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:

Q_Nenn = n · q_P + A_R · q_B

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