Abluftanlage mit Nutzung der Abwärme mittels einer Wärmepumpe für Gründerzeitgebäude

Abstract

Gründerzeithäuser haben einen beträchtlichen Anteil am Gebäudebestand von Innenstädten in Mitteleuropa. Die Belüftung von Gründerzeitgebäuden erfolgt typischerweise mittels Fensterlüftung. Im Zuge der Sanierung von Gründerzeitgebäuden stellt sich die Frage hinsichtlich des Einbaus aktiver Lüftungssysteme. Neben klassischen Lüftungsanlagen mit Zu- und Abluft stellen Abluftsysteme mit einer Luftnachströmung mittels Außenbauteil-Luftdurchlässen (z.B. im Bereich von Fenstern) eine Alternative dar. Solche Systeme kommen im Neubau aber auch in der Sanierung immer wieder zur Anwendung. Von Vorteil sind deren einfacher Aufbau und die kostengünstige Umsetzung. Ein wesentlicher Nachteil dieser Systeme ist das Fehlen einer Wärmerückgewinnung. Ein Lösungsansatz ist die Kombination mit einer Abluftwärmepumpe, welche der Fortluft Wärme zum Zweck der Warmwasserbereitung oder Raumheizungsunterstützung entzieht. Dabei ist die energetische bzw. ökonomische Plausibilität dieses Ansatzes zu beurteilen. Im Rahmen dieses Beitrags erfolgt dies anhand der Anwendung in einem Gründerzeitgebäude für die Nutzungsszenarien „Wohnen“ und „Büronutzung“. Mittels Simulationen wird eine energetische Analyse des Systems durchgeführt. Zudem wird untersucht, ob mit diesem Lüftungssystem ein Beitrag zum sommerlichen Wärmeschutz mittels Nachtlüftung erreicht werden kann. Abschließend wird eine statische Amortisationsrechnung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass beim Nutzungsszenario „Wohnen“ durch die Wärmerückgewinnung in den untersuchten Systemvarianten und Betriebsweisen bis zu ca. 40 % des erforderlichen Wärmebedarfs für Warmwasserbereitung und Raumheizung mittels Wärmerückgewinnung aus der Fortluft gedeckt werden kann. Die Amortisationszeit hängt signifikant von der Energiepreissituation ab. Es wird gezeigt, dass statische Amortisationszeiten im Bereich von 7 bis 15 Jahren erreichbar sind. Ein substantieller Beitrag zur Minderung sommerlicher Überwärmung mittels Nachtlüftung konnte in den untersuchten Varianten nicht nachgewiesen werden. Im Fall der „Büronutzung“ ist der Anteil der rückgewonnen Wärme am Gesamtwärmebedarf deutlich geringer, was auf den im Vergleich zur Wohnnutzung niedrigen Warmwasserwärmebedarf zurückzuführen ist. Dadurch ergeben sich lange Amortisationszeiten, welche einen Einsatz dieses Systems bei „Büronutzung“ nicht rechtfertigen.