Prüfverfahren TZWL

Dichtheitsprüfung

 

Die Dichtheitsprüfung dient der Bestimmung von Leckagen an Wohnungslüftungsgeräten. Geräteinterne Leckagen sorgen dafür, dass in der Abluft enthaltene Luftinhaltsstoffe der Zuluft beigemengt werden. Dadurch ist ein hygienisch unbedenkliches Lüften nicht mehr gewährleistet. Externe Leckagen, also Undichtheiten des Gerätes zum Aufstellraum, sorgen für unnötigen Stromverbrauch.

Für eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung eines Wohnungslüftungsgerätes durch das Deutsche Institut für Bautechnik (DiBt) ist intern und extern je eine maximale Leckage von 5% des mittleren Einsatzbereiches erlaubt. Dieser Grenzwert ist ebenfalls eine Voraussetzung für eine Zulassung eines Wohnungslüftungsgerätes in einigen Bundesländern Österreichs. Bei einer angestrebten Zulassung durch das Passivhausinstitut (PHI) reduzieren sich diese Grenzwerte auf 3%.

Bei der externen Dichtheitsprüfung werden die Leckagen über das Gehäuse bestimmt. Die interne Dichtheitsprüfung ermittelt die Leckagen zwischen Aussen-/Zulufttrakt und Abluft-/Fortlufttrakt. Je nach Bau- und Funktionsweise des Gerätes und Art der Energierückgewinnung gibt es zwei unterschiedliche Methoden zur Realisierung der internen Dichtheitsprüfung. Bei Geräten mit Rotationswärmeübertragen wird die Indikatorgasmethode verwendet. Bei allen unbeweglichen Wärmeübertragern lässt sich die einfachere Nordtestmethode anwenden.

 

Lüftungstechnische Prüfung

 

Die Lüftungstechnische Prüfung dient der Ermittlung des Stromverbrauchs für die Luftförderung und einer energieoptimierten Einregelung der im Wohnungslüftungsgerät verbauten Ventilatoren. Hierbei werden drei Messgrößen aufgenommen und für den Geräteeinsatzbereich bewertet. Diese sind:


  • Leistungsaufnahme des Gerätes
  • Geförderter Luftvolumenstrom
  • Aufgeprägter Differenzdruck


Anhand dieser Größen werden folgende Aussagen getroffen:


  • Volumenstrombezogener Hilfsenergiebedarf: Der volumenstrombezogene Hilfsenergiebedarf bemisst die eingesetzte elektrische Energie, die benötigt wird um 1 m³ Luft pro Stunde zu bewegen.
  • Volumenstrombalance: Durch Abgleich von Zuluft und Abluft wird für eine gleichmäßige Be- und Entlüftung des Gebäudes gesorgt. In keinem Fall ist ein Überschuß der Zuluft gestattet, da sonst das Wohnungslüftungsgerät einen Überdruck im Inneren erzeugt und Luft durch etwaige Un-dichtigkeiten nach außen dringt. Dabei strömt feuchte, warme Luft an kalten Bauteilen der Gebäudehülle vorbei. Der in der Luft vorhandene Wasserdampf kondensiert und es bildet sich Feuchtigkeit innerhalb der Konstruktion. Dies erhöht das Risiko der Schimmelbildung, der Beschädigung der Konstruktion und einer Verringerung der Wärmedämmwirkung. Der Grenzwert des Abluftüberschusses beträgt 10%.
  • Druck- Volumenstromkennlinie: Durch Simulation von steigenden Druckverlusten werden die durch die Ventilatoren möglichen Volumenströme gemessen. Externe Druckverluste entstehen durch Windbelastungen (bei dezentralen Wohnungslüftungsgeräten) oder durch Lüftungsrohrsysteme (bei zentralen Wohnungslüftungsgeräten).

 

Thermodynamische Prüfung

 

Die thermodynamische Prüfung ist das Herzstück der gesamten Prüfung. Um die Effizienz des Wohnungslüftungsgerätes zu ermitteln, werden die thermodynamischen Betriebsbedingungen so simuliert, wie sie im praktischen Betrieb während einer Heizperiode auftreten. Nachstehende Tabelle (Tabelle 1) zeigt, welche Luftzustände für die Außen- und Abluft repräsentativ sind.

 

Außentemperatur

θAU in °C

rel. Außenfeuchte

φ in %

Ablufttemperatur

θAB in °C

rel. Abluftfeuchte

φ in %

-3 80 21 36
+4 80 21 46
+10 80 21 56

Tabelle 1 - Einzustellende Luftzustände bzgl. Außen- und Abluft

 

Die sich aus den Vorgaben ergebenden Luftzustände der Zuluft sowie der Fortluft werden für definierte Luftvolumenströme gemessen. Anhand der Messwerte können folgende Gerätekenngrößen ermittelt werden:


  • Wärmebereitstellungsgrad: Der Wärmebereitstellungsgrad gibt an, wieviel Prozent Energie einschließlich Ventilatorstromverbrauch ein Wohnungslüftungsgerät von der aus der Abluft zurückgewonnenen Energie über die Zuluft wieder bereitstellen kann. Je höher der Wärmebereitstellungsgrad ist, desto mehr reduziert das den Verbrauch zusätzlicher Energie zur Wärmeversorgung von Wohngebäuden.
  • Elektrisches Wirkverhältnis des Wohnungslüftungsgerätes: Das elektrische Wirkverhältnis gibt an, wieviel Wärme ein Gerät im Verhältnis zu der zu seinem Betrieb erforderlichen elektrischen Energieaufnahme bereitstellt. Elektrische Wirkverhältnisse von weit über 20 sind keine Seltenheit mehr. Dies bedeutet, dass pro 20 kWh bereitgestellter Wärme 1 kWh elektrische Energie verbraucht wird
  • Leistungsziffer der Wärmepumpe: Die Leistungsziffer der Wärmepumpe entspricht dem Verhältnis der zurückgewonnenen Wärmeleistung zur benötigten elektrischen Leistungsaufnahme des Verdichters.

 

Trinkwarmwasserprüfung

 

Die Trinkwarmwasserprüfung wird bei Wohnungslüftungsgeräten erforderlich, bei denen die Wärmepumpe nicht nur zur Erzeugung von Heizwärme vorgesehen ist, sondern auch zur Erwärmung von Trinkwarmwasser dient. Diese Geräte besitzen einen Wasserspeicher, dessen Inhalt mit Hilfe der Wärmepumpe erhitzt wird.

Im Rahmen der Prüfung wird anhand eines vorgegebenen Zapfprogramms die elektrische Energieaufnahme sowie die Zeit ermittelt, die die Wärmepumpe benötigt, um das Trinkwarmwasser von unterschiedlichen Anfangstemperaturen auf Solltemperatur zu erwärmen. Bestimmt wird außerdem die maximale Warmwassermenge, die sich bei einer Entnahme ergibt.

 

Es ergeben sich folgende Parameter bezüglich der Trinkwarmwassererzeugung:


  • Aufheizperiode: Die Aufheizperiode betrachtet die Zeit und Energieaufnahme, die das Gerät bei Erstinbetriebnahme benötigt, um den Speicherinhalt von 15°C auf 50°C zu erwärmen.
  • Leistungszahl: Die Leistungszahl der Wärmepumpe ergibt sich aus der Energieaufnahme und der Zeit, die die Wärmepumpe benötigt, um nach einer Entnahme des halben Tankinhalts das Wasser wieder auf Solltemperatur aufzuheizen.
  • Bezugs- Warmwassertemperatur: Die Bezugs- Warmwassertemperatur ist die durchschnittliche Temperatur, die das Wasser bei der Entnahme hat. Sie ergibt sich, indem zweimal Wasser entnommen wird bis die Warmwassertemperatur von 50°C Solltemperatur auf unter 40°C gesunken ist.
  • Effektive Leistungsaufnahme während der Bereitschaftsperiode: Um die effektive Leistungsaufnahme im Bereitschaftsbetrieb aufzunehmen, muss der Prüfling mindestens 24 Stunden im Standbymodus betrieben werden. Mindestens drei vollständige Ein-/Aus-Zyklen werden dabei durchlaufen. Während dieser Zeit darf kein Wasser entnommen werden. Aus der Zeit, die die Wärmepumpe benötigt, um drei vollständige Ein-/Aus-Regelzyklen zu durchlaufen und der benötigten elektrischen Energieaufnahme die notwendig ist, um die Wassertemperatur wieder auf Solltemperatur zu bringen, errechnet sich die effektive Leistungsaufnahme während der Bereitschaftsperiode.

 

Frostschutzprüfung

 

Die Frostschutzprüfung dient zur Funktionskontrolle der vom Hersteller vorgesehenen Frostschutzstrategie. Bei Außenlufttemperaturen kleiner 0°C kann es zu einer Vereisung des Wärmeübertragers kommen, wodurch die Gerätefunktion und die Wärmerückgewinnnung am Wärmeübertrager beeinträchtigt wird. Bei starker Vereisung kann der Wärmeübertrager beschädigt werden. Die einem Gerät zugeordnete Frostschutzstrategie dient zur Vermeidung oder Verringerung besagter Effekte.

Bei der Prüfung wird eine Außenlufttemperatur von -3°C erzeugt und in fünf Minuten um maximal 1°K bis auf -12°C abgesenkt. Parallel dazu werden Temperaturen und Volumenströme messtechnisch erfasst und bewertet. Nach Abschluss der Prüfung wird das Gerät geöffnet und der Wärmeübertrager durch eine Sichtprüfung auf Vereisung kontrolliert.