Der Luftwärmetauscher - ein Thema für den Physikunterricht aus der Bauphysik

Abstract

Moderne, sehr energiesparende Passivhäuser benötigen auf Grund ihrer besonderen Luftdichtigkeit ein System für die sogenannte kontrollierte Raumlüftung. Neben der reinen Be- und Entlüftung der Räume werden diese Systeme zusätzlich mit einem Luftwärmetauscher ausgestattet, bei dem nach dem Gegenstromprinzip die verbrauchte Warmluft aus den Räumen die von außen zugeführte kalte Frischluft erwärmt. Hierdurch können Energieverluste, die bei der herkömmlichen Lüftung durch geöffnete Fenster oder Undichtigkeiten in der Gebäudehülle zwangsläufig auftreten, stark vermindert werden. Der Wärmerückgewinnungsgrad moderner Luftwärmetauscher für Einfamilienhäuser beträgt bis zu 99%.
In diesem Artikel wird das Gegenstromprinzip des Luftwärmetauschers erklärt und ein Vorschlag gemacht, wie dieses Thema für den Physikunterricht elementarisiert werden kann. Neben der Vorstellung eines Modells, das die Basis eines von uns entwickelten Simulationsprogramms ist, wird auch das Energieeinsparpotenzial eines Luftwärmetauschers an einem Beispiel quantitativ abgeschätzt und ein Vorschlag für ein Modellexperiment gemacht.