Dauerhaft zu trockene Raumluft führt weiterhin zu erhöhtem Luftstaubgehalt aufgrund fehlender molekularer Feuchtebindung, zu einer Zunahme elektrostatischer Aufladung und nicht zuletzt zu Schäden an luftfeuchteabhängigem Inventar und Baumaterialien.
Prinzip der Feuchteübertragung
Neben den Funktionsprinzipien der Zuluftbefeuchtung wie aktive Befeuchtung und Feuchteübertragung mit Rotations-Wärmeübertragern stellt die Feuchterückgewinnung mit Membran-Wärmeübertragern eine geniale Offerte dar. Ohne bewegliche Teile, poröse Materialien oder fragile Beschichtungen wird hier durch eine dampfdiffusionsoffene Membran Wärme und Feuchtigkeit von der Abluft auf die Zuluft übertragen (Bild 1).
Die selektive Permeabilität der Polymermembran ohne physische Öffnungen ermöglicht die Diffusion der Wassermoleküle durch die einzelnen Segmente innerhalb dieser Membran. Damit wird auch latente (Verdampfungs-) Wärme zurückgewonnen. Der Dampf“ geht ohne Kondensation auf die Zuluftseite über (Bild 2).
Entscheidend für die Intensität der Feuchteübertragung ist der Unterschied der absoluten Luftfeuchte als Triebkraft (bzw. Partialdruckgefälle des Wasserdampfes) diesseits und jenseits der Membran an einem definierten Punkt im Enthalpieübertrager. Er erbringt aufgrund der Reversibilität des Diffusionsprozesses des Wasserdampfes durch die Membran gemäß der nahezu gleichwertigen Feuchteänderungsgrade bei gegebenen sommerlichen Witterungsverhältnissen eine willkommene Entfeuchtungsleistung. Die mit Einführung dieser Technologie in die komfortable Wohnraumlüftung befürchtete Überfeuchtung kann entkräftet werden. Auch lässt sich der auf das Winterhalbjahr empfohlene, beschränkte Einsatz des Enthalpieübertragers nach mehrjähriger praktischer Erfahrung nicht aufrechterhalten.
Vorteile der Feuchterückgewinnung mit Polymermembran
Hohe sensible und latente Übertragungsleistung
Wasserdampfdurchlässig – kein Transfer von Verunreinigungen
Antimikrobiell – resistent gegen Schimmel und Bakterien dank Microban Beschichtung (W-233804-13-Ho)
Mit Wasser waschbar
Lange Lebensdauer – permanente Übertragungskennwerte
Hohe Frost- und Wärmetoleranz
Wegfall des Kondensatablaufes (vorteilhaft für dezentrale Lüftungssysteme)
Einsparpotenzial bei externen Frostschutzmaßnahmen
Der Enthalpieübertrager friert im Normalbetrieb nicht ein, da ein Großteil der Feuchtigkeit im Winter auf die Zuluft übertragen wird. Die Applikation des Enthalpieübertragers in Lüftungsgeräten ermöglicht für externe Frostschutzmaßnahmen Einsparungen hinsichtlich der Investitions- und Betriebskosten. Die Ursache liegt in der Absenkung der Frostschutzgrenze und eine daraus resultierende Erhöhung der nutzbaren Temperaturspanne für den Wärmerückgewinnungsprozess.Die Aktivierung des Frostschutzmodus erfolgt je nach gerätetypischer Steuerungskonfiguration bei Außenlufttemperaturen zwischen 5 °C und 10 °C. Eine allgemeingültige, quantitative Aussage zur Betriebskostenersparnis lässt sich schwerlich validieren, da je nach Art der Frostschutzmaßnahme – Sole-Erdwärmeübertrager oder Elektro-Defroster –, den klimatischen Verhältnissen und den anlagenbedingten Betriebsparametern die aufzuwendende Hilfsenergie differiert. Die zur Dimensionierung der Frostschutzmaßnahme direkt proportional abhängigen Investitionskosten verringern sich um den Minderbedarf der für eine uneingeschränkte Betriebsweise erforderlichen Frostschutzleistung – so z. B. die Kostenreduzierung durch Einsparungen des Material- und Verlegeaufwandes des Erdkollektors bei Erdwärmeübertragern.
Berechnungsverfahren zur Energieeffizienz
Die von unabhängigen, akkreditierten Prüfinstituten durchgeführten Messverfahren zur thermodynamischen Leistungsprüfung für Wärmerückgewinnungsgeräte mit feuchteübertragenden Funktionsprinzipien ermittelten Messergebnisse führen aufgrund differenter Berechnungsverfahren zur Bewertung der Energieeffizienz zu widersprüchlicher Ergebnisinterpretation. Beispielgebend sei die Gegenüberstellung in Tabelle 1.
Die Ergebnisse weisen eklatante Differenzen hinsichtlich des Bewertungskriteriums Energieeffizienz aus, was in der Fachwelt große Dissonanzen über die energetische Beurteilung feuchteübertragender Energiegewinnungstechniken hervorruft.
Zusammenfassung
Die kombinierte Wärme- und Feuchterückgewinnung des Polymermembran-Enthalpieübertragers erfüllt höchste energieeffiziente und hygienische Systemanforderungen einer komfortablen Wohnraumlüftung zur Sicherstellung optimaler Raumluftbedingungen im Winter. Aus diesem Grunde statten namhafte Hersteller von Wohnungslüftungsgeräten ihre Produkte vermehrt mit Enthalpieübertragern auf Basis feuchteübertragender Polymermembran aus. Es bleibt zu wünschen, dass mit der neuen Ökodesign-Richtlinie zur Energiekennzeichnung eine zumindest EU-weit konforme Bewertungsmethode zur Energieeffizienz aller Interessenträger etabliert wird.
Michael Schmidt,
Paul Wärmerückgewinnung GmbH, Reinsdorf