäßige Luftzirkulation und -verteilung zu gewährleisten. In Küchen ist es wichtig, dass die Lüftungsanlage in der Nähe von Kochflächen platziert wird, um Kochdünste effektiv abzusaugen.
Filterung und Reinigung: Je nach Raumart und den spezifischen Anforderungen kann es erforderlich sein, dass die Lüftungsanlage mit Filtern ausgestattet ist, um Schadstoffe, Gerüche oder Allergene aus der Luft zu entfernen.

Bei der Auslegung einer Lüftungsanlage für verschiedene Raumgrößen und -arten ist es wichtig, die spezifischen Anforderungen und Nutzungsgewohnheiten zu berücksichtigen, um eine effektive und effiziente Belüftung zu gewährleisten.

Die Auslegung einer kontrollierten Wohnraumlüftung nach gefördertem Volumenstrom ist notwendig, um einen Mindestluftwechsel in den Räumen zu gewährleisten. Die Auslegung ist vor allem für programmgeführte Anlagen notwendig, da sie die aktuellen Schadstoffkonzentrationen in den Räumen nicht ausreichend genau messen oder die Außenluftzufuhr nicht regeln können. Die Auslegung hat das Ziel, einen ausreichend erscheinenden Wert (oder mehrere Werte mit groben Abstufungen) für die Frischluftzufuhr zu definieren. Diese Luftmengen werden dann unabhängig von der tatsächlichen Sachlage den Räumen zugeführt. Neuere Anlagen arbeiten bedarfsorientiert bspw. mittels CO2-Regelung und/oder Feuchterückgewinnung, um nicht zu große Mengen Luft zuzuführen, was zu einer unnötigen Austrocknung der Räume führen kann.

Als hygienisch notwendig werden etwa 30 m³ Luftmenge pro Person und Stunde angesehen. Bei vier dauernd anwesenden Personen müssten also etwa 120 m³ pro Stunde ausgetauscht werden; dies entspricht bei 200 m² Wohnfläche und einem Gebäudevolumen von 500 m³ einer Luftwechselrate von 0,2–0,3 h−1.

Bewährt hat sich ein Mindestluftwechsel von 0,3 bis 0,5 h−1 für die Auslegung, pro Stunde kann also ein Drittel bis die Hälfte der in einem Raum vorhandenen Luftmenge ausgetauscht werden. Je größer die Wohnnutzfläche ist und je weniger Personen anwesend sind, desto geringer kann der Mindestluftwechsel ausfallen.

Berechnung des Luftvolumenstroms:
Grundfläche [m²] x Raumhöhe [m] = Raumvolumen [m³]

Raumvolumen [m³] x Luftwechselrate [1/h] = Luftvolumenstrom [m³/h]

Berechnung der Luftwechselrate bzw. Mindestluftwechsel:
Luftvolumenstrom [m³/h] / Raumvolumen [m³] = Luftwechselrate [1/h]

H&T Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsstatus∗
Der Shelly H&T ist ein Luftfeuchtigkeits- und Temperatursensor, der seine Messdaten über WLAN an Dein Smartphone sendet. In Deiner Shelly Cloud App kannst Du auf einem Blick sehen, wie sich deine Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit verändert, um beispielsweise Schimmelbildung zu vermeiden. Auch ich verwende diesen Fähler.
Meine Empfehlung!

2.3 Berechnung und Auslegung meiner Lüftungsanlage

Die grundsätzliche Konzeption der Anlage unterscheidet sich bedingt durch die Kombination von Luftkollektor und Lüftungsanlage von einer Standard-Anlage.
Meine Lüftungsanlage besteht aus drei Ventilatoren.
Der Zuluft-Ventilator 1 und der Abluft-Ventilator sind baugleich und besitzen eine Leistung von 85 m³/h (Leistung wurde mit einem Anemometer gemessen). Sind die Temperaturen im Luftkollektor unterhalb der Raumtemperatur läuft die Anlage nur mit diesen beiden Lüftern; d.h. Zu- und Abluftventilatoren versorgen den Raum über den Gegenstrom-Plattenapparat mit Frischluft.
Steigt die Temperatur im Luftkollektor über den Grenzwert von 28 °C, dann schaltet der Abluft Lüfter ab und der Zuluft Ventilator 2 schaltet ein, damit die warme/heiße Luft im Kollektor mit einem höheren Volumenstrom von 110 m³/h in dem Raum geblasen wird.

Bei der Auslegung der Anlage habe ich zunächst die Raumvolumen berechnet. Nachdem die Küche und das Wohn- und Esszimmer einen Raum bilden, habe ich diesen Umstand wie folgt berücksichtigt:
– Küche: 9,31 m²
– Wohn- und Esszimmer: 35,66 m²
– Raumhöhe: 2,5 m
Somit ergibt sich für die Küche ein Raumvolumen von 23,3 m³ und für das Wohnzimmer ein Raumvolumen von 89,15 m³.

Für die Küche habe ich eine Luftwechselrate von 6 1/h und für das Wohn- und Esszimmer eine Rate von 0,4 1/h festgelegt.

Es ergibt sich dadurch für die Küche ein erforderlicher Luftvolumenstrom von 139,8 m³/h und für das Wohnzimmer ein Luftvolumenstrom von 35,66 m³/h.
Insgesamt wäre somit ein Gesamt-Luftvolumenstrom von 175,46 m³/h erforderlich.

Bei einem Luft/Luft-Austausch über den Kreuzstrom-Plattenapparat erhält man bei einer Lüfterleistung von ca. 85 m³/h eine Luftwechselrate von 85 m³/h / 175,46 m³/h = 0,48 1/h über den gesamten Raum. Grundsätzlich würde „nur“ die Küche eine deutlich höhere Luftwechselrate benötigen!

Dies bedeutet jedoch prinzipiell, dass zwar die Luftwechselrate für einen bewohnten Raum ausreichend wäre; jedoch für eine darin befindliche Küche zu gering ist.

2.4 Berechnung und Auslegung des Plattenapparates und Lüfters

2.4.1 Berechnung und Auslegung des Plattenapparates

Ein Kreuzstromplattenapparat ist ein integraler Bestandteil vieler Lüftungsanlagen und spielt eine wesentliche Rolle bei der Wärme- und Feuchterückgewinnung sowie bei der Filterung der Zuluft. Bei der Auslegung und Installation eines Kreuzstromplattenapparats sind mehrere wichtige Faktoren zu beachten, um eine effiziente und zuverlässige Leistung zu gewährleisten.

Material und Bauweise: Der Plattenapparat besteht typischerweise aus Aluminium oder Kunststoff und besteht aus lamellenartig angeordneten Platten, die einen Kreuzstrom ermöglichen. Diese Platten müssen so konstruiert sein, dass sie eine maximale Wärme- und Feuchteübertragung ermöglichen, während sie gleichzeitig eine effektive Luftfiltration gewährleisten.
Plattenabstand und -größe: Der Abstand zwischen den Platten sowie deren Größe sind entscheidend für die Leistung des Kreuzstromplattenapparats. Ein geeigneter Abstand gewährleistet eine optimale Wärme- und Feuchteübertragung, während gleichzeitig der Druckabfall minimiert wird. Die Größe der Platten sollte so dimensioniert sein, dass eine ausreichende Kontaktfläche für den Wärme- und Feuchteaustausch gewährleistet ist.
Luftstromrichtung und Kreuzstromeffekt: Der Plattenapparat ist so ausgelegt, dass die Abluft und Zuluft entgegengesetzt zueinander strömen, um einen Kreuzstrom zu erzeugen. Dieser Kreuzstrom ermöglicht eine effiziente Wärme- und Feuchteübertragung zwischen den beiden Luftströmen, wodurch Energie eingespart und ein angenehmes Raumklima geschaffen wird.
Wartung und Reinigung: Um eine langfristig zuverlässige Leistung sicherzustellen, ist eine regelmäßige Wartung und Reinigung des Kreuzstromplattenapparats unerlässlich. Dies umfasst die Überprüfung und gegebenenfalls den Austausch der Filter sowie die Reinigung der Platten, um Ablagerungen und Verunreinigungen zu entfernen, die die Leistung der Anlage beeinträchtigen könnten.

Insgesamt ist der Kreuzstromplattenapparat einer Lüftungsanlage ein entscheidendes Element für die Effizienz und Leistungsfähigkeit des Systems. Durch eine sorgfältige Auswahl, Auslegung und Wartung kann eine optimale Wärme- und Feuchterückgewinnung sowie Luftfiltration gewährleistet werden, um ein gesundes und komfortables Raumklima zu schaffen.

Mein eingesetzter Kreuzstromplattenapparat wurde von der Firma Heatex hergestellt. Gekauft hatte ich den Plattenapparat im Jahr 2014. Zu dieser Zeit waren Lüftungsanlagen noch nicht sehr weiter verbreitet, so dass ich mit der Beschaffung einige Schwierigkeiten hatte. Ich war damals sehr erfreut, als ich einen Händler gefunden hatte, der mit einen geeigneten Austauscher verkaufen wollte. Wahrscheinlich ist neben den relativ hohen Kosten das auch der Grund dafür, dass der Plattenapparat zu klein dimensioniert ist.

Bei dem Plattenaspparat H0200/1,6/A handelt es sich um einen Austauscher aus Aluminium, der 200 mm hoch und 300 mm breit ist. Der Plattenabstand 1,6 mm beträgt.
Bei den nachfolgenden Auslegungsdaten wird zwischen Winter- und Sommerbetrieb unterschieden:

Im Winter-Betrieb beträgt der Wirkungsgrad aus der Abluftseite 50 % und auf der Zuluft-Seite 78 %. Im dargestellten Beispiel kühlt sich Raumluft von 20 °C und 60 % rel. Feuchte auf 4,9 °C ab, wobei durch die Abkühlung 100 % Feuchte entsteht. Bei der Abkühlung der Abluft entsteht auch 0,4 l/h Kondensat, das bei 12 °C die Kondensationstemperatur erreicht hat. Grundsätzlich besteht auf der Zuluft-Seite das Risiko, dass es zum Einfrieren kommt. In der dargestellten Berechnung geschieht dies bei < – 7 °C. Häufig haben deshalb Anlage eine Heizung installiert, die dies verhindert soll.
Ich habe jedoch beim Betrieb meiner Anlage noch kein Einfrieren festgestellt und deshalb bisher auf eine Heizung verzichtet.

Die Zuluft von – 10 °C und einer rel. Feuchte von 50 % erwärmt sich im Gegenstrom auf 13,5 °C und 9,3 % rel. Feuchte. Hier wird deutlich, dass bei der Nutzung der KWL die Möglichkeit besteht, dass die Raumluft zu trocken wird. Anders ausgedrückt, es wird durch die KWL dem Risiko einer Schimmelbildung im Winter entgegengewirkt.
Die Leistung der Plattenapparats beim einem Durchsatz von 100 m³/h beträgt 780 Watt.

Im Sommer geht es weniger um den energetischen Aspekt (Leistung = 7 Watt). Hier ist vor allem der Frischluftaustausch zentrale Aufgabe der KWL. Insbesondere kann können Allergiker durch die Nutzung von vorgeschalteten Filtern die Vorteile einer Lüftungsanlage spüren, so dass ein Lüften über die Fenster nicht notwendig ist. Viele Anlagenhersteller bieten auch einen Bypass an, bei dem der Austauscher umgangen werden kann.

Plug S Smart Wifi Stecker∗
Der Shelly Plug S ist eine smarte Schaltsteckdose mit dem Du Deine Elektrogeräte aus der Ferne steuern kannst. Stecke den Shelly Plug S einfach in eine Steckdose und schließe ein Elektrogerät Deiner Wahl an.
Meine Empfehlung!

2.4.2 Berechnung und Auslegung der Lüfter

Der ebmPapst Axiallüfter 8212 JN ist ein hochwertiger Lüfter, der in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden kann, insbesondere in Bereichen, wo ein kontinuierlicher Luftstrom erforderlich ist.
Nachfolgend die technischen Daten der Lüfters:

Besonderheiten:

Effizienz: Der ebmPapst Axiallüfter 8212 JN zeichnet sich durch seine hohe Effizienz aus, die zu einer zuverlässigen und gleichmäßigen Luftzirkulation führt.
Leistung: Mit einem maximalen Luftstrom von 132 m³/h bietet dieser Lüfter eine beeindruckende Leistung bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch, was ihn ideal für Anwendungen macht, in denen eine effektive Belüftung erforderlich ist.
Langlebigkeit: Dank der hochwertigen Materialien und der robusten Konstruktion ist dieser Lüfter langlebig und zuverlässig.
Geräuscharm: Der Axiallüfter ist leise im Betrieb, was ihn für Anwendungen geeignet macht, in denen eine geringe Geräuschentwicklung wichtig ist.
Kompaktes Design: Mit seinem kompakten Design ist der Lüfter einfach zu installieren und eignet sich für Anwendungen, in denen begrenzter Platz vorhanden ist.

Nachfolgend die Kennlinie des Lüfters:

Aus dem Kennlinien-Diagramm kann bei einem Volumenstrom von 85 m³/h muss ein Druckverlust von 100 Pa im System aus Plattenapparat, Rohrleitungen, Tellerventil, etc. entstehen. Aus den technischen Daten des Austauschers ergibt sich bei 100 m³/h ein Druckverlust von 32 Pa – 34 Pa.
Dies bedeutet, dass im restlichen System der Lüftungsanlage 68 – 66 Pa entstehen müssten.
Eine überschlägige Berechnung soll dies überprüfen:

Bei dieser überschlägigen Berechnung erhalten sie 0,48 mbar als 48 Pa entspricht. Somit ergibt sich aus den beiden Komponenten Platte und Rohrleitung ein Druckverlust von ca. 81 Pa.
Somit ist der gemessen Volumenstrom des Lüfters plausibel und die restlichen Verluste von 19 Pa ergeben sich aus der Nutzung von Tellerventilen.

Der ebmPapst Axiallüfter 8212 JN ist eine ausgezeichnete Wahl für Anwendungen, die einen zuverlässigen und leistungsstarken Axiallüfter erfordern. Mit seinem maximalen Luftstrom von 132 m³/h bietet er eine beeindruckende Leistung bei gleichzeitig niedrigem Energieverbrauch. Seine hohe Effizienz, Langlebigkeit und geräuscharme Betriebsweise machen ihn ideal für den Einsatz in verschiedenen Bereichen wie Klimatisierung, Lüftungstechnik, Kühlung von Geräten und vielen anderen Anwendungen, wo ein kontinuierlicher Luftstrom erforderlich ist. Sein kompaktes Design ermöglicht eine einfache Installation, während seine robuste Konstruktion eine lange Lebensdauer gewährleistet. Insgesamt ist der ebmPapst Axiallüfter 8212 JN eine zuverlässige Lösung für Belüftungsanforderungen in verschiedenen industriellen und kommerziellen Umgebungen.

2.4.3 Berechnung und Auslegung der Tellerventile

Ich habe Tellerdurchlassventile DN 100 aus Edelstahl im Einsatz. Sie sind eine robuste und langlebige Lösung für die Luftverteilung in Lüftungssystemen. Ihr Durchmesser von 100 mm ermöglicht einen effizienten Luftstrom in mittelgroßen bis großen Räumen. Die Verwendung von Edelstahl gewährleistet eine hohe Beständigkeit gegen Korrosion und ermöglicht den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen wie Badezimmern oder Küchen. Diese Ventile sind einfach zu installieren und bieten eine flexible Möglichkeit zur Regulierung des Luftstroms in verschiedenen Bereichen eines Gebäudes. Ihr modernes Design und die glatte Oberfläche passen gut zu einer Vielzahl von Innenraumgestaltungen. Mit einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten sind Tellerdurchlassventile DN 100 aus Edelstahl eine beliebte Wahl für effiziente und zuverlässige Luftverteilungssysteme.

Aus dem Diagramm ist der Druckverluste bei ganz geöffnetem Ventil mit ca. 36 Pa und die Lautstärke mit < 25 dB(A) (= 25 dB(A) entsprechen einem Atemgeräusch) zu entnehmen.

3. Konstruktion und Bau der Lüftungsanlage

3.1 Integration in das bestehende System mit einem Luftkollektor

Wie schon mehrfach beschrieben, ist meine Lüftungsanlage meinem Luftkollektor nachgeschaltet. Nachfolgende Skizze soll das veranschaulichen:

Aus der Darstellung wird deutlich, dass die im Herbst/Winter/Frühjahr die zugeführte Außenluft über den Kollektor angesaugt wird. Da des energetisch nicht sinnvoll ist, die warme/heiße (z.T. >> 50 °C) einströmende Luft über die Abluft aus dem Wohnraum abzukühlen, wird der Abluft-Ventilator bei Überschreitung eines Grenzwertes abgeschaltet, d.h. es findet kein Wärmeaustausch in der Platte statt.
Gleichzeitig schaltet der 2. Zuluft-Ventilator ein. Wie aus meinen Beiträgen zuvor bereits erläutert, beträgt die Leistung des Kollektors ca. 1,5 kW und damit deutlich mehr als die Lüftungsanlage. Die Temperatur im Kollektor sinkt durch die Zuschaltung des 2. Lüfters langsam wieder.
Grundsätzlich gibt es bei der Lüftungsanlage ein Sommer-Programm und ein Winter-Programm. Beim Sommer-Programm wird die Lüftungsanlage vom Kollektor über den Bypass abgekoppelt. Dabei ist im Sommer in Abhängigkeit von der Raum- und Außentemperatur festgelegt, ob der Abluft-Ventilator in Betrieb ist oder nicht, wobei in der Nacht häufig nur der Zuluft-Ventilator zur nächtlichen Kühlung eingeschalten ist.

3.2 Zusammenbau der Lüftungsanlage

Im nachfolgenden beschreibe ich an Hand von mir gemachten Fotos den Zusammebau der Lüftungsanlage.
Zunächst habe ich eine Zeichnung erstellt, damit ich mir die passenden Maße des Gehäuses zurechtsägen kann. Bei der konstruktiven Gestaltung des Gehäuses ist insbesondere die Position des Austauscher und die Art der Trennung von Zuluft und Abluft innerhalb des Gehäuses von entscheidender Bedeutung. Schließlich muss die Zu- und Abluft voneinander gentrennt sein und auch die Abdichtung zum Gehäusedeckel darf keinen „Kurzschluss“ ermöglichen. Schließlich müssen die Lüfter positioniert werden und auch der Kondensatablauf muss vorgesehen werden.

Nachfolgend einige Bilder von meiner Lüftungsanlage:

Als Gehäusematerial habe ich Styrodur-Platten gewählt. Diese sind gleichzeitig stabil und wärmedämmend. Die Platten habe ich entsprechend meiner Zeichnung zurechtgesägt und mit Montagekleber zusammengebaut. Mit Dichtungsband habe ich dann die Abdichtung zwischen Gehäuse und Gehäuse-Deckel vorgenommen. Auch der Gehäuse-Deckel ist aus Styrodur, jedoch auf den Bilder nicht zu sehen.
Die Bilder stammen aus dem Jahr 2018, d.h. nach ca. 10 Jahren Betriebszeit.

3.3 Konstruktive Besonderheiten

Der Aufbau und die Installation gestaltete sich relativ einfach. Mein größtes Problem waren die Abdichtungen Gehäuse zum Gehäusedeckel. Die große abzudichtende Fläche machte es mir relativ schwer, gleichmäßig über den gesamten Umfang den Deckel gleichmäßig anzuziehen.
Auch heute noch, bei den mind. 1 x jährlich stattfindenden Wartungsarbeiten tue ich mich immer noch schwer, auch wenn ich über Kreuz die Schrauben anziehe, hier eine gleichmäßige Pressung zu erhalten.
Während ich diesen Blog-Artikel schreibe, habe ich die eine oder andere Idee, wie ich die Lüftungsanlage weiter optimieren bzw. verbessern kann. Dies betrifft auch die Abdichtung Gehäuse-Deckel.

Hinweis: Bei der Überlegung, wie ich den Gehäusedeckel festschraube, habe ich mich damals entschlossen, in den Styrodur Löcher zu bohren und Dübel zu setzen. Anschließend habe ich in die Dübel Gewindestangen eingeschraubt und so über Flügelschrauben mit Unterlegscheiben den Deckel befestigt.

4. Visualisierung der Lüftungsanlage

Auch die Lüftungsanlage wurde wie im Blog Artikel: „Luftkollektoren – einfach Geld und Energie sparen – Teil 2 (2023/2024)“ beschrieben in ioBroker mit Blockly programmiert und in Visu visualisiert.

Lese dazu meinen Beitrag Smart Home im ioBroker

5. Erfassung der Daten und Berechnung des Wirkungsgrades

Nach der Installation im Jahr 2012 habe ich erste Messungen vorgenommen und die unter Punkt 2.4 berechneten Daten, insbesondere mit den Wirkungsgraden haben sich für den Winter-Betrieb bestätigt. Dort wird ein Wirkungsgrad, bei Zuluft von 78 % und Abluft mit 50% berechnet.

Die berechneten Wirkungsgrade haben sich bestätigt und bis heute ist die Lüftungsanlage wie vor mehr als 10 Jahren gebaut, in Betrieb.
Auch die Wirkungsgrade haben sich nach einer neuerlichen Messung nicht verändert und bewegen sich im berechneten Rahmen.

6. Fazit

Es ist erstaunlich einfach, eine Lüftungsanlage zu bauen, die sicherlich nicht den industriellen Anlagen entspricht, jedoch relativ günstig und wirksam mögliche Probleme, wie Schimmel, Gerüche, Pollen, etc. aus dem Räumen fernhält und Energie spart.
Es gibt aus heutiger Sicht, nach mehr als 10 Jahren Betrieb, eine Reihe von möglichen Verbesserungsmaßnahmen. Sobald es mir zeitlich möglich ist, werde ich diese Maßnahmen umsetzen und in einem weiteren Blog-Artikel darüber berichten.

7. Schlusswort

Ich schreibe hauptsächlich Blog-Artikel, um zum Nachbauen zu ermutigen. Vielleicht fasst der eine oder andere den Entschluss eine Lüftungsanlage nachzubauen.

Die letzten Blog-Artikel habe sich mit den Themen Luftkollektoren (Teil 1 und Teil 2) und dem Thema Lüftungsanlage (Teil 1 und Teil 2) befasst. Aus meiner Sicht handelt sich dabei um eine Anlage, die sich hervorragend ergänzen.
Auch möchte ich meinen Beitrag zur DIY Nachführung von meiner Balkon Fotovoltaikanlage empfehlen.