Allgemeines zu Frischluftkollektoren

Frischluftkollektoren werden von verschiedenen Herstellern angeboten.

Die beiden nachfolgenden Abbildungen geben ein Überblick über die auf dem deutschen Markt hauptsächlich angebotenen Frischluftkollektoren.

Die linke Abbildung zeigt die verfügbaren Kollektorflächen. Neben dem TWINSOLAR Duo (1,1 m²) stellt die Firma GRAMMER Solar den TWINSOLAR 2.0 mit 2 m² Kollektorfläche her. Aus diesem entstehen durch Verschalten mehrerer Kollektoren die Luftkollektoren TWINSOLAR 4.0, 4.5 und 6.0.

Die Firma SolarVenti hat die Luftkollektoren SV7, SV14, SV20 und SV30 (0,7 m² bis 3 m²) im Programm. Neu ist der Kollektor SV90, der sich aus drei SV30 zusammensetzt und eine Fläche von 9 m² hat.

Die Größen des airwasol Luft-Röhrenkollektors lassen sich in gewissen Grenzen anpassen.

Die Luftvolumenströme der eben genannten Luftkollektoren können Sie der rechten Abbildung entnehmen. Es ist deutlich erkennbar, dass der stündliche Luftvolumenstrom bei den Grammer-Kollektoren nicht mit der Kollektorfläche steigt. Dies liegt an der Reihenschaltung.

Selbstverständliche können auch so genannte Umluftkollektoren verwendet werden. Die Luftansaugung muss in diesem Fall genau geplant werden

Beim Frischluftbetrieb wird in der Regel auf einer der Stirnseiten (Ausnahme SolarVenti) Umgebungsluft angesaugt, im Kollektor erwärmt und der Nutzung zugeführt. Das bedeutet, dass die Temperatur der nutzbaren Warmluft von der Außentemperatur abhängt. Bei einem üblichen Luftdurchsatz von 80 bis 100 m³ pro Stunde und Quadratmeter Kollektorfläche wird die Luft bei guter Sonneneinstrahlung um 25 bis 30 °C (physikalisch korrekt um 25 bis 30 K) erwärmt. Oft besteht die Möglichkeit, jahreszeitlich den Luftdurchsatz durch den Kollektor zu verändern. Reduziert man den Luftvolumenstrom, so vergrößert sich die Temperaturerhöhung und umgekehrt.

 

Die Preise von Frischluftkollektoren liegen in Abhängigkeit der Kollektorfläche zwischen 600 und 800 €, wie die nachfolgende Abbildung zeigt.

 

Frischluftkollektoren werden bevorzugt zur Belüftung von nicht dauerhaft genutzten Räumen, Ferienhäusern, Berghütten, Werkstätten, Lagerhallen, etc., und / oder zur Entfeuchtung von Kellern, Garagen oder zur Heizungsunterstützung eingesetzt.

Die nachfolgenden Abbildungen zeigen verschiedene Einsatzmöglichkeiten von Frischluftkollektoren.

Im ersten Fall wird die erwärmte Umgebungsluft in den Raum oder ins Haus geblasen. Es entsteht ein leichter Überdruck. Die Raumluft strömt über Undichtigkeiten nach außen.

Schematische Darstellung eines Luftkollektorsystems mit Frischluftkollektor

Ist der Raum oder das Haus luftdicht oder sollen größere Flächen belüftet werden, so empfiehlt sich ein zweiter (Abluft-)Ventilator. So wird die erwärmte Umgebungsluft auf der einen Seite vom Kollektor eingeblasen und an der diagonal anderen Seite von einem zweiten Ventilator abgesaugt. So erreicht man eine bessere Durchströmung des Raums oder der Räume.

Schematische Darstellung eines Luftkollektorsystems mit Frischluftkollektor und Abluftventilator

Da die Häuser immer luftdichter werden, werden zunehmend Zwangsbelüftungen - so genannte kontrollierte Lüftungen - installiert. Wie die nächste Abbildung zeigt, kann eine kontrollierte Lüftung mit einem Frischluftkollektor kombiniert werden.

Kontrollierte Wohnraumlüftung mit Frischluftkollektor

Es handelt sich um eine sehr vereinfachte Darstellung. In den meisten Fällen wird man außenluftseitig zusätzlich einen Bypass um den Wärmetauscher vorsehen.

 

Die Luftvolumenströme zur Belüftung eines Wohngebäudes in m³/h lassen sich mit Hilfe der nachfolgenden Tabelle aus der DIN 1946 abschätzen. Dabei bedeuten:

  • Reduzierte Lüftung: Notwenidige Lüftung zur Sicherstellung der gesundheitlichen Mindestanforderungen sowie des Bautenschutzes (Feuchte) bei reduzierter Anwesenheit der Nutzeroder geringerer Raumluftqualität (0,7 Nennlüftung).
  • NennLüftung: Notwendige Lüftung zur Sicherstellung der gesundheitlichen Anforderungen sowie des Bautenschutzes bei Anwesenheit der Nutzer (Normalbetrieb).
  • Intensivlüftung: Zeitweilige Lüftung mit erhöhtem Luftvolumenstrom zum Abbau von Lastspitz (Lastbetrieb,; 1,3 Nennlüftung).
 Beheizte Wohnfläche ANE in m² c) < 20 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210
 Lüftung zum Feuchteschutz, Wärmeschutz hoch  geringe Belegungd)     15 15 20 25 25 30 30 30 35
 hohe Belegung 10 15 20 25 30 35 40 40 45 45 50
 Lüftung zum Feuchteschutz, Wärmeschutz gering  geringe Belegungd)     20 25 30 35 40 40 45 45 50
 hohe Belegung 15 20 25 35 40 45 50 55 60 65 65
 Reduzierte Lüftung 25 30 45 55 70 80 90 95 105 110 115
 Nennlüftung 35 45 65 80 100 115 125 140 150 155 165
 Intensivlüftung 45 55 85 105 130 145 165 180 195 205 215
a)   die Tabellenwerte sind auf 5 m³ /h gerundet                         
b)   einschließlich Infiltration                               
c)   Beheizte Fläche ANE innerhalb der Gebäudehülle, die im Rahmen des Lüftungskonzeptes zu berücksichtigen ist:         
  -   bei Flächen mit ANE < 20 m² (je Wohnung bzw. Nutzungseinheit) wird ANE = 20 m² gesetzt,           
  -   bei Flächen mit ANE > 210 m²  (je Wohnung bzw. Nutzungseinheit) sind die planmäßigen Außenluftvolumenströme   
    anzupassen, indem der für 210 m² bestimmte Volumenstrom um 4 m³/h je 10 m² zusätzliche Wohnfläche erhöht wird.   
    Eine Verringerung der Luftvolumenströme mit größer werdender Fläche der Nutzungseinheit ist nicht zulässig.       
d)   Lüftung zum Feuchteschutz: Von einer geringen Belegung kann ausgegangen werden, wenn bei planmäßiger Nutzung eine   
  Nutzungsfläche von > 40 m²/Person vorhanden ist.                       
e)   Nennlüftung: Eine aus Lüftungssicht planmäßig zulässige Personenzahl in einer Nutzungseinheit kann bestimmt werden, indem   
  der für Nennlüftung angegebene Gesamt-Außenluftvolumenstrom durch ungefähr 30 m³ /h je Person geteilt wird, z.B.   
  Nutzungseinheit mit 110 m²: 120 m³ /h / 30 m³ /(h*Pers.) = 4 Personen (gerundeter Wert).
In Ausnahmefällen kann bei intensiv genutzten Nutzungseinheiten die aus Lüftungssicht planmäßig zulässige Personenzahl bestimmt werden, indem der für Nennlüftung angegebene Gesamt-Außenluftvolumenstrom durch 20 m³ /h je Person geteilt wird.
Bei   erhöhten   Anforderungen   (z.B.   bei   über   die   üblichen   Werte   hinausgehenden,   hohen   Schadstofflasten)   können   die   
Außenluftvolumenströme erhöht werden.

Zur Berechnung des Luftvolumenstroms zur Belüftung von Nichtwohngebäuden kann nach DIN 16798 die nachfolgende, sehr einfache Formel verwendet werden:

QNenn = n · qP + AR · qB

mit
qNennt   Gesamtluftvolumenstrom des Raums, in m³/h
n         Auslegungswert für die Personenanzahl im Raum, in Personen
qP          Lüftungsrate für die Belegung bzw. Nutzung je Person in m3/(h·Person)
AR       Grundfläche des Raums, in m²
qB          auf die Gebäudeemissionen bezogene Lüftungsrate in m³/(h·m²)

Förderprogramme

Seit 1. Januar 2020 hat sich die Förderung für solare Luftsysteme - Luftkollektoren, Zubehör, Wärmespeicher, etc. - erheblich verbessert.

Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) hat weitere Informationen zu seinem Förderprogramm und eine Liste förderfähiger Kollektoren veröffentlicht. Eine Übersicht über alle Fördermaßnahmen finden Sie hier.

Es ist zu beachten, dass Sie, bevor Sie einen Vertrag abschließen und Leistungen beauftragen, einen Antrag über das elektronische Antragsformular stellen müssen. Sobald Sie einen Antrag gestellt haben, steht es Ihnen frei, mit der geplanten Maßnahme zu beginnen.

Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) hat ebenfalls ihre Förderrichtlinien veröffentlicht und in einem Merkblatt zusammengefasst. Der Antrag muss vor Baubeginn gestellt sein.

Landeshauptstadt München (Sondermaßnahmen)